gestion operacional palocabildo

CONSORCIO DISEÑOS TOLIMA


AJUSTE, ACTUALIZACIÓN Y/O FORMULACIÓN DE PLANES MAESTROS Y DISEÑOS DE LOS SISTEMAS DE ACUEDUCTO EN EL DEPARTAMENTO DE

TOLIMA – ZONA NORTE

INTERVENTORÍA: CONSORCIO INTERTOLIMA

INFORME GESTIÓN OPERACIONAL DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL

MUNICIPIO DE PALOCABILDO-TOLIMA CDT-IF-PGO-PAL-11

VERSIÓN 01

NOVIEMBRE 2011


CTL-RG-QA-03 Versión 04

REVISIÓN, VERIFICACIÓN, MODIFICACIÓN

Y APROBACIÓN DE DOCUMENTOS

CÓDIGO Y NOMBRE DEL DOCUMENTO: CDT-IF-PGO-PAL-11/ INFORME DE DISENO DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE PALOCABILDO-TOLIMA

CONTROL DE REVISIÓN

VERSIÓN No.

No. PAGINAS

FECHA ELABORO APROBÓ DESCRIPCIÓN DE LA REVISIÓN

0 NOVIEMBRE 2011

Alex Garzón Germán Rodríguez

Versión inicial del Documento

01 NOVIEMBRE 2011

Alex Garzón Germán Rodríguez

Versión ajustada conforme a observaciones de interventoría.

CONTROL DE COPIAS

COPIA No. ORIGINAL

1

AUTORIZADA POR: Gerencia Gerencia

EMITIDA PARA: CONTROL DIFUSIÓN

RESPONSABLE: Coordinador S.G.C. Representante Legal

PREPARÓ: Alex Garzón

REVISÓ: Edgar Castro

APROBÓ: Germán Rodríguez

RECIBIDO PARA REVISIÓN Y APROBACIÓN POR PARTE DEL CLIENTE

CLIENTE : PROYECTO : AJUSTE, ACTUALIZACIÓN Y/O

FORMULACIÓN DE PLANES MAESTROS Y DISEÑOS DE LOS SISTEMAS DE ACUEDUCTO EN EL DEPARTAMENTO DE TOLIMA – ZONA NORTE

DIRECTOR DE INTERVENTORÍA

NOMBRE: ERNESTO GARCÍA VALDERRAMA

FIRMA : . FECHA : .


TABLA DE CONTENIDO

1 INTRODUCCIÓN ............................................................................................ 9

2 ANTECEDENTES ..........................................................................................10

3 ALCANCE DE DEL INFORME ......................................................................11

4 NORMATIVIDAD APLICADA ........................................................................12

5 DIAGNOSTICO TECNICO OPERATIVO DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO 13

5.1 INFORMACION COMERCIAL.................................................................15

5.2 EVALUACION DE LA CAPACIDAD INSTALADA DE LOS

COMPONENTES DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO .........................................17

5.2.1 CAPTACION ....................................................................................17

5.2.2 ADUCCIONES Y CONDUCCIONES DE AGUA CRUDA ................18

5.2.3 PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE .....................18

5.2.4 ALMACENAMIENTO .......................................................................19

5.2.5 RESUMEN DE CAUDALES DE DISEÑO POR COMPONENTES ..20

5.3 ESTABLECIMIENTO DE LA LINEA BASE DEL PROYECTO .................21

5.3.1 INDICADORES DEL SERVICIO ......................................................22

5.3.1.1 CONTINUIDAD ............................................................................22

5.3.1.2 CALIDAD DE AGUA .....................................................................22

5.3.1.3 COBERTURA DE MICRO MEDICION .........................................24

5.3.1.4 MEDICION ...................................................................................25

5.3.1.4.1 Macro Medición ....................................................................................................................... 25

5.3.1.4.2 Micro Medición ....................................................................................................................... 25

5.3.1.5 INDICE DE PERDIDAS ................................................................26

5.4 CALCULO DEL BALANCE HIDRAULICO DEL SISTEMA .......................26

5.4.1.1 Esquema de Niveles de Confianza ..............................................30

5.4.1.1.1 Intervalos de fiabilidad ............................................................................................................ 31


5.4.1.1.2 Intervalos de Precisión ............................................................................................................. 32

5.4.1.1.3 Niveles de confianza ................................................................................................................ 32

5.4.1.2 INFORMACIÓN RECOPILADA ....................................................33

5.4.1.3 RESULTADOS OBTENIDOS .......................................................34

5.4.1.3.1 Definición de indicadores ........................................................................................................ 34

5.4.1.4 Tiempo promedio de suministro (h/dia) ........................................36

5.4.1.5 Presión promedio (m) ...................................................................36

5.4.1.6 Volumen actual anual de pérdidas reales (m3/año) .....................36

5.4.1.7 Pérdidas reales inevitables (m3/año) ...........................................36

5.4.1.8 Volumen de pérdidas reales (l/con-dia) ........................................37

5.4.1.9 Pérdidas aparentes como % consumo autorizado .......................37

5.4.1.10 Volumen de agua no facturada (m3/año) .................................38

5.4.1.11 Índice de fugas Estructurales (IFE ó ILI) ...................................38

5.4.1.12 Índice de Agua no facturada .....................................................38

5.4.1.13 Volumen de agua no facturada como % costos de operación. .39

5.4.2 CATASTRO DE REDES Y SIG ........................................................40

5.4.2.1 ELABORACIÓN DE APIQUES .....................................................40

5.4.2.2 PROCEDIMIENTO .......................................................................42

5.4.2.2.1 Planificación ............................................................................................................................ 42

5.4.2.2.2 Recopilación De Información Inicial ....................................................................................... 43

5.4.2.2.3 Clasificación de la información ............................................................................................... 45

5.4.2.2.4 Productos Preliminares Para Campo ........................................................................................ 46

5.4.2.2.5 Captura De Información De Campo......................................................................................... 46

5.4.3 CENSO DE USUARIOS ..................................................................48

5.5 PROYECCIONES DE POBLACION Y DEMANDA ..................................50

5.5.1 PROYECCIONES Y DEMANDA DE AGUA .....................................50

5.5.1.1 Población Actual ...........................................................................50

5.5.1.2 Datos Censales ............................................................................50

5.5.1.3 PROYECCIONES DE POBLACIÓN MUNICIPIO PALOCABILDO ..

.....................................................................................................51

5.5.1.3.1 MÉTODO GEOMÉTRICO ..................................................................................................... 52


5.5.1.3.2 MÉTODO ARITMÉTICO ....................................................................................................... 54

5.5.1.3.3 MÉTODO EXPONENCIAL .................................................................................................... 56

5.5.1.4 PROYECCIONES ADOPTADAS .................................................58

5.5.1.5 POBLACIÓN FLOTANTE .............................................................58

5.5.1.6 DEFINICIÓN NIVEL DE COMPLEJIDAD DEL SISTEMA ............58

5.5.1.7 PERÍODO DE DISEÑO ................................................................60

5.5.1.8 DOTACIONES ..............................................................................61

5.5.1.8.1 Dotación Neta .......................................................................................................................... 61

5.5.1.8.2 Dotación Bruta ......................................................................................................................... 61

5.5.1.9 CAUDALES DE DISEÑO .............................................................62

5.5.1.9.1 Consumo Medio Diario ............................................................................................................ 63

5.5.1.9.2 Consumo Máximo Diario......................................................................................................... 63

5.5.1.9.3 Consumo Máximo Horario ...................................................................................................... 63

5.5.1.10 CALCULO DEMANDA FUTURA ..............................................63

6 DESARROLLO DEL MODELO HIDRAULICO DEL SISTEMA .....................66

6.1 MODELACIÓN HIDRÁULICA ..........................................................................66

6.1.1 Ecuaciones de resistencia al flujo ....................................................66

6.1.2 Propiedades del fluido .....................................................................66

6.1.3 Propiedades del conducto ...............................................................67

6.1.4 Ecuación de Darcy-Weisbach ..........................................................67

6.1.4.1 Factor de fricción para flujo laminar .............................................68

6.1.4.2 Factor de fricción para flujo turbulento .........................................68

6.1.5 Ecuación de Hazen – Williams .........................................................69

6.1.6 Evaluación del trazado de la Red ....................................................70

6.1.6.1 Características y diagnóstico ........................................................70

6.1.6.2 Escenario de la modelación .........................................................71

7 N OPERACIONAL ...74

7.1 FORMULACION DEL PROGRAMA DE CONTROL DE PERDIDAS .......74

8 MEDIDAS COMERCIALES PRINCIPALES ..................................................75


9 MEDIDAS TÉCNICAS ...................................................................................77

10 FORMULACIÓN DEL SISTEMA MATRIZ Y LA SECTORIZACIÓN DE LAS

REDES ..................................................................................................................80

10.1 FORMULACION DEL SISTEMA MATRIZ ...............................................80

10.2 FORMULACION DE LA SECTORIZACION ............................................82

10.3 CONTROL DE PRESIONES ...................................................................84

10.4 REQUERIMIENTOS RENOVACIÓN DE REDES ....................................84

11 FUENTES CONSULTADA .........................................................................87

11.1 ESTUDIOS Y DOCUMENTOS ................................................................87

11.2 FUENTES BIBLIOGRÁFICAS .................................................................87

11.3 INTERNET ..............................................................................................88


CONTENIDO DE TABLAS

Tabla 1.Número de suscriptores por estrato .........................................................15

Tabla 2.Tarifas de subsidio aplicadas por estrato al año 2007 .............................16

Tabla 3.Estado de las Acometidas ........................................................................16

Tabla 4.Caudales por componentes casco urbano subsistema El Brillante ..........17

Tabla 5.Resumen de los caudales de diseño ........................................................20

Tabla 6.Comparación de caracterización de agua con la resolución 2115 de 2007

..............................................................................................................................23

Tabla 7.Tapa de Medidores por Estado ................................................................24

Tabla 8.Componentes Balance Hídrico .................................................................29

Tabla 9. Matriz de Niveles de Confianza ...............................................................33

Tabla 10.Clasificación Indicadores de Gestión......................................................34

Tabla 11.Entes Priorizados ...................................................................................44

Tabla 12. Censo DANE .........................................................................................51

Tabla 13. Tabla de censos DANE y SISBEN ........................................................51

Tabla 14. Proyección de Población por el Método Geométrico .............................52

Tabla 15. Proyección de Población por el Método Aritmético ...............................54

Tabla 16. Proyección de Población por el Método Exponencial ............................57

Tabla 17. Definición del nivel de complejidad (tabla n° A.3.1 – RAS- 2000) .........59

Tabla 18. Indicadores capacidad económica ........................................................60

Tabla 19. Periodo de Diseño .................................................................................60

Tabla 20. Dotación neta de acuerdo con las últimas recomendaciones del MAVDT

..............................................................................................................................61

Tabla 21. Demanda de agua proyectada ..............................................................64

Tabla 22. Resumen de Redes de Distribución ......................................................72

Tabla 23.Resumen de Tuberías ............................................................................83

Tabla 24. Red de Distribución ...............................................................................85

Tabla 25.Diámetros menor a 2 pulgadas ..............................................................86


CONTENIDO DE ILUSTRACIONES

Ilustración 1 Formato de Apiques CDT-RS-OP-10 ................................................41

Ilustración 2.Formato de inspección de campo de estructuras CDT-RS-OP-02....47

Ilustración 3.Formato de Catastro de Usuarios CDT-RG-OP-04 ...........................49

Ilustración 4.Esquema red de distribución .............................................................73

Ilustración 5.Sectorización de la red ......................................................................83

CONTENIDO DE GRAFICAS

Grafica 1.oferta vs demanda Captación ................................................................17

Grafica 2.oferta vs demanda Aducción .................................................................18

Grafica 3.oferta vs demanda PTAP .......................................................................19

Grafica 4.Capacidad vs demanda Almacenamiento ..............................................20

Grafica 5.Crecimiento de la Población según el Método Geométrico ...................53

Grafica 6.Crecimiento de la Población según el Método Aritmético ......................55

Grafica 7.Crecimiento de la Población según el Método Exponencial ..................57

Grafica 8.Demanda de Agua .................................................................................65


1 INTRODUCCIÓN

La Empresa Departamental de Acueducto, Alcantarillado y Aseo del Tolima EDAT

S.A. E.S.P. OFICIAL adjudicó al contratista CONSORCIO DISEÑOS TOLIMA, el

contrato de Consultoría No. 062 del 01 de octubre de 2.010 cuyo objeto es

AJUSTE, ACTUALIZACIÓN Y/O FORMULACIÓN DE PLANES MAESTROS Y

DISEÑOS DE LOS SISTEMAS DE ACUEDUCTO EN EL DEPARTAMENTO DE

TOLIMA – ZONA NORTE.


2 ANTECEDENTES

El marco de referencia para la toma de decisiones en la inversión de los recursos

del Plan departamental de Aguas (PDA), lo constituye el diagnóstico de las

necesidades sectoriales del municipio.

Se hace necesario establecer un orden de prioridad en la intervención de las

necesidades identificadas. El primer orden de prioridad en la intervención se

propone por la temporalidad en que se hace necesario hacerlas para mejorar la

prestación de los servicios públicos en el marco de los objetivos y metas

propuestas por el PDA.

La formulación del Plan Maestro de Acueducto de Palocabildo se estructura con

base en los componentes del PDA, que son los siguientes:

Poner en funcionamiento la infraestructura que está construida y que no se

encuentra operando.

Optimizar el funcionamiento de la infraestructura que se encuentra en

operación.

Ampliar coberturas para el acceso de nuevos ciudadanos a los servicios

públicos.

Las Empresa de Acueducto, Alcantarillado y Aseo del Tolima S.A. E.S.P. (EDAT)

realizará el seguimiento, supervisión y control de la ejecución de todas y cada una

de las actividades de la Consultoría objeto del presente Concurso de Méritos por

intermedio de una firma o Ingeniero Interventor, quien será su representante para

todos los efectos de estos estudios y a través de quien el Consultor deberá tratar

todos los asuntos relacionados con el contrato que se celebre.


3 ALCANCE DE DEL INFORME

El presente Informe, contempla los aspectos Técnicos, correspondiente a la

Gestión Operacional, de acuerdo con los requerimientos del Anexo 10 de los

Términos de Referencia del contrato No. 062 del 01 de octubre de 2.010 cuyo

objeto es AJUSTE, ACTUALIZACIÓN Y/O FORMULACIÓN DE PLANES

MAESTROS Y DISEÑOS DE LOS SISTEMAS DE ACUEDUCTO EN EL

DEPARTAMENTO DE TOLIMA – ZONA NORTE.


4 NORMATIVIDAD APLICADA

Norma IWA – Control de Pérdidas

Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico

RAS 2000

Resolución 2320 de noviembre de 2009

agua potable y saneamiento a financiar mediante el mecanismo de

Ventanilla Única.

NTC ISO 9001 versión 2008

Normas Técnicas Colombianas ICONTEC

Normas compatibles AWWA

Norma Sismo resistente NSR 10


5 DIAGNOSTICO TECNICO OPERATIVO DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO

Se cuenta con el Plan básico de Ordenamiento Territorial, puesto en

funcionamiento en el año 2004 y en el cual se hacen breves reseñas del estado y

características del sistema de acueducto del municipio.

Además, se recopiló información de tipo operacional, de acuerdo con las visitas y

entrevistas realizadas con el personal operativo de la Junta de Acción Comunal

de Palocabildo.

A nivel operacional, las siguientes características son importantes para el

diagnóstico del sistema.

Volúmenes de tanques: Los dos sistemas de abastecimiento del municipio

de Palocabildo cuenta con dos tanques de almacenamiento ,uno para cada

sistema; el primer sistema (Brillante) tiene una capacidad de 480 m3 en la

actualidad no se encuentra en funcionamiento y el tanque del segundo

sistema (Cocos) cuenta con una capacidad de 190 m3presenta múltiples

fugas por deterioro estructuraly conexiones directas de usuarios pues no

tiene ningún tipo de aislamiento; el sistematiene una capacidad total de

670m3.

Además, en el municipio existen tanques de poco volumen, por lo que

podría pensarse en que son de compensación.

Del río Sabandija, se abastecen tres tanques, a saber,

- Barrio Progreso: Tanque con capacidad (V= 20 m3),

- Barrio Rivera: Tanque con capacidad de (V= 30 m3),

- Barrió Santo Domingo y otros. Tanque con capacidad de (V= 20 m3),


De la conducción principal se abastece el tanque que surte el Barrio Protecho de

un volumen (V= 30 m3).

Operación de bombas y sus características específicas: El sistema

funciona por gravedad en su totalidad.

Capacidades nominales de plantas de tratamiento, conducciones,

captaciones y estructuras de pretratamiento: la planta de tratamiento

existente fue diseñada para un caudal de 20 l/s.

La captación de la quebrada la Brillante tiene una capacidad de 10.98 L/s.

Laaducción del sistema de la Quebrada El Brillante está conformada por Tubería

8” PVC g 5.3 Km é T 6”

en PVC con una longitud 3.5 Km hasta la estructura empleada como desarenador.

La quebrada El Brillante cuenta con desarenador presenta una capacidad

hidráulica de 3.08 L/s

Registro de caudales producidos en plantas de tratamiento y estaciones de

bombeo de agua tratada durante el año 2010.

Registro de presiones en la red durante el año 2010.

Son muy pocos los municipios que cuentan con registro de mediciones de

presiones en la red. Palocabildo no cuenta con este registro.


5.1 INFORMACION COMERCIAL

Con base en la información comercial disponible,suministrada por la Junta de

Acción Comunal de Palocabildo ,detallan las siguientes características.

Censo de usuarios georreferenciados o listado con dirección, tipo de uso,

estrato, ruta y barrio, junto a plano con nomenclatura, barrios y rutas de

lectura.

Estimación de la cantidad de acometidas clandestinas en el municipio.

No se realiza un seguimiento para los suscriptores clandestinos y tampoco

cuentan con una proyección de los posibles suscriptores.

Reportes consolidados de consumos mensuales facturados por estrato y

por uso:

La oficina dispone de micromedidores perono toma lectura de ellos. De acuerdo

con la información suministrada por el UT FORDES,para el año 2006 el agua

facturada fue de 670.032 m3, que equivale a un caudal de 21.24/s.

El mayor número de suscriptores son del estrato 2, no cuentan con estrato

comercial ni oficial. A continuación se presenta el cuadro resumen de suscriptores

del sistema de acueducto por estrato.

Tabla 1.Número de suscriptores por estrato

Servicio Estrato 1 Estrato 2 Estrato 3 SS Total

Acueducto 268 296 216 10 790

Fuente: Junta de Acción Comunal de Palocabildo


El municipio realizó el estudio de costos y tarifas en abril de 2007 con las últimas

metodologías de la CRA, Resolución No. 287 de 2004 para acueducto y

alcantarillado y Resoluciones 351 y 352 de 2005 para el servicio de aseo.

Las tarifas aplicadas actualmente no están soportadas por ningún estudio de

costos, a continuación se presentan las tarifas aplicadas para el año 2007.

Tabla 2.Tarifas de subsidio aplicadas por estrato al año 2007

Servicio Valores en pesos corrientes

Estrato 1 Estrato 2 Estrato 3

Acueducto $4500 $5000 $6000

Fuente: Junta de Acción Comunal de Palocabildo

Estado del parque de micromedidores

Según catastro realizado se tienen instalados 299micromedidores pero no

se conoce el estado y funcionamiento, no obstante, el cobro de la tarifa se

hace a través de estos dispositivos.

A continuación se presenta la tabla de la cantidad de acometidas que

cuenta el municipio de Palocabildo.

Tabla 3.Estado de las Acometidas

ESTADO FUNCIONANDO SIN

FUNCIONAR Cantidad

Legales X 91

X 299

Ilegales X 408 Fuente: Consultoría

Las conexiones domiciliarias son de ½ " en PVC.


5.2 EVALUACION DE LA CAPACIDAD INSTALADA DE LOS

COMPONENTES DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO

El resumen de los caudales de diseño con los cuales deben dimensionarse los

diferentes componentes del sistema de acueducto, se muestra en las siguientes

tablas.

Tabla 4.Caudales por componentes casco urbano subsistema El Brillante

CAUDAL AÑO 2011 AÑO 2036 TRATAMIENTO CONDUCCIÓN ALMACENAMIENTO REDES DE

DISTRIBUCIÓN

Qmd= 5.82 8.45

QMD = 7.57 10.98 X X X

QMH = 12.11 17.57 X

5.2.1 CAPTACION

DE acuerdo con las proyecciones realizadas, el caudal demandado para la

estructura de captación es 10.98 l/s,El caudal que puede derivar la captación

según el diagnóstico realizado es 0.00052 LPS

Grafica 1.oferta vs demanda Captación

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

2011

2013

2015

2017

2019

2021

2023

2025

2027

2029

2031

2033

2035

caud

ales

CAPTACIÓN

Q DEMANDA LPS

CAPACIDAD LPS

Fuente: Consultor


5.2.2 ADUCCIONES Y CONDUCCIONES DE AGUA CRUDA

El caudal de la aducción de la quebrada El Brillante para agua por gravedad, de

acuerdo con el año horizonte de proyección (2.036) para el Casco urbano y el

caudal demandado para la estructura de captación es 10.98 l/s, El caudal que

puede transportar la aducción según el diagnóstico realizado es de 33 l/s .

Grafica 2.oferta vs demanda Aducción

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

2011 2013 2015 2017 2019 2021 2023 2025 2027 2029 2031 2033 2035

ADUCCIÓN

Q DEMANDA LPS CAPACIDAD LPS

Fuente: Consultor

5.2.3 PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE

Las plantas de tratamiento de agua potable deberán diseñarse para el consumo

máximo diario (QMD), adicionando el caudal estimado para el consumo de agua

de lavado de filtros y sedimentadores.

El caudal de la Planta de Tratamiento, de acuerdo con el año horizonte de

proyección (2.036) para el Casco urbano con las proyecciones realizadas, el


caudal demandado para la estructura de desarenación es 10.98 l/sEl caudal que

puede tratar la planta de tratamiento según el diagnóstico realizado es de 3.08 l/s

Grafica 3.oferta vs demanda PTAP

10,94

10,96

10,98

11,00

11,02

11,04

11,06

11,08

20

11

20

13

20

15

20

17

20

19

20

21

20

23

20

25

20

27

20

29

20

31

20

33

20

35

PTAP

Demanda l/s

capacidad l/s

Fuente: Consultor

5.2.4 ALMACENAMIENTO

El volumen de almacenamiento requerido según la forma de consumo diario

determinado en este estudio puede estimarse como sigue:

El caudal que puede tratar la planta de tratamiento según el diagnóstico realizado

es de 480 m3/s y el requerido al año de proyección es de 380 m3/s.


Grafica 4.Capacidad vs demanda Almacenamiento

.

Fuente: Consultor

5.2.5 RESUMEN DE CAUDALES DE DISEÑO POR COMPONENTES

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

cuales deben dimensionarse los diferentes componentes del sistema de

acueducto.

Tabla 5.Resumen de los caudales de diseño

AÑO

Captación Aducción Desarenador Conducción PTAP Almacenamiento

(l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s)

2,5 QMD 24 Horas

QMD QMD QMD QMD 1/3 QMD/día

m3/dá

2011 18,925 7,57 7,57 7,57 7,57 218

2012 19,2 7,68 7,68 7,68 7,68 221

2013 19,5 7,8 7,8 7,8 7,8 225

2014 19,775 7,91 7,91 7,91 7,91 228

2015 20,075 8,03 8,03 8,03 8,03 231


AÑO

Captación Aducción Desarenador Conducción PTAP Almacenamiento

(l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s)

2,5 QMD 24 Horas

QMD QMD QMD QMD 1/3 QMD/día

m3/dá

2016 20,375 8,15 8,15 8,15 8,15 235

2017 20,675 8,27 8,27 8,27 8,27 238

2018 21 8,4 8,4 8,4 8,4 242

2019 21,325 8,53 8,53 8,53 8,53 246

2020 21,625 8,65 8,65 8,65 8,65 249

2021 21,95 8,78 8,78 8,78 8,78 253

2022 22,275 8,91 8,91 8,91 8,91 257

2023 22,625 9,05 9,05 9,05 9,05 261

2024 22,95 9,18 9,18 9,18 9,18 264

2025 23,3 9,32 9,32 9,32 9,32 268

2026 23,65 9,46 9,46 9,46 9,46 272

2027 24 9,6 9,6 9,6 9,6 276

2028 24,375 9,75 9,75 9,75 9,75 281

2029 24,725 9,89 9,89 9,89 9,89 285

2030 25,1 10,04 10,04 10,04 10,04 289

2031 25,475 10,19 10,19 10,19 10,19 293

2032 25,875 10,35 10,35 10,35 10,35 298

2033 26,25 10,5 10,5 10,5 10,5 302

2034 26,65 10,66 10,66 10,66 10,66 307

2035 27,05 10,82 10,82 10,82 10,82 312

2036 27,45 10,98 10,98 10,98 10,98 316

Fuente: Consultor

5.3 ESTABLECIMIENTO DE LA LINEA BASE DEL PROYECTO

El establecimiento de la línea base del proyecto se realiza mediante la definición

de los indicadores actuales de gestión operacional del sistema, lo cual permite

establecer una referencia clara en cuanto a las condiciones de servicio a mejorar

y las metas a establecer.


El servicio de acueducto tiene una cobertura aproximada del 89% con algunos

usuarios que se abastecen clandestinamente o no reportan.

5.3.1 INDICADORES DEL SERVICIO

A continuación se presenta algunos de los parámetros relacionados con la calidad

del servicio de acueducto.

5.3.1.1 CONTINUIDAD

El servicio se presta las 24 horas del día. El 50% de los usuarios del barrio El

Porvenir tienen racionamiento durante 12 horas diarias por falta de presión en la

red. Reciben el servicio solamente en horas de la noche. Este sector pertenece a

la zona alta del casco urbano.

Es importante aclarar que las áreas de servicios de los demás junta

administradoras tienen continuidad de 24 horas diarias.

Hay que tener presente que no existe sectorización técnica y operativa en la red

de distribución, por lo tanto cuando se presenta un daño o se requiere

mantenimiento de la misma, se ven afectados gran parte de los usuarios.

5.3.1.2 CALIDAD DE AGUA

Se tomaron las muestras de agua cruda en las bocatomas de la Quebrada El

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

caracterización fisicoquímicos y microbiológicos (ver resultados ANEXO 7 del


informe de diseño Final). A continuación se comparan los resultados obtenidos

con la normatividad vigente.

Tabla 6.Comparación de caracterización de agua con la resolución 2115 de 2007

PARAMETRO UNIDADES VALOR R.A.SRESOLUCION

2115 DE 2007

PH UN 7.94 6,5a9

ACIDES mg/L 1,5 50

ALCALINIDAD mg/L 6.6 200

CLORUROS mg/L 2.73 250

CLORO REAL UPC 7 N.E

DUREZA TOTAL mg/L 20 300

DUREZA

CALCICA mg/L 10 60

HIERRO TOTAL mg/L 0.59 0,3

SULFATOS mg/L 3 250

TURBIEDAD NTU 5.43 2

NITRITOS mg/L 5.02 0,1

CONDUCTIVIDAD µ/c 25.9 N.E

COLIFORMES UFC/100ml 640 0

E-COLI UFC/100ml 20 0

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

abastecimiento los parámetros de turbiedad, nitritos, coliformes totales y E. Coli

no cumplen con la normatividad vigente.


Quebrada El Brillante

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

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

cantidad de floc producida.

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

la contaminación con aguas residuales o con fertilizantes proveniente de

escorrentía existe para la fuente receptora.

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

los valores máximos permisibles.

Los parámetros microbiológicos sobrepasan la norma notablemente.

5.3.1.3 COBERTURA DE MICRO MEDICION

Conforme los registros de la Junta de Acción Comunal de Palocabildo, para el año

2006 en el municipio de Palocabildo se registraron299medidores instalados, pero

no se encuentran en funcionamiento debido a que la comunidad no permite el

cobro por lectura del suministro hasta que no se les garantice el tratamiento de

agua potable; además se cuenta con información del estado de las cajas de los

medidores las cuales serán presentadas en la siguiente tabla.

Tabla 7.Tapa de Medidores por Estado

ESTADO CANTIDAD

BUENO 327

MALO 19

NO EXISTE 7

VACIOS 37

TOTAL 390

Fuente: Consultoría


5.3.1.4 MEDICION

5.3.1.4.1 Macro Medición

Se tiene que a la salida de la PTAP, no se cuenta con la instalación de un macro-

medidor.

Como herramienta de control, la macro medición facilita la eficiente operación del

sistema de acueducto, contribuyendo a determinar la distribución de caudales

entre los diferentes sectores, permite la evaluación del comportamiento hidráulico

del sistema tanto para planeación, como para la operatividad de la red.

La macro medición permite efectuar un control de las pérdidas tanto operativas

como comerciales, puesto que su información contribuye a desagregar las causas

de las pérdidas, poder llevar un control de actividades de lectura y facturación, y

la consecuente formulación de reducción de pérdidas.

5.3.1.4.2 Micro Medición

El 89% de los micro medidores se encuentran en buen estado aunque no estas

siendo utilizados para cobro de consumo; la mayoría de ellos cuentan con la caja

en buen estado, algunos no tienen tapa y estaban expuestos a posibles daños. Se

considera que gran parte del parque de micro medición está en buen estado.

Las conexiones domiciliarias son de ½” en PVC y se encuentran en buen estado

En función de la inexistencia de registros de macromedición, no es posibles la

determinación de las pérdidas reales actuales por cuanto se requiere


implementación de estos sistemas para poder hacer un análisis y seguimiento a

este parámetro, en busca de reducir las pérdidas del sistema a los mínimos

permitidos por la norma correspondiente al 25%.

5.3.1.5 INDICE DE PERDIDAS

En relación con el índice de agua no contabilizada, la consultoría estableció que la

Junta de Acción Comunal de Palocabildono realiza adecuadamente una

determinación del índice de perdidas, debido principalmente a que se cuenta con

agua producida en la planta pero no se cuenta con registros de agua facturada.

y agua producida por la planta (a falta de un macro medidor) ni con registros de

consumo de los subscriptores (a falta de micro medición).

En vista de la ausencia total de medición de caudales producidos y facturados no

es posible la determinación del índice de pérdidas del sistema.

Las pérdidas técnicas se producen por ausencia de macro medición en el

sistema, al desconocer el volumen de agua que se suministra. Igualmente por

fugas en el sistema.

5.4 CALCULO DEL BALANCE HIDRAULICO DEL SISTEMA

El balance hídrico de un sistema de acueducto comprende cada una de las

entradas y salidas de volúmenes de agua al sistema. La suma de estas

cantidades de agua debe ser igual a cero, o lo que es igual, deben coincidir tanto

entradas como salidas en términos absolutos. Un balance de agua correctamente

establecido resulta fundamental para evaluar las pérdidas de agua, y por tanto los

indicadores de gestión de un sistema. Las definiciones, terminología y opciones

de indicadores de gestión para pérdidas de agua que se emplean en este

documento son con base en la metodología desarrollada por la International


WaterAssociation (IWA) y adoptada por la American Water Works Association

(AWWA).

En la Figura a continuación se presenta en forma esquemática, el balance

hídricogeneral para todo sistema de acueducto.

Figura 1. Esquema Componentes Balance Hídrico.

En la figura siguiente, se ilustran las principales entradas y salidas de agua en un

abastecimiento típico, demanera secuencial: desde la toma de agua bruta hasta

su consumo por parte de los usuarios.Algunos sistemas serán en efecto más

sencillos y no tendrán todas las características que aquíse muestran.


Figura 2. Definición de entradas y salidas en un sistema de distribución de agua.

El balance hídrico requiere que se hagan estimaciones de los volúmenes de agua

en cadapunto de medida aplicable al sistema considerado. Donde hubiesen

medidores reales, losdatos de éstos se emplearán normalmente, pero en

m “m j m ”

datos disponibles y la aplicación de un buen criterio deingeniería.

El balance de agua se calcula normalmente sobre un período de 12 meses y de

este modorepresenta el promedio anual de todos los componentes.

En la tabla siguiente, se observan los principales componentes del balance

hídrico.


Tabla 8.Componentes Balance Hídrico

Una descripción breve de los principales componentes del balance hídrico se

detalla a continuación.

Volumen de entrada al sistema: Volumen anual que entra en aquella

parte del sistema de suministro de agua al que hace referencia el cálculo

del balance hídrico

Consumo Autorizado Facturado (Agua comercializada):Volumen anual

de agua medida y/o no medida utilizada para usos residenciales,

comerciales e industriales, por los usuarios. Incluye el agua exportada


Consumo Autorizado No Facturado: Consumos propios del acueducto y

alcantarillado como lavado de tuberías, baldeo de calles, riego de jardines

municipales, fuentes públicas, uso de hidrantes.

Pérdidas Reales (Pérdidas Técnicas): Pérdidas físicas de agua en el

sistema presurizado hasta el punto de medida de uso del cliente. El

volumen anual que se pierde a través de todo tipo de fugas, roturas y

desbordamientos depende de las frecuencias, caudales y duración

promedio de las fugas individuales.

Pérdidas Aparentes (Pérdidas comerciales): Representan toda clase de

imprecisiones asociadas con la medida del agua producida y consumida,

más el consumo no autorizado (robo o uso ilegal).

5.4.1.1 Esquema de Niveles de Confianza

El esquema de niveles de confianza y precisión es un sistema de códigos

alfanuméricos quepermite calificar cada dato en base a sus grados de confianza y

precisión. Este sistema decalificación es necesario para que los usuarios de los

IG tengan una idea clara sobre laconfiabilidad de la información disponible.

Losgrados de confianza deberán reflejar el estado actual de los datos, y no su

estado futuro,posiblemente propuesto como objetivo.

A medida que se vuelva sobre los mismos datos, en períodos sucesivos, el

esquema de nivelesde confianza y precisión permitirá ir enfocando la atención

sobre aquellos datos de menorcalidad, para avanzar paulatinamente hacia una

mejor información.


5.4.1.1.1 Intervalos de fiabilidad

A – ALTAMENTE FIABLE

Datos basados en registros, procedimientos, investigaciones o análisis válidos

que esténdebidamente documentados y reconocidos como los mejores métodos

de evaluacióndisponibles.

Pronósticos Basados en extrapolaciones de registros de alta calidad que cubran o

seanaplicables al 100% del área del abastecimiento, mantenidos y actualizados

por un mínimo decinco años (el pronóstico habrá sido revisado durante el período

de informe).

B - FIABLE

Generalmente como en el intervalo A, pero con deficiencias menores, p.e. falta

algo de ladocumentación, la evaluación es antigua, se da algo de fiabilidad a

informes dudosos o sehacen algunas extrapolaciones.

Pronósticos Basados en extrapolaciones de registros que cubran o sean

aplicables a más del50% del área del abastecimiento, mantenidos y actualizados

por un mínimo de cinco años. Elpronóstico habrá sido revisado durante los dos

años previos.

C – POCO FIABLE

Datos basados en la extrapolación de una muestra limitada para las que el

intervalo A o B estádisponible.

Pronósticos Basados en extrapolaciones de registros que cubran más del 30% del

área deservicio. El pronóstico habrá sido revisado durante los cinco años previos.


D – MUY POCO FIABLE

Datos basados en informes verbales sin confirmar y/o inspecciones o análisis

apresurados.

Pronósticos Basados en información no conforme con los intervalos A, B o C.

5.4.1.1.2 Intervalos de Precisión

La precisión se define como la aproximación entre el resultado de una medición

determinada yel valor (convencionalmente) correcto de la variable a medir. Los

intervalos de precisión han deaplicarse a la medición y no al equipo de medida

(por ejemplo, en algunos casos elequipamiento podría ser altamente preciso pero

empleado fuera de su rango de utilización).

Cuando la precisión de la medición no pueda evaluarse, deberá calificarse como

mayor del100%.

5.4.1.1.3 Niveles de confianza

Los niveles de confianza serán un código alfanumérico, que combinan el intervalo

de fiabilidady el intervalo de precisión, por ejemplo:

A2 - Datos basados en registros válidos etc. (Altamente Fiable, Intervalo A) los

cuales seestima que han sido determinados con un grado de precisión de ± 5%

(Intervalo de precisión2).

C4 - Datos basados en una extrapolación a partir de una muestra limitada (Poco

Fiable,Intervalo C) los cuales se estima que han sido determinados con un grado

de presión de ± 25%(Intervalo de precisión 4).

Los intervalos de fiabilidad y precisión constituirán la matriz de niveles de

confianza mostradosabajo:


Tabla 9. Matriz de Niveles de Confianza

5.4.1.2 INFORMACIÓN RECOPILADA

De acuerdo con la metodología antes descrita, se hace necesario medir y/o

estimar los siguientes parámetros,

De acuerdo con la metodología antes descrita, se hace necesario medir y/o

estimar los siguientes parámetros,

Volumen de entrada al sistema Medido: Captación, PTAP, tanque de

almacenamiento (en lo posible diario, sino, mensual a lo largo de un año)

Facturación por mes y anual: Incluye lo leído de micromedición y lo

estimado por tarifa única)

Consumo autorizado no facturado por mes y anual en m3: Consumos

propios del acueducto y alcantarillado como lavado de tuberías, baldeo de

calles, riego de jardines municipales, fuentes públicas, uso de hidrantes.

Pérdidas Aparentes por mes y anual en m3 (ó lt): Conexiones ilegales e

imprecisiones en la medida de los aparatos.


Porcentaje estimado de pérdidas técnicas en: Aducción, conducción,

almacenamiento, distribución, acometidas.

En vista de la ausencia total de medición de caudales captados, producidos y

facturados no es posible la determinación de los parámetros anteriormente

mencionados.

5.4.1.3 RESULTADOS OBTENIDOS

En vista de la ausencia total de medición de caudales captados, producidos y

facturados no es posible la determinación del balance hídrico.

5.4.1.3.1 Definición de indicadores

Cuando se aplican indicadores de gestión, IG, lo que se busca es medir qué tan

eficientemente y eficazmente está evolucionando una empresa en ciertos

aspectos, en especial el comportamiento del sistema. El tener indicadores,

permite comparar partes del sistema o compararse con otras empresas, lo que

permite definir estrategias de mercado a implementar.

Los indicadores propuestos por la IWA, siguen una conformación lógica que tiene

en cuenta la estructura física del operador, recursos humanos, ambientales,

tecnológicos y financieros para cumplir con los estándares de calidad definidos

con los usuarios. Las variaciones entre empresas se dan por la definición de

metas finales, los recursos usados, la eficiencia con que se usen y la eficacia en

alcanzar las metas propuestas. Dado lo anterior se definen los siguientes grupos:

Tabla 10.Clasificación Indicadores de Gestión

Notación Nombre

WR Indicadores de Recursos Hídricos

Pe Indicadores de Personal


Notación Nombre

Ph Indicadores de Infraestructura

Op Indicadores de Operación

QS Indicadores de Calidad del Servicio

Fi Indicadores Financieros

Adicional a esto, la IWA definió tres (3) categorías según la dificultad de la

obtención de los datos,

- Nivel Básico (L1); Corresponde a indicadores que se obtienen de

información técnica mínima, usada en forma general de todos los sistemas

y permite dar una idea global de la eficacia y eficiencia del prestador del

servicio.

- Nivel Intermedio (L2); se derivan de información técnica más refinada y

elaborada que el nivel básico, dando la posibilidad de un análisis más

profundo.

- Nivel Avanzado (L3); Está compuesto por indicadores que provienen de

información técnica, que trae inmerso seguimiento y control operacional

con uso de las mejores herramientas tecnológicas.

Los indicadores de gestión a tener en cuenta, para el presente estudio son los

siguientes.

Tiempo promedio de suministro (h/dia)

Presión promedio (m)

Volumen actual anual de pérdidas reales (m3/año)

Pérdidas reales inevitables (m3/año)


Volumen de pérdidas reales (l/con-día)

Pérdidas aparentes como % consumo autorizado

Volumen de agua no facturada

Índice de fugas Estructurales (IFE ó ILI)

Índice de Agua no facturada

Volumen de agua no facturada como % costos de operación.

A continuación, se detallan cada uno de los indicadores de gestión.

5.4.1.4 Tiempo promedio de suministro (h/dia)

El tiempo promedio de suministro para el municipio de Palocabildo es de 24

horas.

5.4.1.5 Presión promedio (m)

De acuerdo con el diagnóstico realizado la presión promedio del municipio de

Palocabildo existen presiones mayores a 60 mca y presiones negativas.

5.4.1.6 Volumen actual anual de pérdidas reales (m3/año)

En vista que no es posible el cálculo del balance hídrico, el volumen anual de

pérdidas reales enm3/año tampoco se puede determinar.

5.4.1.7 Pérdidas reales inevitables (m3/año)

El indicador de pérdidas reales Inevitables ó Umbral Mínimo de Pérdidas (UARL

UnavoidableAnnual Real Losses), representa el límite técnico mínimo de

fugas,punto desde el cual no se puede reducir las pérdidas reales independiente

del buen estado de la red sin que económicamente se vuelva poco rentable.

Este indicador se calcula de acuerdo con la siguiente fórmula,


Donde

Lm= Longitud de redes en Km

Nc= Número de conexiones de servicio

Lp= Longitud de acometida (Km)

P= Promedio de presión de operación (mca)

Para el caso del municipio de Palocabildo, en vista que no es posible el cálculo

del balance hídrico el UARL en m3/año tampoco se puede determinar.

5.4.1.8 Volumen de pérdidas reales (l/con-dia)

Está definido como (Pérdidas reales en el periodo de evaluación *1000)/ (Número

de conexiones de servicio * Número de horas con el sistema presurizado durante

el periodo de evaluación/24), o lo que es lo mismo,

Op27= (A19*1000)/(C24*H2/24)

A19= Pérdidas reales (m3)

C24=Conexiones de servicio (número)

H2=Periodo en el que el sistema esta presurizado (horas)

Para el caso del municipio de Roncesvalles, en vista que no es posible el cálculo

del balance hídrico, el Volumen de pérdidas reales en l/con-día tampoco se puede

determinar.

5.4.1.9 Pérdidas aparentes como % consumo autorizado

De acuerdo con el balance hídrico presentado en el numeral anterior, las pérdidas

aparentes como % consumo autorizado se calculan de la siguiente manera,


Para el caso de Palocabildo, en vista que no es posible el cálculo del balance

hídrico, este indicador tampoco se puede determinar.

5.4.1.10 Volumen de agua no facturada (m3/año)

En vista que no es posible el cálculo del balance hídrico, el volumen de agua no

facturada, en m3/año, tampoco se puede determinar.

5.4.1.11 Índice de fugas Estructurales (IFE ó ILI)

El Índice de Fugas Estructurales (ILI, InfrastructureLeakageIndex) permite medir

qué tan eficiente es la gestión de las pérdidas reales bajo una presión del sistema

en estudio. El IFE corresponde a la relación entre el Nivel Actual de Pérdidas

Reales y el Umbral Mínimo de Fugas UARL.

Para el caso de Roncesvalles, en vista que no es posible el cálculo del balance

hídrico, el índice de fugas estructurales IFE tampoco se puede determinar.

5.4.1.12 Índice de Agua no facturada

Es un indicador de Nivel Básico, también identificado como ineficiencia en el uso

de los recursos hídricos. Se calcula de la siguiente manera,


Ó, lo que es lo mismo,

Donde,

AP= Volumen en m³ de agua potable medido a la salida de la(s) planta(s)

detratamiento durante el periodo de análisis.

AF= Volumen en m³ que la empresa facturó durante el periodo de análisis.


hídrico, el índice de agua no facturada IANF tampoco se puede determinar.

5.4.1.13 Volumen de agua no facturada como % costos de operación.

Corresponde a un indicador de gestión nivel 3, por lo que la empresa operadora

del sistema debe contar con datos financieros confiables que permitan la

estimación del indicador. Se calcula de la siguiente manera,

Donde

A13= Consumos autorizados no facturados (m3)

A18= Pérdidas aparentes (m3)

G57= Tarifa promedio ($)

A19= Pérdidas reales (m3)

G58= Costo unitario asociado con las pérdidas reales ($)

G5= Costos de operación y mantenimiento ($)



hídrico, el volumen de agua no facturada como % costos de operación tampoco

se puede determinar.

5.4.2 CATASTRO DE REDES Y SIG

El objetivo del catastro de redes es conocer la existencia y el estado real de la

infraestructura existente, teniendo en cuenta características como tipo de material,

diámetro, estado de los elementos, ubicación de accesorios, estados de las

estructuras existentes, entre otros.

5.4.2.1 ELABORACIÓN DE APIQUES

La elaboración de apiques se realizó después de la actividad de catastro de

redes, debido a que con la información capturada por esta actividad permite

identificar de forma clara las incoherencias presentadas y solventarlas en campo

por medio del apique. Con la información capturada por medio del catastro, se

permite acceder a datos preliminares como la ubicación aproximada de la red, el

material de la rasante e f ám g m 4”.

Estos Apiques fueron ubicados en un plano de campo con la información general

del municipio más las redes de acueducto existente y los datos encontrado

fueron plasmados en el formato CDT-RG-OP-10, Las fotos del apique realizado,

se incorporan al formato, en el momento de la digitación o transcripción de los

datos de campo al formato digital. Los formatos digitados son anexados al

sistema de información geográfico por medio de la ubicación realizada en el plano

de campo por medio de la toma de distancias con respecto al paramento existente

o por medio de coordenadas tomadas en terreno.


Ilustración 1 Formato de Apiques CDT-RS-OP-10

CDT-RG-OP-10Versión00

MUNICIPIO:___________________________________________________ CONSECUTIVO______DE______FECHA:____________________________________________________

REGISTROFOTOGRÁFICO

MATERIALRASANTE TIERRA

CONCRETO

ARENA

MIXTO

OTROCUAL

ELEMENTODELSISTEMA ESTRUCTURASESPECIALES(BOCATOMA,TANQUE,PLANTA,OTRAS)

LINADEADUCCIÓN

LÍNEADECONDUCCIÓN

REDDEDISTRIBUCIÓN

ACCESORIOS(TEE,UNION,CODO,VALVULA,HIDRANTE,OTRAS)

PROFUNDIDAD

DIRECCIÓN

RESPONSABLE

CONSORCIODISEÑOSTOLIMAFORMATOAPIQUES


5.4.2.2 PROCEDIMIENTO

5.4.2.2.1 Planificación

Las actividades iniciales de catastro de redes y censo sanitario para el contrato de

“Aj / f m m ñ

m m T m ”

información a través de diversas fuentes, levantamiento topográfico de la red de

acueducto con todas sus estructuras e interferencias, el catastro de redes y el

censo sanitario, estas actividades son con el fin de conseguir la comprensión y

estado actual del sistema de Acueducto en cada municipio de la Zona Norte del

Departamento del Tolima.

La incorporación de los datos más relevantes, y su inclusión en el Sistema de

Información Geográfico, será el punto de partida para, clasificar, exponer y

modelar el estadoactualde las redes que conformen el sistema.

Como objetivos principales de la primera fase del contrato, se encuentran los

siguientes:

Reunir y validar la información de diversas fuentes; Diagnósticos, planos

de obras record y diseños, estudios de sectorización, manuales de

operación, planchas y estudios complementarios, además de la

información suministrada por entes oficiales a nivel municipal,

departamental y nacional.

Elaboración del modelo de datos.


Creación de formatos operativos para registro de la información y su debida

presentación formal.

Creación de simbología y codificación para utilizar en los levantamientos

topográficos, planos preliminares, planos de diseño, registros de captura y

clasificación.

Georreferenciar los elementos visibles identificados previamente en la fase

la recopilación y análisis de información, por medio de levantamientos

topográficos con su correcta precisión.

Verificar en terreno la información analizada en oficina y levantada por

topografía, recopilando los datos específicos contenidos en los registros de

captura o digitales.

Incorporación y mantenimiento de las coberturas de redes y accesorios del

sistema de información geográfico de los municipios a partir de los

registros suministrados por las comisiones de inspección de campo,

atendiendo las reglas de validación y el modelo de datos generado para

este contrato.

5.4.2.2.2 Recopilación De Información Inicial

La actividad inicial de recopilación de información por diversas fuentes es la que

define la planificación para el resto de actividades, ya que dependiendo de la

cantidad y calidad de información suministrada por cada uno de los municipios,

indica los puntos de partida para el inicio de las actividades de captura de

información en campo, y la alimentación de la base de datos geográfica.


Se identifican diversas fuentes de información a nivel nacional, departamental y

municipal, las cuales se van a consultar para reunir el mayor número de

información útil para la fase de catastro, como para la fase de diseños. Los entes

priorizados son:

Tabla 11.Entes Priorizados

ENTIDAD NACIONAL ENTIDAD

DEPARTAMENTAL ENTIDAD MUNICIPAL

I.G.A.C.

D.AN.E.

I.D.E.A.M.

INGEOMINAS

M.A.V.D.T

SISBEN

P.G.I.R.S.

E.D.A.T.

Gobernación del Tolima

CORTOLIMA

Estudios y diseños

Planos de obras construidas.

Planes de Desarrollo.

Diagnósticos.

E.O.T.

P.O.T.

La información detallada, para estructuras especiales como bocatomas,

desarenadores, plantas de tratamiento, estaciones de bombeo, cámaras de

quiebre será recuperada por medio de los planos de obra construida o en

manuales de mantenimiento, que posea la empresa prestadora del servicio de

acueducto del municipio, garantizando mejoras en el rendimiento para la fase de

levantamiento topográfico y catastro de dichas estructuras, en caso contrario la

recopilación de esta información en campo será de mayor complejidad.

Con la información recopilada por medio de las diferentes entidades, se procede a

la clasificación según los parámetros exigidos en el contrato, creando así un

registro de clasificación de información, este registro nos da el soporte para la

selección de documentos actualmente válidos y utilizables inmediatamente.

La información recopilada será clasificada como información geográfica o

información temática. Para las actividades de campo se utilizará la información


geográfica, para la fase de incorporación y completitud de campos en la base de

datos geográfica y diseño, se utilizará la información temática necesaria y la

información geográfica validada comprobada en campo.

La información temática de los diferentes municipios que se encuentre en medio

físico será solicitada como préstamo para obtener una copia en medio digital, a

través del proceso de escaneado directamente en la oficina principal. En el caso

de planos, esquemas, se procederá a un escaneado especial de gran formato,

esta variante depende del grado de validez y actualización que posea la

información.

La información temática y geográfica que se encuentre en medio digital será

copiada directamente en CD y guardada en el servidor de la oficina principal. El

inventario de la información recopilada, se almacenará en un archivo digital

(Excel), para facilidad de consulta.

La información recopilada y organizada será entregada nuevamente al municipio,

anexando el inventario de clasificación y los discos compactos con la información

que se transformó a medio digital.

5.4.2.2.3 Clasificación de la información

La información recopilada y reducida en formato digital, será organizada por

medio de los siguientes parámetros:

• Antigüedad

• Contenido

• Estado Físico

• Origen

• Uso

• Nivel de detalle

• Normalización.


Esta clasificación será utilizada para las dos clases de información, temática y

geográfica. Para la buena clasificación de esta información se dispondrá de la

colaboración de personal idóneo para este fin.

5.4.2.2.4 Productos Preliminares Para Campo

Con la totalidad de la información analizada, se procede a utilizar la información

geográfica para la generación de planos generales del municipio en estado

preliminar donde se muestre la cartografía y el sistema de acueducto en cada uno

de los municipios, estos planos preliminares contarán con un apoyo especial de

un funcionario de la empresa prestadora del servicio de acueducto (Fontanero),

para colaborar en la complementación de dicho plano y luego si será distribuido a

los diferentes grupos de trabajo. (Topografía, Catastro de redes, Censo Sanitario).

5.4.2.2.5 Captura De Información De Campo

Para la realización de una correcta investigación en campo de las redes de

acueducto, se tendrán tres fases importantes para la consecución de este fin.

1. Levantamiento topográfico detallado, que incluye interferencias, estructuras

de los diferentes elementos que conforman la red.

2. Catastro de redes de los elementos y estructuras que componen la red de

acueducto desde la captación hasta el tanque de almacenamiento.

3. Catastro de redes de los elementos que componen la red de distribución de

acueducto después del tanque de almacenamiento (red del casco urbano

del municipio).


4. Realización de encuestas para el censo sanitario.

Toda la información del catastro de redes de estructuras especiales se plasmará

en el formato CDT-RG-OP-02.

Ilustración 2.Formato de inspección de campo de estructuras CDT-RS-OP-02


5.4.3 CENSO DE USUARIOS

El objetivo principal de este catastro es la ubicación geográfica de los usuarios

relacionado cada uno de ellos con el identificador dado por la Empresa de

Servicios Públicos del municipio. Esta información fue recopilada por medio de

encuestadores pertenecientes al municipio, con la utilización del formato creado

para este propósito.

Los encuestadores fueron capacitados en oficina y en campo, para adquirir el

manejo y buen diligenciamiento del formato, adicional a esto se les identificó por

medio de carnets para que los encuestados los pudieran identificar fácilmente y

proporcionar información veraz.(Anexo 3 - Catastro de Usuarios)

El formulario para este fin se encuentra integrado en el formato CDT-RG-OP-04,

este formato será transformado en formulario para un mejor diligenciamiento en

campo.


Ilustración 3.Formato de Catastro de Usuarios CDT-RG-OP-04


5.5 PROYECCIONES DE POBLACION Y DEMANDA

Las Proyección de la población se enmarca dentro de los parámetros y valores

establecidos por el Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y

Saneamiento Básico RAS 2000 y sus decretos modificatorios.

La población es el aspecto más importante a la hora de diseñar sistemas de

suministro de agua, y por ende esta estimación debe hacerse con la

responsabilidad y juicio del caso.

5.5.1 PROYECCIONES Y DEMANDA DE AGUA

5.5.1.1 Población Actual

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

población del municipio de Palocabildo es de 2.701 habitantes en la cabecera

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

población a nivel local o regional.

Como información adicional se cuenta con los datos realizados por SISBEN, y

validados según reportes de la empresa prestadora de servicio de acueducto de

Palocabildo; para los años 2007 y 2009, la población en la cabecera municipal fue

de 3.047 y 3.184, respectivamente.

5.5.1.2 Datos Censales

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

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

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

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


Tabla 12. Censo DANE

Censos Total Cabecera % Resto %

1985 N.D. N.D. N.D. N.D. N.D.

1993 N.D. N.D. N.D. N.D. N.D.

2005 9.609 2.701 28,11 6.908 71,89

5.5.1.3 PROYECCIONES DE POBLACIÓN MUNICIPIO PALOCABILDO

La proyección de la población se determina con los diferentes métodos de cálculo

de la población futura que se han desarrollado para el cálculo de la población de

diseño a partir del conocimiento que se tenga de su comportamiento a lo largo del

tiempo, para esto se toman los registros históricos de los censos realizados.

Utilizando los siguientes métodos matemáticos: método geométrico, método

aritmético y método exponencial, seleccionando el método que mejor se ajuste a

la población dependiendo los lineamientos del RAS.

Tabla 13. Tabla de censos DANE y SISBEN

Año 2005 2007 2009

Población 2701 3047 3184

A continuación se realiza la proyección de la población con cada uno de los

métodos con sus resultados:


5.5.1.3.1 MÉTODO GEOMÉTRICO

Este método es útil en poblaciones que muestren una importante actividad

económica, que deberá un apreciable desarrollo y que poseen importantes áreas

de expansión. La ecuación que se emplea es la siguiente.

Donde:

Pf : población correspondiente al año para el que se quiere proyectar.

Puc : población correspondiente al último año censado.

Tf : año al cual se quiere proyectar la información.

Tuc : año del último censo.

r : tasa de crecimiento anual en forma decimal, la cual se calcula con la

siguiente ecuación.

Pci : población del censo inicial

Tci : año del censo inicial

Aplicando este método a los datos de población de cabecera de los censos de

2007 y 2009, se obtuvieron los siguientes resultados:

Tabla 14. Proyección de Población por el Método Geométrico

Año Población Año Población

2011 3280 2024 3981

2012 3329 2025 4040

2013 3379 2026 4101



2014 3430 2027 4163

2015 3482 2028 4225

2016 3534 2029 4288

2017 3587 2030 4353

2018 3641 2031 4418

2019 3695 2032 4484

2020 3751 2033 4552

2021 3807 2034 4620

2022 3864 2035 4689

2023 3922 2036 4759

Fuente: La Consultoría Consorcio Diseños Tolima

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

censales, las proyecciones del DANE y la proyección de la población por el

método geométrico.

Grafica 5.Crecimiento de la Población según el Método Geométrico

2500

3000

3500

4000

4500

5000

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

No

. d

e H

ab

itan

tes

Año de Proyección

Censos DANE + SISBEN Proyección Método Geométrico

Fuente: Consultor


5.5.1.3.2 MÉTODO ARITMÉTICO

El método asume que la población tiene un crecimiento vegetativo balanceado por

la mortalidad y la emigración. Es un método aplicable a pequeñas comunidades y

zonas rurales. La fórmula empleada es la siguiente:

Donde:

Pf : población correspondiente al año para el que se quiere proyectar la

población.

Puc : población correspondiente al último año censado.

Pci : población correspondiente al censo inicial.

Tuc : año correspondiente al último año censado.

Tci : año correspondiente al censo inicial.



2007 y 2009, se obtuvieron los siguientes resultados:

Tabla 15. Proyección de Población por el Método Aritmético


2011 3321 2024 4212

2012 3390 2025 4280

2013 3458 2026 4349

2014 3527 2027 4417

2015 3595 2028 4486

2016 3664 2029 4554



2017 3732 2030 4623

2018 3801 2031 4691

2019 3869 2032 4760

2020 3938 2033 4828

2021 4006 2034 4897

2022 4075 2035 4965

2023 4143 2036 5034




método aritmético.

Grafica 6.Crecimiento de la Población según el Método Aritmético



5.5.1.3.3 MÉTODO EXPONENCIAL

Para su aplicación se requieren datos de por lo menos tres censos para poder

determinar el promedio de la tasa de crecimiento de la población. Su aplicación se

recomienda para poblaciones que muestren apreciable desarrollo y posean

abundantes áreas de expansión. La ecuación empleada es la siguiente:

Dónde:

Pf : población correspondiente al año para el que se quiere proyectar la

población.

Pci: población correspondiente al censo inicial.

Tci : año correspondiente al censo inicial.


K : tasa de crecimiento de la población:

Pcp : población del censo posterior.

Pca : población correspondiente al censo anterior

Tcp : año censo posterior

Tca : año censo anterior

Ln : logaritmo natural.


2005, 2007 y 2009, se obtuvieron los siguientes resultados:


Tabla 16. Proyección de Población por el Método Exponencial


2011 3457 2024 5901

2012 3602 2025 6148

2013 3753 2026 6407

2014 3911 2027 6676

2015 4075 2028 6956

2016 4246 2029 7248

2017 4425 2030 7552

2018 4610 2031 7869

2019 4804 2032 8200

2020 5006 2033 8544

2021 5216 2034 8903

2022 5435 2035 9277

2023 5663 2036 9666




método exponencial.

Grafica 7.Crecimiento de la Población según el Método Exponencial



5.5.1.4 PROYECCIONES ADOPTADAS

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

normatividad, se decide utilizar el método geométrico con una tasa de crecimiento

del 1.5 %.

La población proyectada para el año 2036 con la tasa de crecimiento de acuerdo

al método geométrico es de 4.759 habitantes.

5.5.1.5 POBLACIÓN FLOTANTE

La población flotante para el Municipio no es significativa, su infraestructura

hotelera es pequeña, y la población es baja debido a que el flujo de personas que

visitan la población es de la parte rural, que vienen a proveerse de alimentos y

vender el fruto de sus cultivos. El Turismo como actividad tiene sus

manifestaciones solamente en las épocas navideñas, periodos de vacaciones,

ferias, fiestas y eventos religiosos. No se encontró información referente a la

población flotante en el municipio de Palocabildo. Por lo tanto, no se cuenta con

población flotante por turismo.

5.5.1.6 DEFINICIÓN NIVEL DE COMPLEJIDAD DEL SISTEMA

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

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

capacidad económica de los usuarios del municipio analizado.

Los criterios expuestos anteriormente son establecidos en el Documento RAS –

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

cuenta dichos parámetros.


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

de proyecciones de poblaciones.

Siguiendo el procedimiento general para la formulación de proyectos de

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

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

Tabla 17. Definición del nivel de complejidad (tabla n° A.3.1 – RAS- 2000)

Nivel de Complejidad Población Afectada

(Habitantes)

Capacidad Económica de

los Usuarios

Bajo < 2.500 Baja

Medio 2.501 a 12.500 Baja

Medio Alto 12.501 a 60.000 Media

Alto > 60.000 Alta

De la información obtenida por la presente Consultoría se tiene:

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

2.501 y 12.500 habitantes, por consiguiente corresponde al nivel de

complejidad Medio.

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

capacidad económica, el nivel de complejidad es Medio.

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

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

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

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

misma conclusión.


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

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

como se muestra en el cuadro siguiente.

Tabla 18. Indicadores capacidad económica

MUNICIPIO POBLACIÓN

AÑO 2036

NIVEL DE COMPLEJIDAD

POR POBLACIÓN

NIVEL DE COMPLEJIDAD

POR CAPACIDAD ECONÓMICA

NIVEL DEFINITIVO

PALOCABILDO 5034 MEDIO MEDIO MEDIO

5.5.1.7 PERÍODO DE DISEÑO

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

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

proyectada para este tiempo.

Mediante la Resolución 2320 de 2009 se modifica parcialmente la Resolución

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

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

acueducto y alcantarillado los periodos de diseño máximos establecidos por la

normatividad, según el Nivel de Complejidad del sistema:

Tabla 19. Periodo de Diseño

NIVEL DE COMPLEJIDAD DEL SISTEMA PERÍODO DE DISEÑO MÁX.

Bajo, Medio, Medio Alto 25 años

Alto 30 años

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

diseño de 25 años.

http://www.icbf.gov.co/transparencia/derechobienestar/resolucion/mindesarrollo/resolucion_mindesarrollo_rl109600.html#1


5.5.1.8 DOTACIONES

5.5.1.8.1 Dotación Neta

Atendiendo las recientes formulaciones, próximas a oficializarse, por parte del

Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial – MAVDT - , mediante las

cuales se modifica la Resolución 1096 de 2000 (RAS – 2000), específicamente en

lo relacionado con el tema de las dotaciones (consumos per cápita) y períodos de

diseño, se adoptan los valores máximos permitidos que se presentan a

continuación:

Tabla 20. Dotación neta de acuerdo con las últimas recomendaciones del MAVDT

Nivel de complejidad del

sistema

Dotación neta máxima para poblaciones con Clima Frio o Templado

(L/hab·día )

Dotación neta máxima para poblaciones con

Clima Cálido (L/hab·día)

Bajo 90 100 Medio 115 125

Medio alto 125 135

Alto 140 150

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

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

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

115 L/hab-día.

5.5.1.8.2 Dotación Bruta

Según el RAS, este parámetro se calcula mediante la siguiente fórmula:


p

DD neta

bruta%1

%p = Porcentaje admisible de pérdidas del sistema.

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

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

a la entrada de las viviendas.

De acuerdo con la Resolución el porcentaje de pérdidas técnicas máximas

admisibles será del 25% en cualquier nivel de complejidad.

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

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

5.5.1.9 CAUDALES DE DISEÑO

Para la determinación del caudal de diseño, se calcularán los consumos medio

diario, máximo diario y máximo horario.

De acuerdo con los literales B.2.7.1, B.2.7.2 y B.2.7.4 y la Tabla B.2.2.5 del RAS –

2000, se calculó el Caudal Nominal de Diseño del Proyecto, en este caso Máximo

Diario.


5.5.1.9.1 Consumo Medio Diario

Consumo medio diario ./45.8400.86

759.4*153

400.86

*.)..( sL

PDdmq

Dónde:

D = Consumo medio por habitante en (L / hab.- día)

P = Población al final del horizonte del proyecto (hab.)

5.5.1.9.2 Consumo Máximo Diario

Consumo Máximo Diario ./98.1030.1*45.81*....)..( sLKdmqDMQ

Dónde:

K1 = Coeficiente para Máximo Diario (1.30).

5.5.1.9.3 Consumo Máximo Horario

Consumo Máximo Horario ./57.1760.1*98.102*.....)...( sLKDMQHMQ

Dónde:

K2 = Coeficiente para Máximo Horario (1.60).

5.5.1.10 CALCULO DEMANDA FUTURA

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

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

almacenamiento y redes de distribución existente y un componente de

mejoramiento, optimización y ampliación de los mismos.


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

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

determinar las demandas futuras asociadas al sistema de acueducto

Tabla 21. Demanda de agua proyectada

PROYECCIONES DE DEMANDA

AÑO

DEMANDA

Hab. Crecimiento Nivel de

Complejidad

Dotación Neta

(l/hab/día) Pérdidas

Dotación Bruta

(l/Hab/día) K1 K2

Qmd (l/s)

QMD (l/s)

QMH (l/s)

1 3280 1.50% MEDIO 115 25% 153 1.3 1.6 5.82 7.57 12.11

2 3329 1.50% MEDIO 115 25% 153 1.3 1.6 5.91 7.68 12.29

3 3379 1.50% MEDIO 115 25% 153 1.3 1.6 6 7.8 12.47

4 3430 1.50% MEDIO 115 25% 153 1.3 1.6 6.09 7.91 12.66

5 3482 1.50% MEDIO 115 25% 153 1.3 1.6 6.18 8.03 12.85

6 3534 1.50% MEDIO 115 25% 153 1.3 1.6 6.27 8.15 13.04

7 3587 1.50% MEDIO 115 25% 153 1.3 1.6 6.37 8.27 13.24

8 3641 1.50% MEDIO 115 25% 153 1.3 1.6 6.46 8.4 13.44

9 3695 1.50% MEDIO 115 25% 153 1.3 1.6 6.56 8.53 13.64

10 3751 1.50% MEDIO 115 25% 153 1.3 1.6 6.66 8.65 13.84

11 3807 1.50% MEDIO 115 25% 153 1.3 1.6 6.76 8.78 14.05

12 3864 1.50% MEDIO 115 25% 153 1.3 1.6 6.86 8.91 14.26

13 3922 1.50% MEDIO 115 25% 153 1.3 1.6 6.96 9.05 14.48

14 3981 1.50% MEDIO 115 25% 153 1.3 1.6 7.06 9.18 14.69

15 4040 1.50% MEDIO 115 25% 153 1.3 1.6 7.17 9.32 14.91

16 4101 1.50% MEDIO 115 25% 153 1.3 1.6 7.28 9.46 15.14

17 4163 1.50% MEDIO 115 25% 153 1.3 1.6 7.39 9.6 15.37

18 4225 1.50% MEDIO 115 25% 153 1.3 1.6 7.5 9.75 15.6

19 4288 1.50% MEDIO 115 25% 153 1.3 1.6 7.61 9.89 15.83

20 4353 1.50% MEDIO 115 25% 153 1.3 1.6 7.72 10.04 16.07

21 4418 1.50% MEDIO 115 25% 153 1.3 1.6 7.84 10.19 16.31

22 4484 1.50% MEDIO 115 25% 153 1.3 1.6 7.96 10.35 16.55

23 4552 1.50% MEDIO 115 25% 153 1.3 1.6 8.08 10.5 16.8

24 4620 1.50% MEDIO 115 25% 153 1.3 1.6 8.2 10.66 17.05

25 4689 1.50% MEDIO 115 25% 153 1.3 1.6 8.32 10.82 17.31


PROYECCIONES DE DEMANDA

AÑO

DEMANDA

Hab. Crecimiento Nivel de

Complejidad

Dotación Neta

(l/hab/día) Pérdidas

Dotación Bruta

(l/Hab/día) K1 K2

Qmd (l/s)

QMD (l/s)

QMH (l/s)

26 4759 1.50% MEDIO 115 25% 153 1.3 1.6 8.45 10.98 17.57

Grafica 8.Demanda de Agua



6 DESARROLLO DEL MODELO HIDRAULICO DEL SISTEMA

En el presente numeral se tratan algunos temas relacionados con la modelación

hidráulica para contextualizar el trabajo realizado en un marco matemático y

físico, también se describen los diferentes componentes que hacen parte de

cualquier sistema de acueducto. Los criterios descritos a continuación están

orientados adicionalmente a respaldar los cálculos elaborados para los conductos

a presión que conforman las redes de distribución del casco urbano del Municipio

de Palocabildo Tolima.

6.1 Modelación Hidráulica

6.1.1 Ecuaciones de resistencia al flujo

Corresponden al conjunto de expresiones que describen la cantidad de energía

que se requiere para transportar una masa de fluido a lo largo de cierta longitud, a

través de un conducto cerrado.

Dicha energía depende de un conjunto de propiedades, las cuales se encuentran

directamente relacionadas con el fluido que se desea transportar (densidad,

viscosidad), el conducto a través del cual está siendo transportado (radio

hidráulico, rugosidad, longitud) y del tipo de flujo que se desarrolle (laminar o

turbulento), las cuales se describen a continuación.

6.1.2 Propiedades del fluido

Densidad: Propiedad intensiva definida como la cantidad de masa contenida

en determinado volumen.


Viscosidad: Es aquella propiedad intensiva que describe la resistencia que un

fluido ofrece al esfuerzo cortante, la cual depende de la cohesión y de la tasa

de transferencia de momentum lineal.

6.1.3 Propiedades del conducto

Radio hidráulico: Relación entre el área y el perímetro mojado del conducto a

través del cual se transporta un fluido.

Rugosidad: Representa la existencia de irregularidades en las paredes del

conducto, las cuales influyen en las pérdidas de energía.

Longitud: Distancia a través de la cual se desea transportar el fluido.

6.1.4 Ecuación de Darcy-Weisbach

Desarrollada a mediados del siglo XIX por los ingenieros Henry Darcy y

JuliusWeisbach, esta ecuación proporciona la forma más adecuada de calcular

las pérdidas por fricción ocasionadas por el movimiento de un fluido en una

tubería circular presurizada.

Dónde:

Hf = Energía perdida

f = Factor de fricción de Darcy

L = Longitud de la tubería

D = Diámetro de la tubería


V = Velocidad media en la tubería

La ecuación de DarcyWeisbach originalmente fue desarrollada para tuberías, sin

embargo, puede obtenerse una expresión general aplicable a cualquier geometría

del conducto al reemplazar el diámetro por el radio hidráulico, así:

El factor de fricción f es un valor adimensional, el cual es función de la rugosidad

relativa del conducto (ks/d) y el número de Reynolds (Re), para establecer su

magnitud debe considerarse el régimen de flujo como se verá a continuación.

6.1.4.1 Factor de fricción para flujo laminar

En este caso la pérdida de energía producida depende únicamente del número de

Reynolds, así:

6.1.4.2 Factor de fricción para flujo turbulento

Este problema fue resuelto por los investigadores ingleses Colebrook y White a

principios del siglo XX, desarrollando una expresión no implícita para el factor de

fricción f, aplicable a todo tipo de flujo turbulento.

A pesar de su precisión, el uso masivo de la ecuación descrita solo fue posible

hasta hace relativamente poco tiempo, debido a que ésta requiere métodos

iterativos para ser resuelta.


6.1.5 Ecuación de Hazen – Williams

La fórmula para el cálculo de la pérdida de carga distribuida en la ecuación de

Hazen-Williams es la siguiente:

H = 10.69 L.Q1.852C-1.852D-4.867

En la cual:

H = Pérdida de carga en metros

L = Longitud del tramo en metros

Q = Caudal de diseño en m3/s

D = Diámetro interno del tubo en metros

C = Coeficiente de Hazen-Williams para fricción.

Esta fórmula es aplicable solamente bajo las siguientes condiciones:

- La velocidad máxima no debe de ser mayor a 3m/s

- El diámetro debe ser superior o igual a 2"

El coeficiente de fricción recomendado para la fórmula de Hazen-Williams para

tuberías según el tipo de material es suministrado por el fabricante de cada

tubería, y se encuentra generalmente en el rango entre 100 y 150.

Debido a que todos los coeficientes de rugosidad dependen de la clase de tubería

a utilizar, así como del tiempo que lleven en el servicio, el diseñador debe

justificar, para los cálculos hidráulicos, el coeficiente que va a utilizar para las

tuberías existentes y proyectadas dependiendo del alcance del proyecto.


6.1.6 Evaluación del trazado de la Red

Con base en la topografía se determina la posición y elevación de todas las

estructuras ubicadas en campo o nuevas, así como las características del terreno

en el que se encuentran. Durante la elaboración de los estudios se realizó un

levantamiento exhaustivo de información primaria y secundaria. Con base en este

trabajo se obtuvo la disposición planimétrica y altimétrica, longitudes, diámetros y

materiales de las tuberías, la cual sirvió como base para la elaboración del

modelo de distribución del proyecto.

Para la modelación se consideró flujo permanente, correspondiente al caudal

máximo Horario, esta suposición permite estimar las presiones y velocidades

mínimas y máximas en la red de distribución.

Los escenarios de modelación corresponden al caudal máximo Horario para la

condición actual, año 2011 y para el horizonte del proyecto, año 2036, de acuerdo

con las disposiciones vigentes en cuanto a dotación y coeficientes de

ponderación.

El modelo matemático que representa el comportamiento hidráulico de las redes

de distribución se elaboró en Ordenador mediante el Software EPANET,

asumiendo flujo permanente.

6.1.6.1 Características y diagnóstico

Los datos de diámetro, longitud y material se tomaron también del Catastro de

Redes realizado por la Consultoría corregido. De acuerdo con las

recomendaciones del RAS para tuberías en servicio con un periodo usual de


envejecimiento se utilizaron las siguientes rugosidades absolutas para la

modelación a nivel de diagnóstico:

PVC = 0.003 mm, A.C. = 0.06 mm, H.G. = 0.30 mm.

Con el propósito de dar flexibilidad al modelo y facilitar la modelación de la

sectorización a implementar con la optimización de las redes, se introdujeron

todas las válvulas que actualmente se encuentran en la red.

Debido a que actualmente no existe sectorización de las redes se introdujeron las

á m á g “ f ” ( ám

programa), abierta. Se supuso un coeficiente de pérdidas menores de 0,4 para la

condición en que la válvula este totalmente abierta. El anterior valor se puede

verificar fácilmente en la literatura especializada como es el caso del Manual de

Hidráulica de King ó la Hidráulica de AzevedoNetto.

6.1.6.2 Escenario de la modelación

Con el propósito de diagnosticar adecuadamente la situación actual de la red, se

planteó el siguiente escenario de modelación:

Asumiendo flujo permanente, en los anexos de modelación hidráulica se puede

observar que la velocidad máxima es de 0.58 y la presión máxima es de 150.91

m.c.a. lo cual es una presión mayor que la presión de trabajo de la línea instalada.

Como puede observarse en las memorias de diagnóstico, se presentan problemas

de subpresiones, debido al diámetro reducido de la mayoría de las tuberías

(M 2”) m g f q á

inyectando el agua directamente desde el desarenador del sistema.

A continuación se presenta una tabla resumen de las longitudes y diámetros de

tuberías de la red.


La red de distribución está conformada por tuberías de diámetro de 3/4" 1” 1 ½”

2” 3” 4” 6” PVC g 8.4Km m g

tabla.

Tabla 22. Resumen de Redes de Distribución

RESUMEN REDES DE DISTRIBUCIÓN EXISTENTES CASCO URBANO PALOCABILDO

Á (“) LONGITUD (RDE)

21

3/4 2544.22

1 1695.04

1 1/2 1486.70

2 924.37

3 164.36

4 180.79

6 1346.30

Total 8341.78

Con el fin de optimizar la red de distribución del municipio de Palocabildo, es

necesaria la sectorización de redes, de esta manera se mejora la distribución de

presiones y las condiciones operativas del sistema, evitando la suspensión total

del suministro al casco urbano.

Las obras a implementar son entre otras las siguientes:

Construcción de las redes Matrices de distribución

Construcción de las obras de control de presiones, Estaciones Reductoras

de Presión.

Construcción de Macromedidores en cada uno de los sectores de

distribución.

R ám m 2”.

Implementación de la micromedición en todo el sistema.


Construcción de las obras de prolongación y suspensiones de redes,

necesarias para la sectorización presentada.

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

existente y optimizada donde se observa el cambio en el comportamiento

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

propuestas.

Ilustración 4.Esquema red de distribución

PTAP Y TANQUE

Presión

0.00

15.00

30.00

60.00

m

Caudal

0.00

1.00

5.00

10.00

LPS

Día 1, 12:00 AM

Presión

0.00

15.00

30.00

65.00

m


7

7.1 FORMULACION DEL PROGRAMA DE CONTROL DE PERDIDAS

Estos programas tienen por objeto la disminución gradual de las pérdidas de agua

ensistemas de acueducto. Sus costos dependen del tipo de la causa de la

pérdida, de lasinversiones necesarias y, del personal y recursos disponibles en

las empresas.

De igual forma que las causas, las medidas o estrategias correctivas o

preventivas,son clasificadas en comerciales y técnicas.

Ahora bien, existen medidas que deben tomarse de forma independiente a las

causasque generan las pérdidas como son básicamente: el catastro y modelación

de las redes; lasectorización; y la macromedición, las cuales son la base para la

implementación de los demás programastécnicos. Estas medidas se

implementaron en el municipio de Palocabildo y se detallan en el siguiente

numeral.


8 MEDIDAS COMERCIALES PRINCIPALES

La mayoría de las empresas operadoras de sistemas de acueducto concentran

sus esfuerzosen reducir las fugas en las tuberías. No obstante lo anterior, con el

paso del tiempo ygracias a todas las investigaciones sobre el tema, se ha

encontrado que unaimportante fracción de las pérdidas es causada por

distorsiones comerciales y queéstas a su vez deben ser solucionadas

prioritariamente. Lo anterior, dado que lasreferencias muestran que se generan

grandes beneficios con pequeños esfuerzos,

A continuación se presentan cada una de las estrategias que debe componer

unprograma de reducción de pérdidas comerciales:

La micromedición: La micromedición tiene como objeto, cuantificar los

volúmenes de agua consumidos periódicamente por cada suscriptor, con el

fin de relacionarlos en su factura. Es de esperarse entonces, que un

suscriptor al que no le lleguen las señales de precio sobre el volumen de

agua efectivamente consumido, no responda ante dicho efecto. Deben

centrarse esfuerzos en los estratos medios y los bajos, que son los más

sensibles a cambios.

Las disminuciones en agua no contabilizada, se traducirían en dos

beneficios posibles para las empresas.El primero de ellos sería aquel

derivado del ahorro en costos de producción y distribución del agua que ya

no sería consumida sin el respectivo pago y el desplazamiento de

inversiones. El segundo estaría relacionado con el costo de oportunidad de

este recurso remante en otro mercado o en aquellas zonas sin cobertura.


Para lograr estos beneficios es necesario implementar programas de

micromedición que en muchos casos, debe complementarse con

programas culturales y asociaciones con programas de seguridad pública.

Para el caso de Palocabildo se proyecta la implementación de

micromedición para alcanzar una cobertura efectiva del 100% y la

reposición del parque de micromedidores.

Catastro de Usuarios: el catastro de usuarios busca caracterizar a cada

habitanteque haga parte del área de servicio, con el fin de identificar los

siguientes tipos:suscriptores de la empresa, con sus características

geográficas y en lo posible consus preferencias de consumo; potenciales

suscriptores que no tienen cobertura delservicio; habitantes que no

registrados en la base comercial pero que si sonatendidos. Estos últimos

pueden no estar registrados en la base comercial de laempresa por dos

razones principales. La primera se refiere a los problemas defacturación

paralela al interior de la empresa∗ y la segunda a las

conexionesfraudulentas o, que no reciben ningún tipo de factura. Se debe

priorizar la planeacióndel catastro sobre los barrios subnormales, sobre los

estratos más bajos y sobre laszonas de expansión ocupadas en momentos

cercanos al momento de lasencuestas, independientemente del estrato.


9 MEDIDAS TÉCNICAS

Se han desarrollado diferentes prácticas operativas que buscan reducir al máximo

lasfugas en los sistemas. Estas prácticas, sumadas a los procesos de

reposición,calibración y reparación de medidores y a la optimización de reboses,

conforman losprogramas de reducción de las pérdidas técnicas.

A continuación se presentan cada una de las medidas a tomar de acuerdo con el

tipode causa técnica.

Reparación y reposición de medidores: los micromedidores suelen

deteriorarsecon el tiempo y descalibrarse, generando mediciones

distorsionadas. Estasdistorsiones dificultan la generación de bases de

datos confiables, la detección defugas y se traducen generalmente en

pérdidas financieras para la empresa. Paradisminuir este efecto, se hace

necesario examinar, calibrar, reparar o cuando seconsidere necesario,

reponer los micromedidores. Adicionalmente, suelenpresentarse otros

problemas que generan la submedición tales como, obstrucciónpor sólidos

suspendidos, instalaciones defectuosas, posiciones inclinadas de

losequipos.

Control de reboses: Por seguridad, la mayoría de estructuras que bien

sea por sufinalidad o no, tienen algún tipo de almacenamiento, cuentan con

sistemas de rebose que permite evacuar los excesos de agua. Estos

sistemas deben estarcomplementados con válvulas de nivel, no sólo a la

entrada de las estructuras,sino a la salida de las estructuras aguas arriba,

de tal forma que sean accionadas ydetengan la producción o el bombeo de


agua con el fin de que estos rebosessolamente sean utilizados en casos

extremos. Con sistemas de control en tiemporeal, estos reboses se

minimizan y por ende las pérdidas de agua también lohacen; sin embargo,

esto puede lograrse de igual forma con un adecuadoconocimiento del

sistema, de las capacidades de las estructuras hidráulicas y delas curvas

de demanda.

Para el caso de Palocabildo, se han provisto elementos y estructuras de

control para los tanques de almacenamiento, la entrada a la Planta de

tratamiento, el desarenador, y demás estructuras que lo requieran, como

se observa en los planos de diseño.

Mejoras en eficiencia en el tiempo de atención a daños: Estos

g m m “ g m f g ”. E

programas, ladetección de las fugas es causada por aquellos eventos que

son manifestados porsi solos y que llaman la atención de los operarios de

las empresas o del público engeneral. Para optimizar estos programas es

fundamental limitar y mejorar lostiempos de atención y de reparación o el

tiempo de atención y asilamiento de lazona del daño. Lo anterior, trae

como beneficio, la disminución del volumen defuga. Estos programas

pueden ser complementados con un mejoramiento en loscanales de

comunicación para que la falla no sólo sea atendida a tiempo,

sinoreportada con el menor número de inconvenientes. En este caso, los

costos están,en su mayoría, asociados a la reparación y al desplazamiento

del personal.

Detección de fugas no visibles, no reportadas: con el fin de localizar los

daños noreportados, se hace necesaria la utilización de técnicas de

detección de fugas quepermitan ser extendidas en la red, de forma


g f . E g m m “C

activo f g ” f m é q

en este tipo de fugas donde se pierde la mayorcantidad de agua. Los

costos de estos programas varían dependiendo del personalespecializado,

de los equipos utilizados, que pueden ir desde un sistema sóniconormal

(geófonos electromecánicos por ejemplo), hasta sistemas ultrasónicos,

ycorrelatores modernos. Las mediciones nocturnas complementadas con

losequipos de detección son mucho más eficientes que los equipos por si

solos. Noobstante lo anterior, es necesario contar con sistemas

sectorizados y debidamentemacromedidos.

Para el caso de Palocabildo, se proyecta la instalación de 1 macromedidor

a la salida de la PTAP, de tal manera que se puedan localizar fugas no

visibles dentro del sistema.

• Control de presiones: Lapresión a la cual opera el sistema o el

subsistema, afecta cada una de las fugas enel sistema de conducción

distribución e incluso las redes domiciliarias y susaccesorios.

Sin embargo, debe considerarse que existen niveles mínimos de

presiónconsiderados como indicadores de calidad de la prestación del

servicio y por lotanto, la reducción de presión está limitada por estos

niveles. En este sentido, amedida que exista mayor sectorización de la red,

mayor posibilidad existe delograr uniformizar la presión de tal forma que en

promedio sea menor a la que seobtendría, manejando el sistema de forma

global.


Para el caso de Palocabildo, se proyectó la instalación de una única válvula

reductora de presión, y de esa manera disminuir el riesgo de daños por

fugas y daños debido a sobrepresión en el sistema.

10 FORMULACIÓN DEL SISTEMA MATRIZ Y LA SECTORIZACIÓN DE LAS

REDES

Teniendo en cuenta el diagnóstico de la infraestructura existente de las redes de

distribución del casco urbano de Palocabildo, a continuación se definen el sistema

matriz y la sectorización de las redes de distribución.

10.1 FORMULACION DEL SISTEMA MATRIZ

La red matriz es la parte de la red de conducción y distribución que conforma la

malla principal de servicio del municipio y distribuye el agua procedente de la

planta de tratamiento o tanques compensación, a las redes secundarias. La red

primaria mantiene las presiones básicas de servicio para el funcionamiento

correcto de todo el sistema y no deben repartir agua en ruta.

La implementación de la red matriz y la sectorización del sistema, se tiene que

hacer de forma inmediata para poder suministrar agua potable a la comunidad de

acuerdo a los estándares establecidos por el RAS 2000 y suplir las necesidades

de consumo al año 2011.

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

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

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

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

m j m ám m 2”.


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

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

ám m 2” PVC 2”;

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

sectores operativos mediante la utilización de válvulas de corte nuevas y

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

como la implementación de hidrantes para atención de incendios.

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

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

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

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

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

sectorización.


10.2 FORMULACION DE LA SECTORIZACION

La sectorización está basada en las zonas definidas con el modelo hidráulico y la

topología de la red de distribución, Es una estrategia de control y reducción de

pérdidas técnicas y comerciales, que consiste en la delimitación de la red de

acueducto en sectores de servicio homogéneos, aislados e independientes, en los

cuales es posible medir los volúmenes de agua suministrados, consolidar los

volúmenes facturados, optimizar las condiciones de servicio, calcular el Índice de

Agua No Contabilizada, establecer las causas de las pérdidas y sus acciones de

control, formular proyectos estructurados de control de pérdidas, priorizarlos y

hacer seguimiento al comportamiento y las inversiones de reducción.

Para poder controlar y sectorizar el sistema se procedió a colocar válvulas de

compuerta sobre el inicio de los ramales de alimentación que, en función a las

interconexiones y taponamientos propuestos, permiten cerrar el flujo a un sector

con una manipulación de máximo 2 válvulas (en algunos sectores la manipulación

es con 1 Válvula).

A continuación se presenta el esquema general de sectorización, bajo la premisa

que el escenario inicial donde todos los sectores están siendo alimentados, todas

las válvulas del sistema estén abiertas. En los planos respectivos de optimización

de redes se puede observar la ubicación exacta de cada válvula a emplear con la

codificación de la misma para su ubicación y manipulación operativa.


Ilustración 5.Sectorización de la red

Fuente: Consultor

Tabla 23.Resumen de Tuberías

REDES MATRCICES

DIAMETRO(") MATERIAL Y ESPESOR

LONGITUD TOTAL (m)

6 PVC PVC-RDE 26 440,7


REDES MENORES

2 PVC PVC-RDE 26 6050,6


TOTAL TUBERIAS 7575,4


10.3 CONTROL DE PRESIONES

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

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

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

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

La solución al problema de presiones se dio con la instalación de una cámara

reductora estratégicamente ubicada para garantizar el rango de presiones

permitido por la Norma RAS 2000

Debido a las características topográficas, topológicas e hidráulicas del sistema del

casco urbano de Palocabildo, se establece una única Zona de Presión abastecida

por el tanque de almacenamiento con que cuenta el sistema.

10.4 REQUERIMIENTOS RENOVACIÓN DE REDES

En general la optimización de las redes de distribución se realizó con base en tres

criterios, a saber:

Obras de Sectorización

Instalación de tuberías nuevas correspondientes a redes matrices.

Instalación de tuberías nuevas a fin de conformar mallas principales.

Corte de tuberías existentes para crear sectores.

Implementación de válvulas de corte para conformar sectores operativos.


Implementación de macromedición a la salida del tanque.

Implementación de macromedición en los 6 sectores operativos del sistema

de distribución.

P 7575.4 m PVC 2”

3” 4” 6” m g .

Tabla 24. Red de Distribución

RESUMEN TUBERÍAS

REDES MATRICES

DIÁMETRO (Pulg).

MATERIAL Y ESPESOR LONGITUD TOTAL (m)

6” PVC – RDE 26 440.7

4” PVC- RDE 26 661.4

REDES MENORES

2” PVC – RDE 26 6086.6

3” PVC- RDE 26 386.7

TOTAL 7575.4

Fuente: Consultor

Obras de Optimización

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

m j m ám m 2”.

- Ubicación e instalación de hidrantes en caso de incendios.

- Implementación de estación reductora de presión (3).

- Instalación de micromedidores.

Obras de Renovación

- Renovación de tuberías en materiales como asbesto cemento, hierro

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

hierro dúctil.

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


En el tema respectivo a las tuberías, tipo de materiales se encuentra que el

100 % (8341.78 ml) corresponde a tubería en PVC, para diámetros menores

2” g (5724.96 m )

los cuales requieren de remplazo, lo que significa que corresponde al el

remplazo de 68.6% de las redes actuales del sistema.

Acontinuaciòn se presenta una tabla con los diámetros en PVC de la red de

distribución menores a 2 pulgadas.

Tabla 25.Diámetros menor a 2 pulgadas

DIAMETRO (")

LONGITUD (m)

3/4 2544,22

1 1695,04

1/2 148670

TOTAL 5724,96


En vista que estas tuberías generan problemas por altas velocidades y altas

perdidas de energía, y que para niveles de complejidad medios se recomienda

que el diámetro mínimo de tuberías sea de 2 pulgadas (RAS 2000), es

necesario el remplazo de las mismas por tuberías en el diámetro que garantice

un mejor comportamiento del techo piezómetro de la red


11 FUENTES CONSULTADA

11.1 ESTUDIOS Y DOCUMENTOS

Referencia 1.Consorcio Estructuración Tolima. Optimización y Terminación

Sistema de Acueducto Palocabildo Tolima. 2011.

Referencia 2. Colombia. Alcaldia de Palocabildo.Esquema de Ordemamiento

Territorial (EOT) Palocabildo-Tolima

Referencia 3. CORPORACIÓN COLOMBIANA DE INVESTIGACIÓN

AGROPECUARIA CORPOICA – NATAIMA, CONTRATO DE COOPERACIÓN

422 / 08 CORTOLIMA – CORPOICA. ESTUDIO DE ESTADO ACTUAL (EEA) Y

PLAN DE MANEJO (PM) DE LOS PARAMOS DEL DEPARTAMENTO DEL

TOLIMA. 2009

11.2 FUENTES BIBLIOGRÁFICAS

Referencia 4. Ras-2000. Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y

Saneamiento Básico.

Referencia 5. López C. Ricardo A. Elementos de Diseño par Acueductos y

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

Referencia 6. Corcho F., Duque J. Acueductos – Teoría y Diseño. Universidad de

Medellín – Centro general de Investigaciones, 1993.

Referencia 7. Uniandes. Notas de clase – C “S 22-50”. F

Ingeniería Civil – Universidad de Los Andes, 1970.


Referencia 8. Chow V.T. Open ChannelHydraulics. Mc GrawHill, 1959.

Referencia 9. Acevedo J., Acosta G. Manual de Hidráulica. Ed Harla, 1976.

Referencia 10. ARBOLEDA VALENCIA JORGE. Teoría y Práctica de la

Purificación del Agua; Mc Graw Hil.

Referencia 11.Haestad, Walski y Otros. Advanced Water Distribution Modeling

and Management.1ª Ed. Haestad Press, 2004.

Referencia12.NRCS.Natural Resources Conservation Service.National

Engineering handbook.USDA, 2001.

Referencia 13US EPA, Rossman L. y Otros. Epanet 2 User Manual. United

StatesEnvironmentalProtection Agency, 2000.

Referencia 14 La Unión Temporal Fordes en el año 2008, Municipio de

Palocabildo

.

11.3 INTERNET

Página Web 1 COLOMBIA. Alcaldía municipal de Palocabildo Tolima. [base de

datos en línea]. [Consultado Mayo 2011]. Disponible en < .Palocabildo-

tolima.gov.co>

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