Pre-diseño de red alterna para separar el suministro de ...

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Ingeniería Civil Facultad de Ingeniería

8-11-2017

Pre-diseño de red alterna para separar el suministro de agua para Pre-diseño de red alterna para separar el suministro de agua para

uso doméstico y pecuario en el acueducto veredal Arvudea del uso doméstico y pecuario en el acueducto veredal Arvudea del

municipio de Acacias municipio de Acacias

Juan Pablo Rodriguez Rodriguez Universidad de La Salle, Bogotá

Daniel Leandro Cárdenas Sabogal Universidad de La Salle, Bogotá

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1

PRE-DISEÑO DE RED ALTERNA PARA SEPARAR EL SUMINISTRO DE

AGUA PARA USO DOMÉSTICO Y PECUARIO EN EL ACUEDUCTO VEREDAL

ARVUDEA DEL MUNICIPIO DE ACACIAS.

JUAN PABLO RODRIGUEZ RODRIGUEZ

DANIEL LEANDRO CÁRDENAS SABOGAL

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL

ACUEDUCTOS

BOGOTÁ D.C

2

PRE-DISEÑO DE RED ALTERNA PARA SEPARAR EL SUMINISTRO DE

AGUA PARA USO DOMÉSTICO Y PECUARIO EN EL ACUEDUCTO VEREDAL

ARVUDEA DEL MUNICIPIO DE ACACIAS.



TRABAJO DE GRADO PRESENTADO COMO REQUISITO PARCIAL PARA

OPTAR EL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL.

DIRECTOR TEMÁTICO

Ing. ALEJANDRO FRANCO ROJAS

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL

ACUEDUCTOS

BOGOTÁ D.C 2017

3

BOGOTÁ D.C. 11 de agosto de 2017

NOTA DE ACEPTACIÓN

FIRMA DEL JURADO

_______________________________

_________________________________

FIRMA DEL JURADO

_______________________________

_________________________________

4

AGRADECIMIENTOS

Los autores expresan sus agradecimientos a:

Nuestro director ALEJANDRO FRANCO ROJAS por la gran dedicación y

colaboración tanto en el paso a paso del proyecto de investigación y elaboracion del

documento como a la formacion academica recibida.

De la misma manera queremos agradecer a los docentes que hicieron parte de nuestro

proceso de formacion personal y profesional; especialmente a los ingenieros, Luis Ayala,

Lucio Guillermo Lopez, Sofia Andrade, Edder Alexander Velandia, los cuales

influenciaron nuestros valores y conocimientos de manera representativa.

Finalmente agradecemos a la UNIVERSIDAD DE LA SALLE por brindarnos

principios, valores y deberes como profesionales con capacidad para servir a la sociedad.

5

DEDICATORIA

“Sólo somos una raza avanzada de monos en un planeta menor de una estrella

promedio. Pero podemos entender el universo. Eso nos hace muy especiales.”

Stephen Hawking

Agradezco primordialmente a mi madre NIRMA NAHIR SABOGAL RODRÍGUEZ,

por todo su apoyo incondicional en este proceso de formación, igualmente a mis hermanos

CRISTHIAN JARVIER CÁRDENAS SABOGAL y LAURA GUISELLE

CÁRDENAS SABOGAL quienes fueron pieza fundamental en todo momento de mi

carrera, por último, a mi abuela CECILIA RODRÍGUEZ, mi tío EDWARD

MAURICIO SABOGAL, familia y RICARDO FLÓREZ por sus aportes cognitivos y

diferentes consejos que hicieron que de una u otra forma siempre tuviera un sentido crítico

ante cualquier situación.


De ante mano quiero darle gracias a DIOS por darme la sabiduría y entendimiento a lo

largo de mi carrera, igualmente a mis padres OFELIA RODRIGUEZ SARMIENTO Y

GUSTAVO RODRIGUEZ FORERO quienes fueron un apoyo incondicional día a día en

mi proceso de formación, también quiero agradecer a mis hermanas DIANA CATERINE

RODRIGUEZ RODRIGUEZ Y MONICA RODIRGUEZ RODRIGUEZ, a mi novia

JUANITA CASTRO CASTRO que fue un apoyo incondicional a lo largo de la

elaboración de mi tesis, amigos y aquellas personas que en estos 5 años de carrera

aportaron sus conocimientos y su apoyo incondicional.


6

1. INTRODUCCIÓN........................................................................................................ 12

2. FORMULACIÓN Y DELIMITACIÓN DEL PROYECTO........................................ 13

2.1. ACUEDUCTO VEREDAL ARVUDEA.......................................................................... 13

2.2. PLANTEAMIENTO Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ........................................... 19

2.2.1. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA .............................................................. 19

2.2.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ........................................................... 20

2.3. OBJETIVOS ............................................................................................................. 20

2.3.1. OBJETIVO GENERAL ................................................................................. 20

2.3.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS ......................................................................... 21

2.4. JUSTIFICACIÓN....................................................................................................... 21

2.5. DELIMITACIÓN....................................................................................................... 22

2.5.1. ALCANCE ..................................................................................................... 22

2.6. ANTECEDENTES ..................................................................................................... 23

3. MARCO REFERENCIAL ........................................................................................... 25

3.1. MARCO TEORICO................................................................................................... 25

3.1.1. ACUEDUCTO ............................................................................................... 25

3.1.2. LÍNEAS DE CONDUCCIÓN ........................................................................ 27

3.1.3. DOTACIÓN Y DEMANDA.......................................................................... 28

3.1.4. TABLAS DE CONSUMO ............................................................................. 32

3.1.5. PRUEBAS FISICOQUÍMICAS..................................................................... 34

3.2. MARCO CONCEPTUAL ........................................................................................... 37

3.3. MARCO LEGAL ....................................................................................................... 38

4. RESULTADOS. ........................................................................................................... 39

4.1. ENCUESTAS A LOS USUARIOS................................................................................ 39

4.2. DETERMINACIÓN DE CAUDALES ........................................................................... 51

4.2.1. PROMEDIO DE CADA UNA DE LAS VARIABLES DE CONSUMO ..... 51

4.2.2. CONSUMO PROMEDIO DE CADA VARIABLE DE CONSUMO ........... 53

4.3. PROYECCIÓN DE POBLACIÓN Y NIVEL DE COMPLEJIDAD DEL SISTEMA ............... 61

4.4. PROYECCIÓN DE CAUDAL...................................................................................... 62

7

4.5. DETERMINACIÓN DE CURVA DE CONSUMO ......................................................... 67

4.6. DISEÑO DE LA TUBERIA ......................................................................................... 80

4.7. MODELACIÓN HIDRÁULICA EN EPANET................................................................ 83

1.1.1. DIMENSIONAMIENTO DE LA RED DOMESTICA ................................. 85

1.1.2. SOLUCIONES PARA ELEVAR LA VELOCIDAD EN LA RED ............ 103

4.8. ANALISIS FISICO QUIMICO Y BACTERIOLOGICO.................................................. 115

4.9. PRESUPUESTO ..................................................................................................... 118

CONCLUSIONES............................................................................................................. 120

RECOMENDACIONES ................................................................................................... 123

BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................... 125

ANEXO 1 .......................................................................................................................... 126

ANEXO 2 .......................................................................................................................... 129

8

TABLA 1. REDES DE DISTRIBUCIÓN DEL ACUEDUCTO VEREDAL ARVUDEA. .......................................................................16TABLA 2. DESARROLLO HISTÓRICO DEL ACUEDUCTO VEREDAL ARVUDEA. .......................................................................17TABLA 3. COMPONENTES DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO .....................................................................................26TABLA 4. COEFICIENTE DE RUGOSIDAD PARA LOS DISTINTOS MATERIALES..........................................................................30TABLA 5. CONSUMOS TÍPICOS DE LOS SECTORES COMERCIALES E INDUSTRIALES. ................................................................33TABLA 6. CONSUMOS RESIDENCIALES TÍPICOS. ............................................................................................................33TABLA 7. DOTACIONES DE AGUA PARA EDIFICACIONES DESTINADAS AL ALOJAMIENTO, CUIDADO Y CRÍA DE ANIMALES................34TABLA 8. ÍNDICE DE RIESGO DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO HUMANO (IRCA) ....................................................35TABLA 9. CLASIFICACIÓN DEL NIVEL DE RIESGO EN SALUD...............................................................................................37TABLA 10. MARCO LEGAL APLICABLE PARA EL ACUEDUCTO VEREDAL ARVUDEA ...............................................................39TABLA 11. RESULTADOS DE LOS USUARIOS ENCUESTADOS EN LA VEREDA SARDINATA..........................................................40TABLA 12. RESULTADOS DE LOS USUARIOS ENCUESTADOS EN LA VEREDA MONTELÍBANO.....................................................41TABLA 13. RESULTADOS DE LOS USUARIOS ENCUESTADOS EN LA VEREDA SANTA TERESITA. ..................................................42TABLA 14. RESULTADOS DE LOS USUARIOS ENCUESTADOS EN LA VEREDA SAN CAYETANO. ...................................................43TABLA 15. RESULTADOS DE LOS USUARIOS ENCUESTADOS EN LA VEREDA MARGARITAS. ......................................................44TABLA 16. RESULTADOS DE LOS USUARIOS ENCUESTADOS EN LA VEREDA RESGUARDO. .......................................................45TABLA 17. RESULTADOS DE LOS USUARIOS ENCUESTADOS EN LA VEREDA SARDINATA – VILLA CUBIDES. .................................46TABLA 18. RESULTADOS DE LOS USUARIOS ENCUESTADOS EN LA VEREDA ROSARIO. ............................................................47TABLA 19. DOTACIÓN NETA SEGÚN USOS PARA EL ACUEDUCTO ARVUDEA ........................................................................55TABLA 20. CALCULO DEL CAUDAL DE CONSUMO. .........................................................................................................58TABLA 21. CONSUMO DOMÉSTICO Y PECUARIO DE LA VEREDA SARDINATA........................................................................60TABLA 22. CONSUMO DOMÉSTICO Y PECUARIO DE LOS USUARIOS DEL ACUEDUCTO VEREDAL ARVUDEA. ..............................61TABLA 23. PROMEDIO DE PERSONAS POR CASA PARA EL ACUEDUCTO VEREDAL ARVUDEA .................................................62TABLA 24. CONSUMO DOMÉSTICO DE LOS USUARIOS DE LA VEREDA SARDINATA. ...............................................................63TABLA 25. CONSUMO DOMÉSTICO DE LOS USUARIOS DE LA VEREDA SARDINATA – VILLA CUBIDES.........................................64TABLA 26. CONSUMO DOMÉSTICO DE LOS USUARIOS DE LA VEREDA SANTA TERESITA. ........................................................64TABLA 27. CONSUMO DOMÉSTICO DE LOS USUARIOS DE LA VEREDA ROSARIO. ..................................................................65TABLA 28. CONSUMO DOMÉSTICO DE LOS USUARIOS DE LA VEREDA SAN CAYETANO. .........................................................65TABLA 29. CONSUMO DOMÉSTICO DE LOS USUARIOS DE LA VEREDA MARGARITAS. ............................................................65TABLA 30. CONSUMO DOMÉSTICO DE LOS USUARIOS DE LA VEREDA MONTELÍBANO. ..........................................................66TABLA 31. CONSUMO DOMÉSTICO DE LOS USUARIOS DE LA VEREDA RESGUARDO...............................................................66TABLA 32. CONSUMO DOMÉSTICO DE LOS USUARIOS DEL ACUEDUCTO VEREDAL ARVUDEA ANTES Y DESPUÉS DE LA PROYECCIÓN.

................................................................................................................................................................67TABLA 33. CURVA DE CONSUMO HORARIO.................................................................................................................75TABLA 34. CURVA DE CONSUMO UNITARIO ................................................................................................................78TABLA 35. CRITERIOS DE DISEÑO SEGÚN RAS 2000....................................................................................................84TABLA 36. TABLA RESUMEN, CÁLCULOS HIDRÁULICOS. .................................................................................................92TABLA 37. PUNTOS DE PITOMETRIA. .......................................................................................................................101TABLA 38. PUNTOS DE PITOMETRIA. .......................................................................................................................102TABLA 39. PUNTOS DE PITOMETRIA CASO 1..............................................................................................................103TABLA 40. PUNTOS DE PITOMETRIA CASO 1..............................................................................................................104TABLA 41. PUNTOS DE PITOMETRIA CASO 2..............................................................................................................105TABLA 42. PUNTOS DE PITOMETRIA CASO 2..............................................................................................................106TABLA 43. NODOS CON PURGA ..............................................................................................................................111TABLA 44. NODOS CON PURGA, CASO 2..................................................................................................................115TABLA 45. ANÁLISIS FISICOQUÍMICO .......................................................................................................................116TABLA 46. ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO. ...................................................................................................................116TABLA 47. PRESUPUESTO DE OBRA, ACUEDUCTO ARVUDEA.........................................................................................118

9

FIGURA 1. FOTOGRAFÍAS DEL ACUEDUCTO VEREDAL ARVUDEA. FUENTE: REVISIÓN PBOT, DOCUMENTO DE

DIAGNÓSTICO. 2015.................................................................................................................................14FIGURA 2. FOTOGRAFÍAS DEL DESARENADOR DEL ACUEDUCTO VEREDAL ARVUDEA. FUENTE: REVISIÓN PBOT, DOCUMENTO

DE DIAGNÓSTICO. 2015............................................................................................................................14FIGURA 3. FOTOGRAFÍA DE LA VÁLVULA DE CORTE. FUENTE: REVISIÓN PBOT, DOCUMENTO DE DIAGNÓSTICO. 2015 .15FIGURA 4. FOTOGRAFÍAS DEL ACUEDUCTO VEREDAL DE ARVUDEA. FUENTE: REVISIÓN PBOT, DOCUMENTO DE

DIAGNÓSTICO. 2015.................................................................................................................................15FIGURA 5. COBERTURA EMPRESAS PRESTADORAS DEL SERVICIO DE ACUEDUCTOS EN EL MUNICIPIO DE ACACIAS. FUENTE:

REVISIÓN PBOT, DOCUMENTO DE DIAGNÓSTICO. 2015 ..........................................................................18FIGURA 6. ESPECIFICACIONES DEL ACUEDUCTO ARVUDEA. FUENTE: REVISIÓN PBOT, DOCUMENTO DE DIAGNÓSTICO.

2015 ........................................................................................................................................................19FIGURA 7. GRAFICA DE LA POBLACIÓN PROYECTADA, POR EL MÉTODO GEOMÉTRICO POR INCREMENTO MEDIO TOTAL. FUENTE:

ELABORADA POR LOS AUTORES. ......................................................................................................................22FIGURA 8. POBLACIÓN POR VEREDA FUENTE: ELABORADO POR LOS AUTORES.................................................48FIGURA 9. PORCENTAJE DE NIÑOS Y ADULTOS MAYORES DE 60 AÑOS. FUENTE: ELABORADO POR LOS AUTORES.......................48FIGURA 10. NÚMERO DE USUARIOS DOMÉSTICOS Y PECUARIOS. FUENTE: ELABORADO POR LOS AUTORES. .............................49FIGURA 11. USOS DEL AGUA PARA CADA VEREDA. FUENTE: ELABORADO POR LOS AUTORES. ...............................................50FIGURA 12. CALIDAD DEL AGUA PARA TODAS VEREDAS. FUENTE: ELABORADO POR LOS AUTORES..........................................50FIGURA 13. FOTOGRAFÍA DEL CAUDALÍMETRO ULTRASÓNICO PROTAFLW-C (JAPONÉS). FUENTE: INFORME

APINDICO. ...............................................................................................................................................68FIGURA 14. FOTOGRAFÍAS DE CALIBRACIÓN DE QUIPO. FUENTE: INFORME APINDICO. .................................................69FIGURA 15. FOTOGRAFÍAS DE DEL CAUDALÍMETRO CON GPS. FUENTE: INFORME APINDICO. ........................................69FIGURA 18. MEDICIÓN DE PRESIÓN SISTEMA DE ACUEDUCTO FUENTE: INFORME APINDICO. .............................73FIGURA 19. VARIACIÓN DE PRESIÓN DEL ACUEDUCTO VEREDAL ARVUDEA EN EL MUNICIPIO DE ACACIAS-

META. FUENTE: INFORME APINDICO. ......................................................................................................74FIGURA 20. CURVA VARIACIÓN DE CAUDAL DURANTE 24 HORAS. FUENTE: INFORME APINDICO. .......................76FIGURA 21. CURVA VARIACIÓN DE GRAFICA DE PRESIÓN DURANTE 24 HORAS. FUENTE: INFORME APINDICO. ...77FIGURA 22. GRAFICA DE LA CURVA DE CONSUMO UNITARIO. FUENTE: ELABORADO POR LOS AUTORES. ..................................79FIGURA 23. MODELO HIDRÁULICO EN EPANET, OPCIONES HIDRÁULICAS. FUENTE: ELABORADO POR LOS AUTORES.......85FIGURA 24. MODELO HIDRÁULICO EN EPANET, PATRÓN DE DEMANDA. FUENTE: ELABORADO POR LOS AUTORES .........86FIGURA 25. MODELO HIDRÁULICO EN EPANET. FUENTE: ELABORADO POR LOS AUTORES ........................................86FIGURA 26. MODELO HIDRÁULICO EN EPANET (PROPIEDADES DE LA CONEXIÓN). FUENTE: ELABORADO POR

LOS AUTORES...........................................................................................................................................87FIGURA 27. MODELO HIDRÁULICO EN EPANET (PROPIEDADES DE LA TUBERÍA). FUENTE: ELABORADO POR LOS AUTORES.

................................................................................................................................................................87FIGURA 28. MODELO HIDRÁULICO EN EPANET, RANGO DE PRESIONES EN LA TUBERÍA. FUENTE: ELABORADO POR LOS

AUTORES..................................................................................................................................................88FIGURA 29. MODELO HIDRÁULICO EN EPANET, ANÁLISIS DE PRESIÓN EN LAS CONEXIONES. FUENTE: ELABORADO POR LOS

AUTORES..................................................................................................................................................88FIGURA 30. MODELO HIDRÁULICO EN EPANET, CONEXIONES AL INICIO DE LA RED DE DISTRIBUCIÓN. FUENTE: ELABORADO

POR LOS AUTORES. ...................................................................................................................................89

10

FIGURA 31. MODELO HIDRÁULICO EN EPANET, RANGO DE VELOCIDAD EN LA TUBERÍA. FUENTE: ELABORADO POR LOS

AUTORES..................................................................................................................................................90FIGURA 32. MODELO HIDRÁULICO EN EPANET, ANÁLISIS DE VELOCIDAD EN LAS TUBERÍAS. FUENTE: ELABORADO POR LOS

AUTORES..................................................................................................................................................90FIGURA 33. MODELO HIDRÁULICO EN EPANET, CURVA DE CONSUMO. FUENTE: ELABORADO POR LOS AUTORES. .........91FIGURA 34. UBICACIÓN DE LOS PUNTOS DE PITOMETRIA EN LA RED DE DISTRIBUCION. ......................................................100FIGURA 35.VARIACION DE PRESION EN EL TIEMPO......................................................................................................100FIGURA 36. MODELO HIDRÁULICO EPANET, ESTADO DE LA TUBERÍA-CERRADO. FUENTE: ELABORADO POR LOS AUTORES. ...108FIGURA 37. MODELO HIDRÁULICO EPANET, RANGO DE CAUDAL EN LA TUBERÍA. FUENTE: ELABORADO POR LOS AUTORES.

..............................................................................................................................................................109FIGURA 38. MODELO HIDRÁULICO EPANET, CIERRE DE TUBERÍA (HORA CRITICA DE CONSUMO 9:00 AM). FUENTE: ELABORADO

POR LOS AUTORES....................................................................................................................................109FIGURA 39............................................................................................................. ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO.FIGURA 40. MODELO HIDRÁULICO EPANET, RANGO DE VELOCIDAD EN LA TUBERÍA. FUENTE: ELABORADO POR LOS AUTORES.

..............................................................................................................................................................110FIGURA 41. MODELO HIDRÁULICO EPANET, VELOCIDAD EN LA TUBERÍA (HORA CRITICA DE CONSUMO 9:00 AM). FUENTE:

ELABORADO POR LOS AUTORES. .................................................................................................................110FIGURA 42. . MODELO HIDRÁULICO EPANET, ESTADO DE LA TUBERÍA-CERRADO. FUENTE: ELABORADO POR LOS AUTORE

..............................................................................................................................................................112FIGURA 43. MODELO HIDRÁULICO EPANET, RANGO DE CAUDAL EN LA TUBERÍA. FUENTE: ELABORADO POR LOS AUTORES.

..............................................................................................................................................................112FIGURA 44. MODELO HIDRÁULICO EPANET, CIERRE DE TUBERÍA (HORA CRITICA DE CONSUMO 9:00 AM). FUENTE:

ELABORADO POR LOS AUTORES. ............................................................................................................113FIGURA 45. MODELO HIDRÁULICO EPANET, RANGO DE VELOCIDAD EN LA TUBERÍA. FUENTE: ELABORADO POR LOS

AUTORES................................................................................................................................................113FIGURA 46. MODELO HIDRÁULICO EPANET, VELOCIDAD EN LA TUBERÍA (HORA CRITICA DE CONSUMO 9:00 AM). FUENTE:

ELABORADO POR LOS AUTORES. ............................................................................................................114FIGURA 47. VARIACIÓN DEL CAUDAL EN FUNCIÓN DE LECTURAS HECHAS AP CD0. FUENTE: INFORME APINDICO.

..............................................................................................................................................................126FIGURA 48. MEDICIONES DEL CAUDAL POR DÍA AP CD0. FUENTE: INFORME APINDICO. ..................................127FIGURA 49. . VARIACIÓN DE LA PRESIÓN EN FUNCIÓN DE LECTURAS HECHAS AP CD0. FUENTE: INFORME

APINDICO. .............................................................................................................................................127FIGURA 50. MEDICIONES DEL CAUDAL POR DÍA AP CD0. FUENTE: INFORME APINDICO. ..................................128

FIGURA 51. CARTA DE LOS RESULTADOS DE LAS PRUEBAS FISICOQUÍMICAS. FUENTE: PRUEBAS FISICOQUÍMICAS 28 DESEPTIEMBRE DE 2016. ................................................................................................................................129

FIGURA 52. RESULTADOS DE LAS PRUEBAS FISICOQUÍMICAS. FUENTE: PRUEBAS FISICOQUÍMICAS 28 DE SEPTIEMBRE DE 2016. 130FIGURA 53. RESULTADOS DE LAS PRUEBAS MICROBIOLÓGICA. FUENTE: PRUEBAS FISICOQUÍMICAS 28 DE SEPTIEMBRE DE

2016. .....................................................................................................................................................131FIGURA 54. CARTA DEL RESULTADO DE LAS PRUEBAS FISICOQUÍMICAS Y MICROBIOLÓGICAS. FUENTE: PRUEBAS

FISICOQUÍMICAS 24 DE AGOSTO DE 2016. ..............................................................................................132FIGURA 55. RESULTADO DE LAS PRUEBAS FISICOQUÍMICAS. FUENTE: PRUEBAS FISICOQUÍMICAS 24 DE AGOSTO DE 2016.

..............................................................................................................................................................133FIGURA 56. . RESULTADOS DE LAS PRUEBAS MICROBIOLÓGICAS. FUENTE: PRUEBAS FISICOQUÍMICAS 24 DE AGOSTO DE

2016. .....................................................................................................................................................134FIGURA 57. . CARTA DE LOS RESULTADOS DE LAS PRUEBAS FISICOQUÍMICAS Y MICROBIOLÓGICAS. FUENTE: PRUEBAS

FISICOQUÍMICAS 28 DE JUNIO DE 2016. ..................................................................................................135FIGURA 58. RESULTADO DE LAS PRUEBAS FISICOQUÍMICAS. FUENTE: PRUEBAS FISICOQUÍMICAS 28 DE JUNIO DE 2016.

..............................................................................................................................................................136

11

FIGURA 59. RESULTADOS DE LAS PRUEBAS MICROBIOLÓGICAS. FUENTE: PRUEBAS FISICOQUÍMICAS 28 DE JUNIO DE 2016...............................................................................................................................................................137

FIGURA 60. CARTA DE LOS RESULTADOS DE LAS PRUEBAS FISICOQUÍMICAS Y MICROBIOLÓGICAS. FUENTE: PRUEBAS

FISICOQUÍMICAS 5 DE ABRIL DE 2016.....................................................................................................138FIGURA 61. RESULTADO DE LOS ANÁLISIS FISICOQUÍMICOS Y MICROBIOLÓGICOS. FUENTE: PRUEBAS FISICOQUÍMICAS 5 DE

ABRIL DE 2016. ......................................................................................................................................139FIGURA 62. . RESULTADOS DE LAS PRUEBAS FISICOQUÍMICAS Y MICROBIOLÓGICAS. FUENTE: PRUEBAS FISICOQUÍMICAS 5 DE

ABRIL DE 2016. ......................................................................................................................................140

12

1. INTRODUCCIÓN

El municipio de Acacias (Meta) ha tenido un fuerte crecimiento en el ámbito social y

económico, el cual se ha acelerado con la creación de nuevos pozos de extracción de

petróleo y plantaciones de palma, generando un crecimiento demográfico tanto en el área

urbana como rural. En consecuencia, los acueductos del municipio, tanto urbano como

rural, han tenido que aumentar su capacidad y áreas de cobertura. Acacias en la zona rural

cuenta con tres acueductos veredales o comunitarios, los cuales suministran agua para

consumo doméstico y pecuario a fincas, población dispersa y caseríos, utilizando para ello

una única red de distribución.

Este proyecto se trabajó con el acueducto ARVUDEA - Asociación rural de veredas

unidas de Acacias, el cual tiene dos captaciones en concreto con rejilla de fondo, una sobre

Caño Blanco y otra que opera en caso de sequía en el río Sardinata, captando un caudal de

12 Lt/seg para uso doméstico y abrevadero.

Se diseñó una red (matriz y secundaria) alterna a la existente del acueducto ARVUDEA

que permite separar el suministro de agua potable para consumo de los habitantes y el

suministro para el uso pecuario. En el proyecto se realizaron varios puntos, como lo

fueron: i) aplicar una encuesta tipo cerrada a los diferentes usuarios para poder así

determinar el caudal doméstico y pecuario que era necesario transportar por cada red,

donde se tuvo en cuenta los factores de consumo de las diferentes variables en ambos

casos, como lo es la cantidad de ganado para el consumo pecuario y en la parte del

13

consumo doméstico cantidad de habitantes y número de electrodomésticos que utilizan

agua, ii) Se identificó los puntos de demanda según el tipo de usuario (doméstico y

pecuario), iii) Se diseñó una red de conducción desde el desarenador hasta una futura

planta de tratamiento de agua potable (PTAP), seguido de una red de distribución para

suministrar el consumo hacia los diferentes caseríos de la zona rural del municipio de

Acacias abastecidos por ARVUDEA. Además, fue necesario realizar unas pruebas

fisicoquímicas para determinar la calidad del agua y así poder ver si cumplía con los

requerimientos necesarios los cuales estipulan los artículos 37 y 38 del Decreto 1594 del

26 de junio de 1984, este análisis se realizó con la ayuda de la secretaria de salud del

departamento del Meta los cuales se guiaron de la normatividad vigente (NTC-ISO 5667).

Una vez hecho los análisis de calidad de la fuente se estipulo el tipo de tratamiento que

necesita este acueducto (el proyecto sugiere un tipo de tratamiento de acuerdo con los

resultados, pero no se enfoca en esto).

Para la evaluación del pre-diseño de la red alterna se utilizó el software EPANET, el

cual nos permitió ver el comportamiento del flujo a presión, incluyendo mallas abiertas y

cerradas, propias de los sistemas de los acueductos rurales.

2. FORMULACIÓN Y DELIMITACIÓN DEL PROYECTO

2.1. ACUEDUCTO VEREDAL ARVUDEA

El acueducto veredal ARVUDEA en la captación y a lo largo de la aducción y

conducción se puede estimar una cobertura vegetal en muy buen estado de conservación,

con especies arbóreas y arbustos, sin evidencia de actividades agrícolas y pecuarias.

En la zona se cuenta gran riqueza hídrica que en invierno presentan crecientes

importantes con arrastre de rocas y cantos rodados, por lo que se han construido varios

14

pasados elevados apoyando la tubería sobre columnas o cables que permitan la suspensión

a través de la topografía.

Figura 1. Fotografías del Acueducto veredal Arvudea.Fuente: Revisión PBOT, Documento de diagnóstico. 2015

El acueducto cuenta con dos tanques sedimentadores, los cuales son el único medio de

tratamiento para las aguas suministradas a la población. Cada tanque tiene una cámara de

aquietamiento, pantalla deflectora con orificios, vertedero de excesos y válvulas para

lavado, cumpliendo con todos los elementos técnicos requeridos.

Figura 2. Fotografías del desarenador del Acueducto veredal Arvudea.Fuente: Revisión PBOT, Documento de diagnóstico. 2015

15

Se dispone de un tanque desarenador al lado de la bocatoma y un bypass en cada

tanque, este sistema permite que durante las operaciones de lavado no sea necesario

despresurizar la red, además que la cantidad de sedimentos que llegue a cada tanque se

disminuye significativamente prolongando el tiempo entre lavados.

Figura 3. Fotografía de la válvula de corte.Fuente: Revisión PBOT, Documento de diagnóstico. 2015

Cuando caño Blanco (bocatoma principal) está en periodo de estiaje es necesario utilizar

como fuente complementaria el rio Sardinata, para tal fin se dispone de un tanque

desarenador sobre la parte izquierda del rio.

Figura 4. Fotografías del Acueducto veredal de Arvudea.Fuente: Revisión PBOT, Documento de diagnóstico. 2015

16

El acueducto veredal ARVUDEA actualmente abastece a 950 usuarios del área rural del

municipio de Acacias, utilizando para ello 56,8 km de redes, por las cuales se conduce el

agua tanto para uso doméstico como pecuario. El único tratamiento que se realiza al agua

es des arenación y sedimentación, de tal forma, que para el uso doméstico se ofrece agua

cruda.

Tabla 1. Redes de distribución del acueducto veredal ARVUDEA.

Fuente: Plano topográfico acueducto veredal ARVUDEA.

ARVUDEA, fue construido en 1979 gracias al trabajo de la comunidad y recursos

estatales del INAS (Instituto Nacional de Salud), periodo en el cual muchas comunidades

fueron provistas con sistemas de abastecimiento de agua, concibiendo a la población no

solo como beneficiaria, sino como gestora y responsable en el desarrollo y sostenimiento

de sus sistemas.

Posteriormente, con la Constitución de 1991 y la Ley 142 de 1994, se dio paso a un

esquema descentralizado donde el Estado a nivel central, asume tan solo las funciones de

regulación, control y vigilancia, transfiriendo a los municipios la responsabilidad directa de

garantizar la prestación del servicio. Contexto en el cual el crecimiento y gestión de los

Diámetro (pulgadas) Longitud (km)½” 0,171” 6,67

1 ½” 4,332” 9,31

2 ½” 4,693” 7,854” 7,406” 11,208” 5,20

Total 56,83

17

acueductos rurales quedó en manos de comunidades carentes de recursos y herramientas

técnicas.

Tabla 2. Desarrollo histórico del acueducto veredal ARVUDEA.

Fuente: Revisión PBOT, Documento de diagnóstico. 2015

Producto de la sucesión y división de fincas, el aumento de predios y fincas y el

crecimiento demográfico, el número de usuarios ha aumentado significativamente, pasando

de 50 en 1979 a 950 usuarios en el año 2015. Adicionalmente, una parte considerable de

estos nuevos usuarios consumen agua únicamente con fines domésticos, asentándose en

centros poblados.

1970 1980 1990 2000 2010

2002-05 arreglo devías y aumento de

predios y fincas.

2014 se realizóinversión en tanques y

desarenadores.

2015 aumento deusuarios a 950 en 7

veredas.

2016 se pretenderealizar inversión en

redes.

1979- nació con 50 usuarios con recursospropios y del INAS. Se construyó conmano de obra comunitaria. Primerbocatoma localizada aguas abajo.

1983 conformaciónjurídica.

1990-92 se trasladó labocatoma hacia aguas arriba

para ganar presión.2006 cambio de

redes.

18

Figura 5. Cobertura empresas prestadoras del servicio de acueductos en el municipio de Acacias.Fuente: Revisión PBOT, Documento de diagnóstico. 2015

19

Figura 6. Especificaciones del acueducto ARVUDEA.Fuente: Revisión PBOT, Documento de diagnóstico. 2015

2.2. PLANTEAMIENTO Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

2.2.1. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA

El municipio de Acacias (Meta) ha experimentado un aumento considerablemente de

habitantes en suelo rural y centros poblados, justificado en la sucesión y división de fincas,

generación de nuevos empleos por la industria petrolera, desplazamiento desde otros

municipios, entre otras. En consecuencia, el acueducto veredal Arvudea, se expone a un

aumento de la demanda, especialmente de usuarios domésticos, sin que se disponga de la

6 Lt/seg CAPTADOSY CONSUMIDOS

INDUSTRIAL - EXTRACCIÓN DE GRAVAS

AUMENTO DE DEMANDA POR NUEVOS CENTROS POBLADOS

CALIDAD DE AGUA

INFRAESTRUCTURA

N° DE USUARIOS

CANTIDAD DE AGUA

USOS DEL SUELO

COBERTURA VEGETAL

PISCICULTURA, GANADO,INPEC, CULTIVOSAGRICOLAS (CACAO)

PALMERAS y CASA QUINTAS

RIESGOSRIESGOS POR CONSTRUCCIÓN DE

INFRAESTRUCTURA - POR DOBLE CALZADA

CAM

PAM

ENTO

PENI

TENC

IARI

A

PUENTE DELSARDINATA

RIO

GU

AYU

RIB

A

CAMPO BELLO

RESGUARDO

MONTELIBANO

ROSARIO

MARGARITAS

SAN CAYETANO

STA TERESITA

RIO

SAR

DIN

ATA

CASERIO ELDIAMANTE

CONVENCIONES

Bocatoma

Tanque

Escuela

Centro poblado - Vereda

Puente

BOCATOMA SAN PABLO

BOCATOMA ARVUDEA

0.5 km 1.5 kmTANQUESDESARENADORES

SARDINATA + DIAMANTEAprox. 300 USUARIOS (180 Diamante) SANTA TERESITA

200 USUARIOSSECTOR MONTELIBANO, FINCAS,CASAQUINTAS Y VIVIENDAS DISPERSAS

RESGUARDO250 USUARIOSCASAQUINTAS

ROSARIO100 USUARIOS

MONTELIBANO80 USUARIOS

MARGARITAS70 USUARIOS

SAN CAYETANO60 USUARIOS

SARDINATA + LAS BLANCASRÍO GUAYURIBA

SARDINATA

MUY BUENA CALIDADNECESITA COLACIÓN YELIMINAR COLIFORMES

EN INVIERNOAUMENTA LA TURBIEDAD

LAS BLANCAS DISMINUYELA CALIDAD- HAY GANADERÍA- AUMENTA TURBIEDAD

DISMINUYE LA CALIDADAPORTES INDUSTRIALES POR MINERÍA, PALMA Y PETROLEO

BOSQUESECUNDARÍO

SE CONSERVA EL BOSQUE DEGALERÍA HASTA PUENTE

SARDINATA

LA COBERTURA ES MUY ESCASA

GANADERÍA

TALA DE ARBOLES ENCAÑO BLANCO

DESLIZAMIENTOS POR PÉRDIDADE COBERTURA Y SISMICA

2011AVALANCHA SE LLEVÓ REDES

- $ 18.000.000- 8 DÍAS SIN AGUA

20

infraestructura necesaria para suministrar agua potable debido a que toda el agua tanto para

consumo doméstico como pecuario se transporta por una única red de distribución.

El transporte y distribución de agua para uso doméstico y abrevadero por la misma red

es un obstáculo para su tratamiento y potabilización, considerando que:

Se potabilizaría un volumen de agua mayor al necesario,

representando aumento de costos tanto en infraestructura como en insumos y

mantenimiento.

Se suministraría agua con cloro al ganado, lo que puede ser

perjudicial para su bienestar.

El resultado de la condición actual es un gran número de usuarios de las áreas rurales

sin suministro de agua potable. En contraste, el pre-diseño de una red primaria y

secundaria alterna al acueducto existente permite separar la dotación para el usuario

doméstico y el uso pecuario, abriendo la posibilidad de realizar tratamientos diferenciados

según el tipo de usuarios.

2.2.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

¿La separación del agua para consumo doméstico y pecuario mediante una nueva red

alterna a la existente es viable para la población rural del municipio de Acacias abastecida

por el acueducto veredal ARVUDEA?

2.3. OBJETIVOS

2.3.1. OBJETIVO GENERAL

Diseñar una red de abastecimiento (matriz y secundaria) alterna a la existente, para

garantizar a la comunidad rural abastecida por el acueducto veredal ARVUDEA un

suministro constante de agua potable.

21

2.3.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS

Establecer una encuesta tipo cerrada en donde se identifiquen las diferentes

variables que hacen que el consumo pecuario y domestico cambien.

Determinar mediante la aplicación de una encuesta a los usuarios del

acueducto veredal ARVUDEA, cuál es el uso que le dan al agua en su hogar ya sea

para consumo pecuario o consumo humano.

Determinar el caudal de diseño para la nueva red alterna.

Determinar los criterios de diseño: puntos de conexión, material, diámetro,

presión y pérdidas en la red de distribución; necesarios para el pre-diseño más

óptimo para la comunidad.

2.4. JUSTIFICACIÓN

La actual localización de la bocatoma permite el suministro de agua incluso a las

veredas más distantes, de manera que una reubicación de la misma a un punto más cercano

podría ocasionar una reducción significativa de presiones, razón por la cual se parte de la

conservación de la bocatoma y desarenadores existentes para el suministro de agua potable.

Debido a esto y considerando que la cantidad de habitantes de la zona rural del

municipio de Acacias equivale a un 20% de su totalidad y que ARVUDEA ha

experimentado un incremento de 50 a 950 usuarios, fue de vital importancia generar una

propuesta de diseño en la cual se suministrara agua potable a los diferentes caseríos que se

encuentran en la zona, como lo es: Santa Rosa, El Triunfo, Puerto Orquídea, La Unión y

La Primavera, entre otras.

Además, este proyecto permite aportar un pre-diseño adicional al acueducto

ARVUDEA donde se genere una opción de cambio y mejoramiento en la calidad de vida

para cada uno de los usuarios que se beneficiará ante este consumo constante de agua

22

potable. También contribuirá en la reducción de enfermedades por lo que se pretenderá un

mejor futuro especialmente en la juventud que contará con este vital líquido.

2.5. DELIMITACIÓN

2.5.1. ALCANCE

El proyecto se localiza en el departamento de Meta en la zona rural del municipio de

Acacias. Para el acueducto veredal ARVUDEA (Asociación rural de veredas unidas de

Acacias), se diseñó una conducción alterna a la existente que se deriva del desarenador

hasta una PTAP (el diseño de la PTAP no corresponde al alcance de este proyecto), así

como una red matriz y secundaria de aproximadamente en 54 km, para el abastecimiento

de agua potable a 1152 usuarios existentes y 525 proyectados para el año 2033.

Figura 7. Grafica de la población proyectada, por el método geométrico por incremento medio total.Fuente: Elaborada por los autores.

La determinación del caudal de diseño se realizó a partir de la contribución con

información por parte del acueducto veredal ARVUDEA (Asociación rural de veredas

unidas de Acacias) y los habitantes de los diferentes caseríos. Teniendo en cuenta que el

caudal de diseño para nuestra red de distribución fue obtenido mediante la información

0100020003000400050006000

2015 2020 2025 2030 2035

Pobl

acio

n fin

al

Años

Poblacion Final

23

registrada en la encuesta que se le hizo a cada usuario que suministra el acueducto

ARVUDEA.

Como resultado se presentan los diseños de la red alterna incluyendo memorias de

cálculo, planos y un modelamiento en EPANET que servirá como comprobación de los

cálculos obtenidos.

2.6. ANTECEDENTES

DISEÑO DE LA RED DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE

DE LAS COMUNIDADES DEL TIGRITO, MATARUCA Y EL

PARDILLAL. MUNICIPIO GUAICAIPURO, ESTADO MIRANDA (IVÁN

ALFREDO MORENO SALAZAR, 2006)

Se realizó el diseño de la red de distribución de agua potable que recorre la zona,

siguiendo la normativa vigente y cumpliendo con los parámetros técnicos que les

dan confiabilidad a las propuestas elaboradas.

MATERIAL DIDACTICO PARA LA ASIGNATURA DE

ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS (JULIO CESAR TORRES

CAMARGO, 2008)

En el numeral 9 de esta tesis se presentan las generalidades que se deben seguir

para realizar una conducción teniendo en cuenta todos los parámetros que exigen de

diseño, y el previo análisis de las conducciones.

CÁLCULO DE REDES DE AGUA POTABLE CONSIDERANDO

FLUJO PERMANENTE (LUIS EDUARDO FRANCO HERNÁNDEZ, 2006).

Se presenta la metodología empleada en el Instituto de Ingeniería de la

Universidad Nacional Autónoma de México, para la revisión del funcionamiento

24

hidráulico de las redes de distribución. Aunque existen otros métodos de cálculo,

los descritos en este trabajo se han empleado con éxito en redes tan complejas

como la del Distrito Federal.

ALTERNATIVA DE SOLUCIÓN PARA EL SISTEMA DE

ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE EN LA ZONA CONURBADA

(ZAPATA-RENACIMIENTO) EN EL MUNICIPIO DE ACAPULCO,

GUERRERO (JORGE CASTILLO TORRES,2013)

Presentar una alternativa de solución para el abastecimiento de agua potable a la

zona conurbada Zapata-Renacimiento, mediante la extracción de agua en 9 pozos

someros y con ello evitar el servicio por tandeo de agua potable que actualmente se

le da a la zona estudio, realizando un análisis del sistema de abastecimiento de agua

potable actual del municipio de Acapulco.

VALIDACION DE LA DOTACION PARA EL DISEÑO DE

ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS PARA MUNICIPIOS

COLOMBIANOS TOMANDO COMO BASE DE BUSQUEDA EL

MINICIPIO DE ACACIAS META (DARÍO CABALLERO HERRERA)

El proyecto pretende realizar la validación de la dotación la cual se centraliza en

el municipio de Acacias-Meta, mediante el estudio del consumo de agua real de la

población de estos municipios de forma integral, y así suministrar una evaluación

de la dotación de acueductos, de esta manera generar una valoración de los

estándares del Reglamento técnico del sector de Agua potable y Saneamiento

básico (RAS-2000).

25

DIAGNOSTICO DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL

MUNICIPIO PUERTO SALGAR (CUNDINAMARCA) (DIEGO ARMANDO

HERNÁNDEZ PLATA)

La presente investigación consiste en un proceso de estudio que permite medir,

establecer, evaluar y caracterizar particularidades de las necesidades presentadas

del sistema de acueducto del municipio de Puerto Salgar del departamento de

Cundinamarca.

PRE-DISEÑO HIDRAULICO DE LA VEREDA DE SANTA

LUCIA CABRERA CUNDINAMARCA (SARA PAOLA HERNANDEZ

BARRERA).

La razón por la cual se ejecutó este proyecto fue para dar solución a la

problemática que se viene presentando en La Vereda de Santa Lucia, ya que la

comunidad de la misma no tiene suministro de agua potable y esto afecta tanto a los

habitantes como a la economía de la región. Está al ser una zona agrícola y

ganadera presenta la necesidad del suministro de agua potable para así lograr

realizar las actividades diarias con normalidad y eficacia.

3. MARCO REFERENCIAL

3.1. MARCO TEORICO

3.1.1. ACUEDUCTO

El servicio público de Acueducto o también llamado servicio domiciliario de agua

potable es definido por el Artículo 14 de la Ley 142 de 1994 como “la distribución

municipal de agua apta para el consumo humano, incluida su conexión y medición.” A la

26

cual se le adicionan actividades complementarias como la captación de agua, su

procesamiento, tratamiento, almacenamiento, conducción y transporte

Los componentes del servicio están definidos en el Reglamento Técnico del sector de Agua

Potable y Saneamiento Básico – RAS 2000 (Resolución 1096 de 2000), incluyendo la

captación, sistema de tratamiento, tanques de almacenamiento, red matriz y redes de

distribución (ver Tabla 3).

Tabla 3. Componentes del Sistema de Acueducto

SISTEMA COMPONENTE DEFINICIÓN

ACUEDUCTO

CaptaciónConjunto de estructuras necesarias para obtener el agua de una fuente deabastecimiento.

AducciónComponente a través del cual se transporta agua cruda, ya sea a flujo libreo a presión.

DesarenadorComponente destinado a la remoción de las arenas y sólidos que están ensuspensión en el agua, mediante un proceso de sedimentación mecánica.

ConducciónComponente a través del cual se transporta agua potable, ya sea a flujolibre o a presión.

Planta deTratamiento

Instalaciones necesarias de tratamientos unitarios para purificar el agua deabastecimiento para una población.

AlmacenamientoAcción destinada a almacenar un determinado volumen de agua para cubrirlos picos horarios y la demanda contra incendios.

Red de distribuciónConjunto de tuberías, accesorios y estructuras que conducen el agua desdeel tanque de almacenamiento o planta de tratamiento hasta los otros deconsumo.

Red primaria o redmatriz

Parte de la red de distribución que conforma la malla principal de serviciode una población y que distribuye el agua procedente de la conducción,plata de tratamiento o tanques de compensación a las redes secundarias.La red primaria mantiene las presiones básicas de servicio para elfuncionamiento correcto de rodo el sistema, y generalmente no reparteagua en ruta.

Red secundariaParte de la red de distribución que se deriva de la red primaria y quedistribuye el agua a los barrios y urbanizaciones de la ciudad y que puederepartir agua en ruta.

Red menor dedistribución

Red de distribución que se deriva de la red secundaria y llega a los puntosde consumo.

Fuente: Resolución 1096 de 2000 (Reglamento Técnico del sector de Agua Potable y Saneamiento

Básico – RAS 2000).

27

3.1.2. LÍNEAS DE CONDUCCIÓN

Se entiende por línea de conducción al tramo de tubería que transporta agua desde la

captación hasta la planta potabilizadora, o bien hasta el tanque de regularización,

dependiendo de la configuración del sistema de agua potable.

Una línea de Conducción debe seguir, en lo posible, el perfil del terreno y debe ubicarse

de manera que pueda inspeccionarse fácilmente. Esta puede diseñarse para trabajar por

gravedad o bombeo.

Para que se utilice la distribución por gravedad, es necesario que la fuente de suministro

sea un río, lago o un embalse, este situado en algún punto elevado respecto al punto de

consumo, de manera que pueda mantenerse una presión suficiente en las tuberías

principales.

Cuando las condiciones del terreno o el gasto necesario del suministro de agua no

permiten el diseño de la línea de conducción por gravedad, se utiliza el bombeo, teniendo

dos variantes:

La primera es utilización de bombas, más el almacenado de cierta cantidad de agua. En

general, cuando se emplea este método, el exceso de agua se almacena en un tanque

elevado durante los periodos de bajo consumo. Seguidamente, durante los periodos de alto

consumo, el agua almacenada se utiliza para complementar la suministrada por la bomba.

Este sistema permite obtener un rendimiento uniforme en las bombas y, por lo tanto, es

económico, ya que se puede hacer trabajar a las bombas en condiciones óptimas. Por otra

parte, como el agua almacenada proporciona una reserva que puede utilizarse en los casos

28

de incendio y cuando se producen averías en las bombas, este método de operación

proporciona una amplia seguridad.

La segunda opción es la de utilización de bombas sin almacenamiento, en este caso las

bombas introducen el agua directamente en la tubería sin otra salida que la del agua

realmente consumida. Es el sistema menos deseable, ya que una avería en la fuente de

energía ocasionaría una interrupción completa en el suministro de agua. Al variar el

consumo, la presión en las tuberías fluctuara fácilmente. Si las bombas se accionan

eléctricamente, su punta de consumo es fácil que coincida con la de la demanda general, lo

que incrementa el costo de la energía.

3.1.3. DOTACIÓN Y DEMANDA

3.1.3.1.CAUDAL MEDIO DIARIO.

El caudal medio diario (Qmd) se define como el promedio aritmético de los caudales día

a día en un año. Este caudal depende del consumo expresado en L/hab-día, la población de

diseño. Y se calcula por medio de la siguiente ecuación:

= ∗86400 ( )Ecuación 1

Dónde: P: Población

: Dotación bruta.

29

3.1.3.2.DISEÑO HIDRÁULICO CONDUCCIÓN

Los ingenieros norteamericanos Allen Hazen y Gardner Williams, realizaron un análisis

estadístico de datos hechos por más de 30 investigadores obteniendo como resultado una

formula empírica, que representa el flujo de agua en conducciones presión. La fórmula es

ampliamente utilizada en todos los países, y en nuestro país está reconocida por la norma

colombiana de agua potable y saneamiento básico.

La fórmula de Hazen-Williams en unidades Internacionales es:

= 10.67. ∗ . ∗Ecuación 2

Dónde: : Pérdidas totales (m/m).

D: Diámetro de la tubería (m).

Q: Caudal transportado (m3/s).

C: Coeficiente de rugosidad de la tubería, depende del material de la tubería.

L: Longitud de la tubería (m).

El coeficiente de rugosidad depende del material utilizado en la tubería y de la

antigüedad de la misma, por ejemplo, en materiales como el hierro se reduce el área de

flujo por efectos de la corrosión, en la siguiente tabla se muestran los coeficientes de

rugosidad para diferentes materiales.

30

Tabla 4. Coeficiente de rugosidad para los distintos materiales.

Material Coeficiente deManning (n)

Coef. Hazen-Williams (CH)

Coef. RugosidadAbsoluta e (mm)

Asbesto cemento 0.011 140 0.0015Latón 0.011 135 0.0015

Tabique 0.015 100 0.6Fierro fundido

(nuevo)0.012 130 0.26

Concreto (cimbrametálica)

0.011 140 0.18

Concreto (cimbramadera)

0.015 120 0.6

Concreto simple 0.013 135 0.36Cobre 0.011 135 0.0015

Acero corrugado 0.022 -- 45Acero galvanizado 0.016 120 0.15Acero (esmaltado) 0.010 148 0.0048Acero (nuevo, sin

recubrimiento)0.011 145 0.045

Acero (remachado) 0.019 110 0.9Plomo 0.011 135 0.0015

Plástico (PVC) 0.009 150 0.0015Madera (duelas) 0.012 120 0.18

Vidrio (Laboratorio) 0.011 140 0.0015Fuente: Computer Application in Hydraulic Engineering. 5th Edition, Haestad Methods.)

Igualmente, para el cálculo de tuberías a presión puede utilizarse la expresión de Darcy-

Weisbach, la cual estable que las pérdidas de carga en una tubería son inversamente

proporcionales al diámetro de la tubería y directamente proporcional a la cabeza de

velocidad presente en el flujo y la longitud de la tubería.

La expresión matemática es la siguiente:

= ∗ ∗ ∗Ecuación 3

Dónde: f: Coeficiente de fricción.

31

L: Longitud del tramo de tubería.

D: Diámetro de la tubería.

: Cabeza de velocidadEl coeficiente de fricción f depende del número de Reynolds y de la rugosidad relativa

de la tubería. El número de Reynolds expresa la relación de la energía de inercia que

impulsa el fluido y la energía de viscosidad que resiste el fluido.

El número de Reynolds está definido como:

= ∗ ∗Ecuación 4

Dónde:ρ: Densidad del fluido.

V: Velocidad (m/s).

D: diámetro de la tubería (m).

μ: Viscosidad del fluido (kg/(m·s)).

La densidad y viscosidad de los fluidos está afectada por la temperatura, en nuestro caso

el fluido a tratar es el agua.

Para conocer el coeficiente de fricción f, identificamos el régimen de flujo:

Para flujo laminar: (Re <2000)

32

= 64Ecuación 5

Para flujo turbulento: (Re > 4000)

1 = −2 ∗ 3.7 + 2.51∗Ecuación 6

3.1.3.3.ENCUESTAS

De acuerdo con García Ferrando (1993), una encuesta es una investigación realizada

sobre una muestra de sujetos representativa de un colectivo más amplio, que se lleva a

cabo en el contexto de la vida cotidiana, utilizando procedimientos estandarizados de

interrogación, con el fin de obtener mediciones cuantitativas de una gran variedad de

características objetivas y subjetivas de la población.

La medición mediante encuesta puede ser efectuada, y de hecho es el procedimiento

más frecuente, de modo esporádico y coyuntural con el fin de tantear la opinión pública en

relación con algún tema de interés.

3.1.4. TABLAS DE CONSUMO

Es necesario tener tablas de consumo para ver el comportamiento en cuanto a consumo

de los diferentes caseríos a los cuales el acueducto veredal ARVUDEA.

33

Tabla 5. Consumos típicos de los sectores comerciales e industriales.

Fuente: López Cualla, Segunda Edición, Elementos de diseño para acueductos y alcantarillados,

julio del 2003, pág. 57.

Tabla 6. Consumos residenciales típicos.

Consumo (L/d)200-300

5080800.8

Fabricas de bedidas (por habitante) 0.2Fabrica de hielo(por habitante) 1Curtiembre(por habitante) 0.5

100500

10001600

8100020003000

409080

400300-500

91.53

Farmacias o granero hasta 50 m2

Hoteles (por habitacion)Escuelas <20 alumnos

Industrias(por persona empleada)Lecherias (por habitante)

Depositos de materiales

Lavado de calles(por m2)Lavado de alcantarillas(por habitante)

Usos

>20 alumnos

Hasta 100 m2Hasta 200 m2>200 m2 (por m2)

Hasta 50 m2>50 m2

Fuentes de soda y heladerias hasta 20 m^2

Restaurantes hasta 50 m2

Oficinas( por empleado y por 10 m^2)Hospitales(por cama)Mataderos (por cabeza sacrificada)Riego de parques(por habitantes)

>50 m2

Usos Consumo (L/Hab*Dia)Aseo personal 45Descarga de sanitarios 40Lavado de ropa 20Cocina 15Riego de jardines 10Lavado de pisos 5

34

Fuente: López Cualla, Segunda Edición, Elementos de diseño para acueductos y alcantarillados,

pág. 55.

Tabla 7. Dotaciones de agua para edificaciones destinadas al alojamiento, cuidado y cría de animales.

Fuente: Álvaro Palacios, Primera Edición, Acueductos Cloacas, Caracas 2004, pág. 127.

3.1.5. PRUEBAS FISICOQUÍMICAS

Para la determinación de la calidad del agua que consumen los usuarios del acueducto

ARVUDEA nos remitimos a la “Resolución 2115 DEL Ministerio De Ambiente, Vivienda

Y Desarrollo Territorial”, la cual estipula valores mínimos para garantizar la calidad del

agua para consumo humano, este índice llamado “índice de riesgo de la calidad del agua

para consumo humano (IRCA)”, es adoptado en cada uno de los acueductos de nuestro país

para así determinar el índice de riesgo que tiene el agua suministrada a los usuarios.

A continuación, se presenta la tabla estipulando los valores aceptables en dicha

resolución:

Uso Dotaciones en (L/Dia/animal)Ganado 120Equinos 40Porcinos 30Pollos 0.2

35

Tabla 8. Índice de riesgo de la calidad del agua para consumo humano (IRCA)

Fuente: Resolución numero 2115(2007). MINISTERIO DE AMBIENTE, VIVIENDA Y

DESARROLLO TERRITORIAL. 22 JUNIO DE 2007.

3.1.5.1.IRCA

El valor del IRCA es cero (0) puntos cuando cumple con los valores aceptables para

cada una de las características físicas, químicas y microbiológicas contempladas en la

Resolución 2115 de 2007, en contraste adquiere cien puntos (100) para el más alto riesgo

cuando no cumple ninguno de ellos.

Para determinar el índice de riesgo de la calidad del agua para consumo humano

(IRCA), es necesario utilizar las siguientes fórmulas:

El IRCA por muestra:

Caracteristicas Puntaje de riesgoColor Aparente 6Turbiedad 15pH 1,5Cloro Residual Libre 1Alcalinidad Total 1Calcio 1Fosfatos 1Manganeso 1Molibdeno 1Magnesio 1Zinc 1Dureza total 1Sulfatos 1Hierro total 1,5Cloruros 1Nitratos 1Nitritos 3Aluminio 3Floruros 1COT 3Coliformes Totales 15Escherichia Coli 25Sumatoria de puntajes asignados 100

36

= ∑∑El IRCA mensual:

(%) = ∑Teniendo en cuenta los resultados del IRCA por muestra y del IRCA mensual, se define

la siguiente clasificación del nivel de riesgo del agua suministrada para el consumo

humano por la persona prestadora y se señalan las acciones que debe realizar la autoridad

sanitaria competente.

A continuación, se presenta la clasificación del nivel del riesgo en salud, según IRCA

por muestra, IRCA mensual y acciones que deben adelantarse:

37

Tabla 9. Clasificación del nivel de riesgo en salud.

Fuente: Resolución numero 2115 (2007). Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial.

22 junio de 2007.

3.2. MARCO CONCEPTUAL

Conducción: La conducción es la encargada de transportar el líquido,

en un sistema de abastecimiento se presentan conducciones entre diferentes

puntos en el sistema, por ejemplo, del desarenador a la PTAP o de la planta al

tanque de almacenamiento. Una conducción puede trabajar a flujo libre y

presión. (Universidad industrial de Santander, 2008).

PTAP: Debido a que el agua no es apta para el consumo humano, es

necesario tratarla mediante procesos físicos y químicos. (Universidad industrial

de Santander 2008).

ClasificaciónIRCA (%) Nivel de riesgo

IRCA por muestra (notificaciones queadelantara la autoridad sanitaria de

manera inmediataIRCA mensual(acciones)

80,1-100 INVIABLESANITARIAMENTE

informar a las personas prestadora,alCOVE, alcalde, GOBERNADOR SSPD,

MPS,INS,MAVDT,contraloria general yprocuradura general

Agua no apta para consumohumano, gestión directa deacuerdo a su competencia de lapersona prestadora, alcaldes,gobernadores y entidades delorden nacional.

35,1-80 ALTOinformar a la persona

prestadora,COVE,alcalde,gobernador yla SSPD

Agua no apta para consumohumano, gestión directa deacuerdo a su competencia de lapersona prestadora y de losalcaldes y gobernadoresrespectivos.

14,1-35 MEDIO informar a la personaprestadora,COVE,alcalde,gobernador

Agua no apta para consumohumano, gestión directa de lapersona prestadora.

5,1-14 BAJO informar a la persona prestadora,COVEAgua no apta para consumohumano, susceptible demejoramiento

0-5 SIN RIESGO continuar el control y la vigilancia Agua apta para consumo humano.Continuar la vigilancia.

38

Distribución: La distribución se realiza por medio de tuberías que

llevan el agua a cada domicilio. Las redes de distribución funcionan a presión.

(Universidad industrial de Santander, 2008).

Pérdidas: Se define como pérdida entre la estimación o medida del

agua que ingresa al sistema y el consumo asumido para las conexiones

prediales. (Freddy Corcho Romero, José Ignacio Duque Serna, 2005).

Pérdidas no físicas o comerciales: Comprenden el agua consumida

pero no registrada por el micro-medidor o por el mecanismo adoptado por la

autoridad competente, en los casos en que no exista el micro-medidor. (Freddy

Corcho Romero, José Ignacio Duque Serna, 2005).

Válvulas de limpieza: Son dispositivos que resulta conveniente su

colocación en todos los puntos bajos del trazado de la conducción, para labores

de limpieza de sedimentos en los tramos de tubería. (Universidad industrial de

Santander, 2008).

Ventosas: Son válvulas que regulan la entrada y salida de aire en la

conducción. (Universidad industrial de Santander, 2008).

Válvula de control: Se instalan en los tramos principales de las

conducciones como dispositivos de control, para dividir la conducción por tramos.

(Universidad industrial de Santander, 2008).

3.3. MARCO LEGAL

En la tabla 10 se presenta la normatividad la cual se relaciona con nuestro proyecto

realizado.

39

Tabla 10. Marco legal aplicable para el acueducto veredal ARVUDEA

Fuente: Elaborado por los autores.

4. RESULTADOS.

4.1. ENCUESTAS A LOS USUARIOS

Para la identificación del uso del agua de los usuarios del acueducto veredal

ARVUDEA, se realizó encuestas al 100% de los habitantes del acueducto con ayuda del

personal a cargo del acueducto para que la información recogida fuera válida en cuanto a

las respuestas dadas por cada usuario, a continuación, se presentan tabuladas las respuestas

por vereda de los diferentes usuarios de cada de una de ellas.

NORMA RELACIÓN CON EL PROYECTOResolución 1096 de 2000.Reglamento de Agua ySaneamiento Básico

Nos dara una guia para establecer los caudales correspondientes a el acueducto teniendoen cuenta parametros presentados en el reglamento como lo es el nivel de complejidaddel sistema.

Conpes 3810Establece los lineamientos de la política para el suministro de agua potable y saneamientobásico en las áreas rurales de Colombia.

Resolución CRA 150 de 2001Revisa los rangos de consumos establecidos para acueductos y alcantarillados a lo largodel territorio nacional.

LEY 142 DE 1994 - DECRETO958 DE 2001

Esta ley y el decreto que lo modifica competen a la parte de servicios públicosdomiciliarios.

DECRETO 3102 DE 1997Este decreto nos sirve para conocer el consumo mensual promedio de cada usuariomediante ajustando por el sistema de eficiencia.

LEY 373 DE 1997 La ley 373/93 establece el programa para el uso eficiente y ahorro del agua.

40

Tabla 11. Resultados de los usuarios encuestados en la vereda Sardinata.

Fuente: Elaborada por los autores.

41

Tabla 12. Resultados de los usuarios encuestados en la vereda Montelíbano.


42

Tabla 13. Resultados de los usuarios encuestados en la vereda Santa Teresita.


43

Tabla 14. Resultados de los usuarios encuestados en la vereda San Cayetano.


44

Tabla 15. Resultados de los usuarios encuestados en la vereda Margaritas.


45

Tabla 16. Resultados de los usuarios encuestados en la vereda Resguardo.


46

Tabla 17. Resultados de los usuarios encuestados en la vereda Sardinata – Villa Cubides.


47

Tabla 18. Resultados de los usuarios encuestados en la vereda Rosario.


48

Figura 8. Población por Vereda (No habitantes)Fuente: Elaborado por los autores.

En la figura 8 se evidencia que la mayor población se presenta en la vereda Sardinata

seguida de la vereda villa Cubides, lo cual indica que va a ver una mayor demanda de

consumo para el uso doméstico.

Figura 9. No de niños y Adultos mayores de 60 años.Fuente: Elaborado por los autores.

803

13325479

56

194

467207

SARDINATA MONTELIBANO SANTA TERESITA SAN CAYETANO

MARGARITAS RESGUARDO VILLA CUBIDES ROSARIO

155

4

15

2

11

120

27

81

18

29

4

26

30

33

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

SARDINATA

MONTELIBANO

SANTA TERESITA

SAN CAYETANO

MARGARITAS

RESGUARDO

VILLA CUBIDES

ROSARIO

No Niños y adultos mayores

%Mayores

%Niños

49

Del mismo modo, para estas dos veredas es donde se tiene mayor cantidad de niños y de

adultos mayores, es decir, son veredas que representan un grado de vulnerabilidad más alto

respecto a las demás, como se observa en la figura 9.

Figura 10. Número de usuarios domésticos y pecuarios.Fuente: Elaborado por los autores.

En la figura 10 se representa como es el comportamiento en las distintas veredas en cuanto

al consumo, de esta manera se relaciona el consumo con los usos del agua (figura 11),

donde las variables con mayor representatividad son el uso del agua para aseo, lavado de

ropa, baño y aseo personal. Asimismo, el uso del agua destinado para cocinar también es

una variable significativa ya que en Sardinata y Villa Cubides es donde se presenta mayor

vulnerabilidad de niños y adultos mayores, exponiéndolos a riesgos de salud pública.

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

Domesticos Pecuarios

L/se

g/pr

edio

Sardinata Montelibano S. Teresita S. Cayetano Resguardo V. Cubides Rosario

50

Figura 11. Usos del Agua para cada Vereda.Fuente: Elaborado por los autores.

Figura 12. Calidad del agua para todas veredas.Fuente: Elaborado por los autores.

Finalmente en la figura 12 se demuestra los datos obtenidos en las encuestas para la calidad

del agua, donde esta se clasifica de 1 a 5, en la cual 1 se califica como malo y 5 como

0

50

100

150

200

250

N. P

erso

nas

Beber Cocinar Baño y aseo personal Aseo y lavado de ropa Comercial Abrebadero

1 2 3 4 5CONTINUIDAD 10 34 208 639 58SABOR 23 275 567 81 5COLOR 30 266 546 105 2PRESION 10 50 299 537 53

0

100

200

300

400

500

600

700

Tota

l Enc

uest

ados

51

bueno; para todas las veredas, la mayoría del total de encuestados califico las variables de

continuidad, sabor, color y presión con un valor de 3, lo cual indica una calidad regular,

resaltando que todos respondieron que no contaban con agua potable.

4.2. DETERMINACIÓN DE CAUDALES

Para determinar el consumo de cada una de las veredas se evalúan los resultados

obtenidos en las encuestas a los usuarios y se calcula un promedio de consumo para

personas, cerdos, vacas, gallinas, caballos, perros, electrodoméstico (lavadora es el único

electrodoméstico con el que cuentan todos los usuarios del acueducto), piscina, lavado de

patios y autos. Teniendo en cuenta las tablas de consumo (3.1.4. Tablas de consumo), lo

siguiente es determinar cuánto consume cada uno de estos y así establecer el consumo para

cada una de las veredas teniendo en cuentas diferentes variables de consumo.

4.2.1. PROMEDIO DE CADA UNA DE LAS VARIABLES DE CONSUMO

Se determinó el promedio para cada una de las variables de consumo de la siguiente

forma:

4.2.1.1.PERSONAS PROMEDIO =Ecuación 7= 803254 = 3.16

52

4.2.1.2.VACAS PROMEDIO = úEcuación 8= 438254 = 1.724

4.2.1.3.CERDOS PROMEDIO = úEcuación 9

= 53254 = 0.2094.2.1.4.GALLINAS PROMEDIO = ú

Ecuación 10

= 451254 = 1.7764.2.1.5.CABALLOS PROMEDIO = ú

Ecuación 11

= 16254 = 0.063

53

4.2.1.6.PERROS PROMEDIO = úEcuación 12= 106254 = 0.417

4.2.1.7.ELECTRODOMESTICO PROMEDIO= #Ecuación 13

= 134254 = 0.52764.2.1.8.LAVADO DE PATIOS PROMEDIO = ú

Ecuación 14

= 235254 = 0.92524.2.1.9.LAVADO DE CARROS PROMEDIO = ú

Ecuación 15= 1254 = 0.0039374.2.2. CONSUMO PROMEDIO DE CADA VARIABLE DE CONSUMO

Para determinar el consumo promedio de cada una de las variables de consumo es

necesario utilizar la ecuación fundamental de caudal medio diario:

54

= ó ∗ ó86400Ecuación 16

Además, es necesario utilizar las tablas de consumo (3.1.4. Tablas de consumo), (López

Cualla, 2003) para saber la dotación de cada una de las variables de consumo.

4.2.2.1.CAUDAL PERSONA PROMEDIO POR PREDIO

El Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico-RAS año

2016 determina la dotación neta para uso doméstico, en función al nivel de complejidad y

el clima (pudiendo ser este templado-frio y cálido). Sin embargo, considerando que se

trata de un acueducto veredal con hábitos de consumo diferentes a un usuario tipio urbano,

fue necesario determinar la dotación neta de cada una de las actividades principales

descritas en la encuesta para uso doméstico a partir de referencias de la literatura técnica

reconocida como lo son los textos: acueducto teoría y diseño, Fredy corcho, elementos de

diseño para acueductos y alcantarillados, López Cualla obteniendo los siguientes

resultados:

55

Tabla 19. Dotación neta según usos para el acueducto Arvudea


La dotación doméstica obtenida fue de 115 l/Hab/Día, la cual es consistente para la zona

ya que el dato encontrado en la tesis “Validación de la dotación para el diseño de

acueductos y alcantarillados para municipios colombianos tomando como base de

búsqueda el municipio de Acacías Meta (Darío Caballero Herrera. Bogotá-

Colombia.2010)” determinó una dotación neta de 108 l/Hab/Día para el casco urbano.

el caudal que está consumiendo un usuario doméstico promedio en la vereda de Sardinata,

para aseo personal y preparación de alimentos es de 0,00421 LPS.

56

= 3.16 ℎ ∗ 115 ℎ ∗/ í86400 í = 0.00421

4.2.2.2.CAUDAL VACA PROMEDIO POR PREDIO

Este es el caudal que está consumiendo un usuario promedio en la vereda de Sardinata,

por concepto de abrevadero para vacas.

= 1.724 ∗ 120 /86400 = 0.002395

4.2.2.3.CAUDAL GALLINA PROMEDIO POR PREDIO


por concepto de crianza de gallinas.

= 0.209 ∗ 30 /86400 = 0.000072

4.2.2.4.CAUDAL CERDO PROMEDIO POR PREDIO


por concepto de crianza de cerdos.

= 1.776 ∗ 0.2 ∗ í86400 í = 0.000004

57

4.2.2.5.CAUDAL CABALLO PROMEDIO POR PREDIO

Este es el caudal que está consumiendo un caballo promedio en la vereda de Sardinata.

= 0.063 ∗ 40 /86400 = 0.00003

4.2.2.6.CAUDAL PERRO PROMEDIO POR PREDIO

Este es el caudal que está consumiendo un perro promedio en la vereda de Sardinata.

= 0.417 ∗ 2 /86400 = 0.00001

4.2.2.7.CAUDAL ELECTRODOMÉSTICO PROMEDIO POR PREDIO

Este es el caudal que está consumiendo un electrodoméstico promedio en la vereda de

Sardinata.

= 0.5276 ∗ 23.57 /86400 = 0.000144

4.2.2.8.CAUDAL LAVADO DE PATIOS PROMEDIO POR PREDIO

Este es el caudal que está consumiendo un lavado de patios promedio en la vereda de

Sardinata.

= 0.9252 ∗ 586400 = 0.0000535

58

4.2.2.9.CAUDAL LAVADO DE CARROS PROMEDIO POR PREDIO

Este es el caudal que está consumiendo un lavado de carros promedio en la vereda de

Sardinata.

= 0.003937 ∗ 586400 = 0.000000227

Tabla 20. Calculo del caudal de consumo.


59

De esta forma se determinó el consumo para cada una de las veredas, donde por último

se separa la parte de consumo pecuario y doméstico, obteniendo los caudales de cada

vereda tanto para uso doméstico como pecuario, parra el uso pecuario se realizó la

sumatoria de todos los animales (vacas, cerdos, gallinas, caballos y perros) y para el

consumo doméstico se sumaron personas promedio por predio, lavado de patios, lavado

carros y patios.

60

Tabla 21. Consumo doméstico y pecuario de la vereda Sardinata.


A continuación, se encuentran tabulados los resultados obtenidos de cada una de las

veredas.

61

Teniendo el consumo total de cada vereda lo siguiente es hacer una sumatoria de estos y

obtener el caudal totalitario que consume los usuarios del acueducto veredal ARVUDEA.

En la tabla 22 se muestran los consumos.

Tabla 22. Consumo doméstico y pecuario de los usuarios del acueducto veredal ARVUDEA.


Vale la pena resaltar que este caudal es muy inferior al caudal aforado en la red matriz

del acueducto ARVUDEA (53.388 lps), situación que es justificada por la administración

del acueducto por la existencia de mangueras que permanecen abiertas las 24 horas,

especialmente en puntos de abrevadero.

4.3. PROYECCIÓN DE POBLACIÓN Y NIVEL DE COMPLEJIDAD DEL SISTEMA

Para poder empezar con el pre-diseño de la red alterna para separar el suministro de

agua para uso doméstico y pecuario en el acueducto veredal ARVUDEA del municipio de

Acacias es necesario definir el nivel de complejidad del sistema.

Se determinó el promedio de personas por casa para cada vereda teniendo en cuenta la

información obtenida mediante las encuestas realizadas, en la tabla 23 se muestra los

resultados.

62

Tabla 23. Promedio de personas por casa para el acueducto veredal ARVUDEA


El promedio de personas por casa para los usuarios del acueducto veredal ARVUDEA

es de 2.24, por lo que se trabajó con 3 personas por casa. Teniendo en cuenta que los

usuarios proyectados según la información dada por el acueducto son 1677, de los cuales

1152 corresponden a usuarios actuales y 525 a la proyección estipulada para el acueducto

veredal, en la tabla tal se encuentra el crecimiento poblacional de cada una de las veredas,

la tasa de crecimiento que se escogió para realizar estos cálculos fue de 2.33 la misma tasa

de crecimiento que posee la ciudad de acacias proyectando esta hasta el año 2033 se

obtiene que la población en la zona es de 5031 personas en la parte veredal del municipio

de Acacias-Meta.

Según la tabla A.3.1 de la RAS título A año 2016 (Reglamento Técnico del Sector de

Agua Potable Y Saneamiento Básico) y la tabla número 1 de la RAS título J año 2016

(Alternativas tecnológicas en agua y saneamiento para el sector rural) - RESOLUCIÓN

NO. 1096 del 17 de noviembre de 2000, articulo 11, se puede determinar que el nivel de

complejidad del sistema es medio.

4.4. PROYECCIÓN DE CAUDAL

Partiendo de las proyecciones de usuarios realizadas previamente por el acueducto

veredal ARVUDEA, y adoptando el consumo típico de usuario por vereda, se calculó el

nuevo caudal demandado por cada nodo y vereda para uso doméstico.

VEREDASARDINATA

VEREDAMONTELIBANO

VEREDA SANTATERESITA

VEREDA SANCAYETANO

VEREDAMARGARITAS

VEREDARESGUARDO

VEREDA SARDINATA VILLACUBIDES

VEREDAROSARIO TOTAL

3.16 2.05 1.95 1.98 2.38 1.29 2.92 2.20 2.24

PROMEDIO PERSONAS POR CASA

63

Las proyecciones cuentan con nuevos usuarios dados por proyecciones demográficas y

por un porcentaje de usuarios ilegales los cuales se asume serán incorporados formalmente

como usuarios del sistema. Así mismo, considerando que se pretende hacer una inversión

considerable para implementar una red completamente nueva únicamente para agua

potable, se asume un cambio en los hábitos de consumo y control, relacionado con la

clausura de mangueras abiertas las 24 horas y la implementación de caudalímetros tanto en

la red como en las acometidas individuales.

En cuanto a las pérdidas del acueducto, según la RAS título B 2.7 año 2016 esté determina

que la perdida máxima establecida en cualquier tipo de acueducto es del 25%, que es el

máximo porcentaje admisible de pérdidas para determinar la dotación bruta

Las siguientes tabulaciones representan los caudales domésticos para cada vereda

dependiendo cada acometida.

Tabla 24. Consumo doméstico de los usuarios de la vereda Sardinata.


ACOMETIDA USUARIOS NUEVOSUSARIOS

TOTALUSUARIOS CAUDAL CAUDAL TOTAL CAUDAL +

PERDIDASCAUDALTOTAL

1 14 22 36 0.159 0.182

2 6 220 226 0.996 1.019

3 10 22 32 0.141 0.1644 10 22 32 0.141 0.1645 4 22 26 0.115 0.1386 2 22 24 0.106 0.1297 20 22 42 0.185 0.2088 2 25 27 0.119 0.1429 20 40 60 0.264 0.288

SARDINATA

2.225 2.434

64

Tabla 25. Consumo doméstico de los usuarios de la vereda Sardinata – Villa Cubides.


Tabla 26. Consumo doméstico de los usuarios de la vereda Santa Teresita.


ACOMETIDA USUARIOS NUEVOS USARIOS TOTAL USUARIOS CAUDAL CAUDALTOTAL

CAUDAL +PERDIDAS

CAUDALTOTAL

1 29 5 34 0.135 0.159

2 28 4 32 0.127 0.151

3 51 4 55 0.219 0.2424 51 4 55 0.219 0.2425 51 4 55 0.219 0.2426 29 4 33 0.131 0.1557 29 4 33 0.131 0.1558 29 4 33 0.131 0.1559 29 4 33 0.131 0.155

1.6551.445

SARDINATA - VILLA CUBIDES



PERDIDASCAUDALTOTAL

1 10 6 16 0.045 0.069

2 20 6 26 0.074 0.0973 20 6 26 0.074 0.097

4 13 6 19 0.054 0.077

5 17 7 24 0.068 0.091

6 10 7 17 0.048 0.0717 10 6 16 0.045 0.0698 10 6 16 0.045 0.069

9 10 6 16 0.045 0.069

10 10 6 16 0.045 0.069

0.544 0.776

SANTA TERESITA

65

Tabla 27. Consumo doméstico de los usuarios de la vereda Rosario.


Tabla 28. Consumo doméstico de los usuarios de la vereda San Cayetano.


Tabla 29. Consumo doméstico de los usuarios de la vereda Margaritas.



CAUDAL +PERDIDAS

CAUDALTOTAL

1 3 4 7 0.022 0.045

2 13 4 17 0.053 0.0763 9 4 13 0.040 0.064

4 8 4 12 0.037 0.060

5 10 4 14 0.043 0.067

6 12 4 16 0.050 0.0737 10 4 14 0.043 0.0678 10 4 14 0.043 0.067

9 3 4 7 0.022 0.045

10 6 4 10 0.031 0.054

11 10 3 13 0.040 0.064

ROSARIO

0.6800.424


CAUDAL +PERDIDAS

CAUDALTOTAL

1 16 13 29 0.083 0.1062 13 13 26 0.074 0.0973 11 13 24 0.068 0.092

0.295

SAN CAYETANO

0.225



PERDIDASCAUDALTOTAL

1 24 12 36 0.117 0.1412 18 13 31 0.101 0.1243 14 12 26 0.085 0.108

0.303 0.373

MARGARITAS

66

Tabla 30. Consumo doméstico de los usuarios de la vereda Montelíbano.

Fuente: elaborado por los autores.

Tabla 31. Consumo doméstico de los usuarios de la vereda Resguardo.


Teniendo en cuenta todos los datos obtenidos mediante las encuestas a los usuarios del

acueducto veredal ARVUDEA y las proyecciones dadas, se pudo sacar el caudal de

consumo doméstico para nuestro proyecto, dado en las tablas 24-31. Se proyecta el caudal


CAUDAL +PERDIDAS

CAUDALTOTAL

1 10 9 19 0.055 0.0792 14 9 23 0.067 0.090

3 13 9 22 0.064 0.088

4 13 9 22 0.064 0.088

5 15 8 23 0.067 0.090

0.4350.318

MONTELIBANO



PERDIDASCAUDALTOTAL

1 25 4 29 0.055 0.0782 12 4 16 0.030 0.054

3 8 4 12 0.023 0.046

4 6 4 10 0.019 0.042

5 4 4 8 0.015 0.038

6 16 4 20 0.038 0.0617 10 4 14 0.026 0.050

8 14 4 18 0.034 0.057

9 4 4 8 0.015 0.038

10 25 4 29 0.055 0.078

11 4 3 7 0.013 0.03612 12 3 15 0.028 0.052

13 10 3 13 0.025 0.048

0.376 0.679

RESGUARDO

67

a partir de las encuestas, posteriormente se calculó el caudal proyectado con pérdidas de

acuerdo con lo estipulado en el RAS (título b 2.7) año 2016.

+ = ∗ % +Para determinar el caudal por acometida se distribuyó el caudal proyectado con pérdidas

para cada una y se le sumo a el caudal total por vereda.

= + +Tabla 32. Consumo doméstico de los usuarios del acueducto veredal ARVUDEA antes y después de la

proyección.

Fuente: elaborado por los autores.

4.5. DETERMINACIÓN DE CURVA DE CONSUMO

Para la determinación de la curva de consumo se contrató a la empresa AP ingenio

diseño y construcción S.A.S, los cuales realizaron la medición el día sábado 18 de marzo

de 2017 a las 10:00 a.m. y finalizo el día domingo 19 de marzo del 2017 a las 10:56 a.m.,

la medición se realizó mediante un caudalímetro ultrasónico protaflw-c (japonés), este es

un dispositivo electrónico, de avanzada tecnología que permite la medición de caudal por

ultrasonido, utiliza el método de medida de tiempo transitivo emitido y recibido por el

mismo equipo, que pasa a través del fluido y las paredes del conducto por el que está

fluyendo.

CAUDALENCUESTAS

CAUDALPROYECTADO

CAUDALPROYECTADO

CON PERDIDAS3.185 5.861 7.326

68

Figura 13. Fotografía del caudalímetro ultrasónico protaflw-c (japonés).Fuente: Informe Apindico.

La medición se realizó aguas abajo de los desarenados que cuenta el acueducto

ARVUDEA, más exactamente antes de entrar a la primera acometida cerca al puente

Sardinata (vereda el diamante), la medición se llevó a cabo en una tubería de 8” a la cual se

le hizo un protocolo de limpieza donde era necesario despejar el campo de trabajo,

limpieza de la tubería para que los aparatos ultrasónicos hicieran una medición adecuada y

así disminuir la probabilidad de error.

Así mismo, los ingenieros a cargo de la medición llevaron una tubería PVC de 6

pulgadas para hacer unas pruebas pilotos donde demuestran tener calibrando los equipos a,

caudal 0 y velocidad 0. En la siguiente imagen se puede ver la instalación de los equipos en

la tubería de calibración.

69

Figura 14. Fotografías de calibración de quipo.Fuente: Informe Apindico.

Después de tener la calibración de los equipos se comienza la medición de caudal por

medio del caudalímetro ultrasónico protaflw-c, esta medición se realizó a lo largo de las 24

horas tomando lecturas cada 0,5 minutos, aparte de la medición de caudal se instaló un

datalogger, un dispositivo electrónico de avanzada tecnología, que permitió registrar las

presiones durante las siguientes 24 horas de medición, después de terminar la medición el

día domingo 19 de marzo de 2017 se procedió a retirar los equipos, para posteriormente

descargar los datos para darle inicio al proceso de análisis de estos.

Figura 15. Fotografías de del caudalímetro con GPS.Fuente: Informe Apindico.

70

El análisis de datos realizado por la empresa AP ingenio diseño y construcción S.A.S.

arrojo una serie de graficas en las cuales se registraron los datos de presión y caudales

medidos cada 0,5 min, a continuación, se presenta la toma de datos realizados en campo y

con las gráficas más importantes realizadas en el informe (ANEXO 1).

71

Figura 16. Medición de caudal sistema de acueductoFuente: Medición de caudal sistema de acueducto, Informe Apindico.

72

Figura 17. Curva de consumo de agua cruda de los usuarios del acueducto veredal ARVUDEA en el municipio de Acacias-Meta.Fuente: Informe, Apindico.

73

Figura 18. Medición de presión sistema de acueductoFuente: Informe Apindico.

74

Figura 19. Variación de presión del acueducto veredal ARVUDEA en el municipio de Acacias-Meta.Fuente: Informe Apindico.

75

Tabla 33. Curva de Consumo horario.

Fuente: Informe Apindico.

El caudal máximo expresado en litro por segundo fue de 53,39 l/s a las 9:00 a.m. y el

caudal mínimo registrado en el mismo punto es de 50,56 l/s a las 2:00 a.m. con respecto a

las presiones la máxima presión que se registro fue de 8,235 mca a la 1:00 a.m. y la presión

mínima registrada en el mismo punto fue de 4,474 mca, el por lo que el caudal medio que

se presenta en esta medición es de 51,84 l/s.

Tiempo(h) Caudal (l/s) Presión (mca)0 51,583 7,7881 50,757 8,2352 50,561 8,073 51,257 7,9044 51,218 7,955 50,994 8,1036 51,653 6,8977 51,946 5,5858 52,822 4,4749 53,388 4,574

10 52,985 4,99511 53,226 4,74512 52,969 4,82913 52,914 5,92314 52,882 5,61115 52,27 6,02616 51,889 6,72117 52,181 6,74818 51,831 6,9319 51,821 7,08220 51,884 7,17921 50,949 7,35922 51,185 7,81323 50,858 8,165

76

Figura 20. Curva variación de caudal durante 24 horas.Fuente: Informe Apindico.

50,2050,4050,6050,8051,0051,2051,4051,6051,8052,0052,2052,4052,6052,8053,0053,2053,4053,60

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

caud

al (l

/s)

Tiempo (h)

77

Figura 21. Curva variación de grafica de presión durante 24 horas.Fuente: Informe Apindico.

Cada uno de los resultados obtenidos anteriormente están más explícitos en el ANEXO

1, informe a cargo por la empresa AP ingenio diseño y construcción S.A.S.

Producto del aforo de caudal y presión realizado por Apindico, pueden identificarse dos

situaciones atípicas: i) un caudal excesivo comparado con el caudal demandado tanto para

uso doméstico como pecuario, e incluso respecto al caudal concesionado (12 l/s); ii) poca

variación entre el caudal mínimo y el caudal máximo.

Estas dos características de la curva de consumo son debidamente justificadas por la

administración del acueducto ARVUDEA en la existencia de mangueras abiertas las 24

horas, especialmente en puntos de abrevadero.

0,00,51,01,52,02,53,03,54,04,55,05,56,06,57,07,58,08,59,0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

pres

ion

(mca

)

Tíempo (h)

78

Para corregir esta situación y obtener una curva de modulación representativa de

usuarios domésticos, con bajo consumo en horas nocturnas y máximo en la mañana y

medio día, se adoptó el siguiente procedimiento:

A cada registro de caudal se le resto el caudal mínimo aforado 50,561 lps, registrado a

las 2:00 am. Obteniendo una curva con caudal mínimo de 50,561 lps y máximo de

53,388 lps.

Se calculó el caudal medio diario de 51,946 lps.

Se dividió cada caudal por el caudal medio, obteniendo una curva de modulación

adimensional, con valor máximo de 2,08 a las 2 am.

= ℎEcuación 17

F: factor multiplicador

Qh: Caudal horario ( )Qmd: Caudal medio horario ( )

Tabla 34. Curva de consumo unitario

curva de consumo adimensionaltiempo(h) caudal (l/s) 51,946

0 51,583 0,7531 50,757 0,1442 50,561 0,0003 51,257 0,5134 51,218 0,4845 50,994 0,3196 51,653 0,805

7 51,946 1,021

79

curva de consumo adimensionaltiempo(h) caudal (l/s) 51,946

8 52,822 1,6679 53,388 2,084

10 52,985 1,78711 53,226 1,96412 52,969 1,77513 52,914 1,73414 52,882 1,71115 52,27 1,26016 51,889 0,97917 52,181 1,19418 51,831 0,93619 51,821 0,92920 51,884 0,97521 50,949 0,28622 51,185 0,46023 50,858 0,219Fuente: elaborado por los autores.

Figura 22. Grafica de la curva de consumo unitario.Fuente: Elaborado por los autores.

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

0 5 10 15 20 25

fact

or m

ultip

licad

or

horas dia

80

4.6. DISEÑO DE LA TUBERIA

Como se sabe el caudal que pasa por cada tubo debido a que ya se tiene el punto de cada

una de las acometidas y el diámetro que escogimos en cada tramo se procede a realizar los

cálculos hidráulicos para comprobar que cumpla con las normas técnicas que regulan el

suministro de agua para consumo doméstico.

El método usado para resolver los cálculos hidráulicos presentados en este proyecto se

llevó a cabo por medio de la ecuación de Darcy Weisbasch, esta es una de las ecuaciones

más exactas para cálculos hidráulicos, la cual estable que las pérdidas de carga en una

tubería son inversamente proporcionales al diámetro de la tubería y directamente

proporcional a la cabeza de velocidad presente en el flujo y la longitud de la tubería.

= 8 ∗ ∗ ∗∗ ∗Ecuación 18

Dónde:

L: Longitud del tramo de tubería (m)

D: Diámetro de la tubería. (m)

Q: Caudal ( / )g: Gravedad ( / )f: Factor de fricción

81

Después de conocer cuál es la perdida por fricción en la tubería se halla la velocidad, la

cual es uno de los parámetros que nos va a indicar que el diámetro escogido es permitido

por las normas de acueductos rurales para ese caudal dado, la velocidad se halló por medio

de la siguiente ecuación:

=Ecuación 19

Donde

V: Velocidad de flujo m/s

Q: Caudal m3/s

A: área m2

Conociendo el valor de la velocidad y comprobando que este dentro del rango de 0,5 a 6

m/s, se calcula el valor de la presión en cada punto utilizando la ecuación de Bernoulli el

cual tiene como parámetros:

z1 + 12 + 1 = z2 + 22 + 2Ecuación 201 − 2 = (z2 − z1) + 22 − 12 −Ecuación 21

Donde:

82

(Z2-Z1) = Diferencia de alturas

22 =1 − 2 =

Hf: Perdida tubería

Calculo hidráulico pipe T1

Datos de entrada

Longitud tubería: 108 m

Diámetro tubería: 0,2032 m

Caudal tubo: 0,00791 m

Factor de fricción: 0,019

Como primer paso se halló la perdida de la tubería por medio de la ecuación de Darcy-

Weisbach, la cual nos indica la perdida de la tubería en términos de longitud, factor de

fricción, caudal y diámetro de acuerdo con esto, se tiene que:

= 8 ∗ ∗ ∗∗ ∗= 8 ∗ 108 ∗ 0,023 ∗ (0,00791 ⁄ )9,81 ⁄ ∗ ∗ (0,2032 )

= 0,037

83

Lo que nos indica está perdida, es que en los 108 metros de tubería habrá una pérdida de

0,876 m, después de esto se halla la velocidad de flujo:

== 0,00791 ⁄4 ∗ (0,2032m)

= 0,24Una vez hallada la velocidad se compara con los valores aceptados por la normatividad

para la construcción de acueductos rurales, como se puede observar el valor dado por la

velocidad en la tubería pipe T 1 cumple lo estipulado en el rango ya que este indica que la

velocidad debe encontrarse entre 0,5-6 m/s para que pueda ser utilizada esta tubería, el

siguiente paso es hallar la presión por medio de la ecuación de Bernoulli la cual se realiza

de la siguiente forma:

= (z2 − z1) + − -Hf

= (7,127m) + ( , )⁄ )∗( , )⁄ − ( , )⁄ )∗( , )⁄ -0,037 = 7,094.7. MODELACIÓN HIDRÁULICA EN EPANET

Una vez realizado las memorias de cálculo y determinado los criterios de diseño de la

red de suministro de agua potable se ingresan los datos obtenidos en el software EPANET,

el cual permite ver el comportamiento del flujo a presión, incluyendo mallas abiertas y

cerradas las cuales son propias de este acueducto. A continuación, se especifica cómo se

realizó el diseño en el software.

84

Tabla 35. Criterios de diseño según RAS 2000.

CRITERIOS DE DISEÑO SEGÚNRAS

MINIMO MAXIMO

VELOCIDAD m/s 0,5 6PRESION mca 10 60

DOTACIONlps*h la estipulada en el proyecto

PERDIDAS m = ∗ ∗ ∗∗ ∗COEFICIENTE DEPERDIDAS PVC 0,019

Fuente: RAS 2000.

De acuerdo con la tabla 35 se deben tener en cuenta los siguientes requisitos referentes a

las presiones en los nodos de la red de distribución según la RAS-2000 Titulio B 7.4.6

Presiones en la Red de Distribucion:

1. La presión dinámica mínima, para los niveles de complejidad del sistema bajo y

medio debe ser de 98.1 kPa (10 m.c.a.).

2. La presión dinámica mínima para los niveles de complejidad del sistema medio alto y

alto debe ser 147.2 kPa (15 m.c.a.).

El área a abastecer con una presión estática superior a 490.5 kPa (50 m.c.a.) puede

corresponder al 10% del área de la zona de presión, desde que no se sobrepase una presión

de 539.6 kPa (55 m.c.a.) y hasta el 5% del área de la zona de presión desde que no se

sobrepase una presión de 588.6 kPa (60 m.c.a.).

85

4.7.1. DIMENSIONAMIENTO DE LA RED DOMESTICA

Para iniciar el modelamiento hidráulico en el software EPANET, lo primero que se hizo

fue modificar las opciones hidráulicas con las cuales el programa va a diseñar, teniendo en

cuenta los parámetros con los cuales realizamos las memorias de cálculo, las ecuaciones de

pérdidas que se utilizaron para el cálculo de tuberías a presión fueron las de Darcy-

Weisbach.

Figura 23. Modelo hidráulico en EPANET, Opciones hidráulicas.Fuente: Elaborado por los autores

En segunda instancia se ingresa un patrón con el cual va a trabajar la red de

distribución, este patrón es la misma curva de modulación, se ingresa la curva de

modulación unitaria para un periodo de 24 horas.

86

Figura 24. Modelo hidráulico en EPANET, patrón de demanda.Fuente: Elaborado por los autores

Una vez determinado como realizar los análisis en el software, lo siguiente que se hace

es el esquema de la red de distribución según los planos de AutoCAD.

Figura 25. Modelo Hidráulico en EPANET.Fuente: Elaborado por los autores

87

El modelo en EPANET permite verificar si la memoria de cálculo está correctamente, se

ingresan los datos de entrada como lo es: diámetro de la tubería, rugosidad, longitud, cota

de la conexión, demanda base y patrón de demanda (Curva de modulación).

Figura 26. Modelo hidráulico en EPANET (Propiedades de la conexión).Fuente: Elaborado por los autores.

Figura 27. Modelo hidráulico en EPANET (Propiedades de la tubería).Fuente: Elaborado por los autores.

88

Una vez ingresado los datos de entrada se inicia el análisis del modelo planteado y se

verifica que las presiones y velocidades sean iguales a las obtenidas anteriormente.

Figura 28. Modelo hidráulico en EPANET, rango de presiones en la tubería.Fuente: Elaborado por los autores.

Figura 29. Modelo hidráulico en EPANET, Análisis de presión en las conexiones.Fuente: Elaborado por los autores.

La figura 29 nos muestra como son las presiones en cada una de las conexiones, donde se

puede ver que, según los criterios de diseño, se obtienen presiones arriba de 10 mca (98.1

KPa) como estipula la RAS (Titulo J tabla J.2.2 presiones mínimas en la red de

distribución). Las únicas conexiones que no cumplen con la presión necesaria son las dos

primeras, ya que es la salida de la planta de tratamiento y por lo cual, un cambio de tubería,

89

una diferencia de cota y las pérdidas generadas no generar la presión necesaria, es

necesario aclarar que estas conexiones no tienen una demanda base la cual genere

inconvenientes por lo cual es permitido tener este desfase pequeño al comienzo de la red de

distribución.

Figura 30. Modelo hidráulico en EPANET, conexiones al inicio de la red de distribución.Fuente: Elaborado por los autores.

Así mismo, se realiza un análisis de las velocidades en las cuales más del 58% de las

tuberías tienen velocidades debajo de 0.5 m/s como estipula la nor ma.

90

Figura 31. Modelo hidráulico en EPANET, rango de velocidad en la tubería.Fuente: Elaborado por los autores.

Figura 32. Modelo hidráulico en EPANET, Análisis de velocidad en las tuberías.Fuente: Elaborado por los autores.

El modelo cuenta con un consumo alto en la parte superior del acueducto, en la vereda

Sardinata, allí se queda más del 55% del caudal del cual consume los usuarios del

acueducto veredal ARVUDEA, por lo que el 45% restante se divide en las demás veredas

(Rosario, Margaritas, San Cayetano, Resguardo, Montelíbano, Santa Teresita), por lo que

la cantidad de caudal que fluye aguas abajo de Sardinata es muy baja. Teniendo en cuenta

que este 45% restante se divide en tres tramos de la red, siendo este un motivo por el cual

las velocidades aguas abajo de la vereda Sardinata no son muy altas.

91

Además, el programa nos permite ver el comportamiento del acueducto de acuerdo con

el patrón de demanda obtenido, esto nos hace poder realizar un análisis dinámico con el

cual podremos ver cómo se comporta el acueducto durante un periodo de tiempo (24

horas), viendo el comportamiento de la red durante la hora de mayor y menor consumo.

Figura 33. Modelo hidráulico en EPANET, Curva de consumo.Fuente: Elaborado por los autores.

La figura 33 nos muestra el comportamiento del consumo a través del tiempo, esta

grafica la simula EPANET de acuerdo con los datos suministrados (datos de entrada)

Debido a que la mayoría de las velocidades se encuentran por debajo de lo estimado, se

realizó 2 casos en los cuales se generan alternativas de soluciones para elevar las

velocidades aguas abajo de la vereda Sardinata y así eliminar los problemas a los cuales

puede llevar una velocidad muy baja en una tubería, como lo es la retención de sedimentos

en está.

92

Tabla 36. Tabla resumen, cálculos hidráulicos.

Longitud Diámetro Caudal Velocidad cabezavelocidad

perdidafricción

líneapiezométrica

Nodo inicial nodo final m m LPS 7:00 am m/s m/s m m

Embalse 11 Conexión n1 107,649 0,2032 7,62 0,24 0,002938776 0,028325414 598,59

Conexión n1 Conexión n2 64,99 0,2032 7,62 0,24 0,002938776 0,017100657 598,57








Conexión n9 Conexiónn10 176,8 0,2032 7,44 0,23 0,00269898 0,044349063 598,47

Conexiónn10

Conexiónn11 99,18 0,2032 7,44 0,23 0,00269898 0,02487862 598,44

Conexiónn11

Conexiónn12 40,71 0,2032 7,44 0,23 0,00269898 0,010211823 598,42

Conexión Conexión 68,43 0,2032 7,44 0,23 0,00269898 0,017165194 598,41

93


perdidafricción

líneapiezométrica


n12 n13

Conexiónn13

Conexiónn14 36,27 0,2032 7,44 0,23 0,00269898 0,00909808 598,4

Conexiónn14

Conexiónn15 86,043 0,2032 7,44 0,23 0,00269898 0,021583294 598,4

Conexiónn15

Conexiónn16 6,803 0,2032 7,44 0,23 0,00269898 0,001706486 598,38

Conexiónn16

Conexiónn17 154,4 0,2032 7,44 0,23 0,00269898 0,038730177 598,38

Conexiónn17

Conexiónn18 126,2 0,2032 7,44 0,23 0,00269898 0,031656401 598,35

Conexiónn18

Conexiónn19 77,96 0,2032 7,44 0,23 0,00269898 0,019555729 598,33

Conexiónn19

Conexiónn20 72,37 0,2032 7,44 0,23 0,00269898 0,018153516 598,32

Conexiónn20

Conexiónn21 24,17 0,2032 7,44 0,23 0,00269898 0,006062878 598,3

Conexiónn21

Conexiónn22 21,16 0,2032 7,44 0,23 0,00269898 0,00530784 598,3

94


perdidafricción

líneapiezométrica


Conexiónn22

Conexiónn23 15,99 0,2032 7,44 0,23 0,00269898 0,004010981 598,29

Conexiónn23

Conexiónn24 17,55 0,2032 7,44 0,23 0,00269898 0,004402297 598,29

Conexiónn24

Conexiónn25 14,97 0,2032 7,44 0,23 0,00269898 0,003755121 598,29

Conexiónn25

Conexiónn26 215,2 0,2032 7,44 0,23 0,00269898 0,053981439 598,25

Conexiónn26

Conexiónn27 6,609 0,2032 5,99 0,18 0,001653061 0,001074597 598,25

Conexiónn27

Conexiónn28 156,26 0,2032 5,83 0,18 0,001653061 0,024068069 598,23

Conexiónn28

Conexiónn29 121,289 0,2032 5,36 0,17 0,00147449 0,015790916 598,21

Conexiónn29

Conexiónn30 108,324 0,2032 5,36 0,17 0,00147449 0,01410297 598,2

Conexiónn30

Conexiónn31 244,8 0,2032 4,57 0,25 0,003188776 0,023168618 598,18

Conexiónn31

Conexiónn32 76,41 0,1524 4,57 0,25 0,003188776 0,03047422 598,16

95


perdidafricción

líneapiezométrica


Conexiónn32

Conexiónn33 48,42 0,1524 4,4 0,24 0,002938776 0,017901117 598,14

Conexiónn33

Conexiónn34 387,1 0,1524 4,4 0,24 0,002938776 0,143112815 598,03

Conexiónn34

Conexiónn35 167,4 0,1524 3,42 0,19 0,001841837 0,037390189 597,99

Conexiónn35

Conexiónn36 122,267 0,1524 4,4 0,24 0,002938776 0,045202724 597,95

Conexiónn36

Conexiónn37 53,715 0,1524 4,23 0,23 0,00269898 0,018353814 597,94

Conexiónn37

Conexiónn38 44,016 0,1524 4,09 0,22 0,002469388 0,014060708 597,93

Conexiónn38

Conexiónn39 238,4 0,1524 4,09 0,22 0,002469388 0,076155779 597,87

Conexiónn39

Conexiónn40 146 0,1524 4,09 0,22 0,002469388 0,046639026 597,83

Conexiónn40

Conexiónn41 117,5 0,1524 3,96 0,22 0,002469388 0,035186676 597,8

Conexiónn41

Conexiónn42 91,86 0,1524 3,96 0,22 0,002469388 0,027508494 557,98

96


perdidafricción

líneapiezométrica


Conexiónn42

Conexiónn43 225,6 0,1524 3,96 0,22 0,002469388 0,067558417 557,93

Conexiónn43

Conexiónn44 290,4 0,1524 3,75 0,21 0,00225 0,077984654 557,86

Conexiónn44

Conexiónn45 424,2 0,1524 3,75 0,21 0,00225 0,113915599 557,77

Conexiónn45

Conexiónn46 441,6 0,1524 3,6 0,2 0,002040816 0,109290916 557,68

Conexiónn46

Conexiónn47 99,05 0,1016 3,31 0,41 0,008576531 0,157368122 557,57

Conexiónn47

Conexiónn48 339,5 0,1016 3,31 0,41 0,008576531 0,53938897 557,16

Conexiónn48

Conexiónn49 299,7 0,1016 3,31 0,41 0,008576531 0,476155742 556,8

Conexiónn49

Conexiónn50 35,034 0,1016 3,26 0,4 0,008163265 0,053992225 556,76

Conexiónn50

Conexiónn51 8,361 0,1016 3,26 0,4 0,008163265 0,012885454 556,75

Conexiónn51

Conexiónn52 88,709 0,1016 2,47 0,3 0,004591837 0,078481607 556,68

97


perdidafricción

líneapiezométrica


Conexiónn52

Conexiónn53 805,704 0,1016 2,47 0,3 0,004591837 0,712813181 556,11

Conexiónn53

Conexiónn54 392,571 0,1016 1,14 0,14 0,001 0,073983387 556,03

Conexiónn54

Conexiónn55 0,585 0,1016 1,14 0,14 0,001 0,000110248 556,03

Conexiónn55

Conexiónn56 833,503 0,1016 1,06 0,13 0,000862245 0,13580795 555,9

Conexiónn56

Conexiónn57 272,37 0,1016 0,87 0,11 0,000617347 0,02989538 515,26

Conexiónn57

Conexiónn58 388,755 0,1016 0,76 0,37 0,006984694 0,03256188 515,23

Conexiónn58

Conexiónn59 81,853 0,0508 0,76 0,37 0,006984694 0,219390622 515,19

Conexiónn59

Conexiónn60 10,096 0,0508 0,7 0,35 0,00625 0,02295629 514,98

Conexiónn60

Conexiónn61 122,041 0,0508 0,7 0,35 0,00625 0,277496884 514,96

Conexiónn61

Conexiónn62 178,237 0,0508 0,66 0,33 0,005556122 0,360281538 514,36

98


perdidafricción

líneapiezométrica


Conexiónn62

Conexiónn63 78,561 0,0508 0,66 0,33 0,005556122 0,158800238 514,21

Conexiónn63

Conexiónn64 436,355 0,0508 0,66 0,33 0,005556122 0,882031513 513,53

Conexiónn64

Conexiónn65 497,16 0,0508 0,66 0,33 0,005556122 1,004940443 512,85

Conexiónn65

Conexiónn66 126,835 0,0508 0,55 0,27 0,003719388 0,178041304 512,68

Conexiónn66

Conexiónn67 197,6 0,0508 0,49 0,24 0,002938776 0,220158458 512,45

Conexiónn67

Conexiónn68 386,984 0,0508 0,49 0,24 0,002938776 0,431162958 512,01

Conexiónn68

Conexiónn69 1001 0,0508 0,49 0,24 0,002938776 1,115276397 510,87

Conexiónn69

Conexiónn70 588,2 0,0508 0,44 0,22 0,002469388 0,528429004 510,31

Conexiónn70

Conexiónn71 129,5 0,0508 0,44 0,22 0,002469388 0,116340626 510,19

Conexiónn71

Conexiónn72 485,844 0,0508 0,18 0,09 0,000413265 0,073046284 509,73

99


perdidafricción

líneapiezométrica


Conexiónn72

Conexiónn73 674,29 0,0508 0,18 0,09 0,000413265 0,101379 509,27

Conexiónn73

Conexiónn74 1528 0,0508 0,09 0,18 0,001653061 0,057433416 478,38

Conexiónn74

Conexiónn75 863,876 0,0508 0,09 0,18 0,001653061 0,032470779 478,22

Conexiónn75

Conexiónn76 527,5 0,0508 0,09 0,18 0,001653061 0,019827308 478,12

Conexiónn76

Conexiónn77 747,9 0,0254 0,09 0,18 0,001653061 0,89956967 476,95

Conexiónn77

Conexiónn78 165,5 0,0254 0,09 0,18 0,001653061 0,199062415 476,69

Conexiónn78

Conexiónn79 449 0,0254 0,09 0,18 0,001653061 0,540054528 475,99


100

4.7.2. PUNTOS DE PITOMETRIA

4.7.2.1.RED PRINCIPAL ARVUDEA

Se escogieron 5 puntos arbitrarios en la red para tener un control del funcionamiento del

acueducto, en cuanto a la regulación de presión y demanda durante las 24 horas del día. En

cada uno de los puntos se presentará una gráfica del comportamiento donde nos indica el

funcionamiento del acueducto de acuerdo con las normas estipuladas en los reglamentos

para acueductos (RAS 2000, RESOLUCION 2320).

Figura 34. Ubicación de los puntos de pitometria en la red de distribución.

Figura 35. Variación de presión en el tiempo.

101

Tabla 37. Puntos de pitometria.


En la figura 35 se puede apreciar el cambio de presión durante 24 horas, se comporta de

acuerdo con lo esperado. En las horas de alto consumo (9:00 a.m.) hay una caída de

presión y en las horas valle se elevan las presiones. Las variaciones de presión no superan

lo estipulado en la RAS 2000, presión máxima de 60 mca y mínima de 10 mca. En la tabla

37 se ve las características generales de los puntos de pitometria escogidos.

Figura 36. Variacion de velocidades en el tiempo.

PUNTOS DEPITOMETRIA NODO COLOR

LINEA VEREDA DIAMETROPRESIONMAXIMA

APROX (mca)

PRESIONMINIMA

APROX (mca)Pp1 n28 ROJO SARDINATA - VILLA CUBIDES 8¨ 40 38Pp2 n48 VERDE SARDINTA 4¨ 41 36Pp3 P237 MORADO SANTA TERESITA 2¨ 42 37Pp4 n74 AZUL MONTELIBANO 2¨ 26 22.5Pp5 P353 GRIS SAN CAYETANO 1-1/4¨ 48 17

102

Tabla 38. Puntos de pitometria.


En la figura 36 se puede apreciar el cambio de velocidad durante 24 horas, se aprecia las

bajas velocidades en la tubería. Así mismo, se puede ver el comportamiento, en las horas

pico un aumento de velocidad debido al alto consumo de los usuarios y en horas valle la

baja velocidad debido a que los usuarios no hacen uso de este. En la tabla 38 se ve las

características generales de las tuberías en las cuales se hace la observación.

4.7.2.2.CASO 1

Figura 37. Variacion de presiones en el tiempo.

PUNTOS DEPITOMETRIA

LINEA -TINERIA

COLORLINEA VEREDA DIAMETRO VELOCIDAD

MAXIMAVELOCIDAD

MINIMA

Pp1 T29 ROJO SARDINATA - VILLA CUBIDES 8¨ 0.37 <0.05Pp2 T49 VERDE SARDINTA 4¨ 0.9 0.05Pp3 T238 MORADO SANTA TERESITA 2¨ 0.28 <0.05Pp4 T75 AZUL MONTELIBANO 2¨ 0.18 0.05Pp5 T354 GRIS SAN CAYETANO 1-1/4¨ 0.16 <0.05

103

Tabla 39. Puntos de pitometria caso 1.


En la figura 37 se puede apreciar el cambio de presión durante 24 horas, se comporta de


presión y en las horas valle se elevan las presiones. En este caso se puede notar que hay

presiones cerca de 60 mca, pero es aquí donde se tiene que tener en cuenta que las

soluciones planteadas son para elevar velocidades y no cumplir con una presión de entrega

como se hace normalmente. En la tabla 39 se ve las características generales de los puntos

de pitometria escogidos.

Figura 38. Variacion velocidades en el tiempo.



APROX (mca)

PRESIONMINIMA

APROX (mca)Pp1 n28 ROJO SARDINATA - VILLA CUBIDES 8¨ 40 39Pp2 n48 VERDE SARDINTA 4¨ 41 40.3Pp3 P237 MORADO SANTA TERESITA 2¨ 52 41.8

104



En la figura 38 se puede apreciar el cambio de velocidad durante 24 horas, se aprecia

los cambios de velocidad en la tubería con respecto al red. Así mismo, se puede ver el

comportamiento, en las horas pico un aumento de velocidad debido al alto consumo de los

usuarios y en horas valle la baja velocidad debido a que los usuarios no hacen uso de este.

En este caso se escogieron dos puntos en los cuales se buscó elevar la velocidad, estos

puntos son en la red secundaria. En la tabla 40 se ve las características generales de las

tuberías en las cuales se hace la observación.

4.7.2.3.CASO 2

Figura 39. Variacion de presion en el tiempo.

PUNTOS DEPITOMETRIA

LINEA -TINERIA


MAXIMAVELOCIDAD

MINIMAPp1 t122 ROJO SARDINATA - VILLA CUBIDES 8¨ 0.5 0.02Pp2 T220 VERDE SARDINTA 4¨ 0.52 0.02Pp3 T238 MORADO SANTA TERESITA 2¨ >0.6 0.03

105



En la figura 39se puede apreciar el cambio de presión durante 24 horas, se comporta de


presión y en las horas valle se elevan las presiones. En este caso se puede notar que hay

puntos que pasan presiones de 60 mca, pero es aquí donde se tiene que tener en cuenta que

las soluciones planteadas son para elevar velocidades y no cumplir con una presión de

entrega como se hace normalmente. En la tabla 41 se ve las características generales de los

puntos de pitometria escogidos.

Figura 40. Variacion velocidad en el tiempo.



APROX (mca)

PRESIONMINIMA

APROX (mca)Pp1 n28 ROJO SARDINATA - VILLA CUBIDES 8¨ 40 40Pp2 n48 VERDE SARDINTA 4¨ 40 35Pp4 n74 MORADO MONTELIBANO 2¨ 105 -62Pp5 P353 AZUL SAN CAYETANO 1-1/4¨ 120 -110

106



En la figura 40 se puede apreciar el cambio de velocidad durante 24 horas, se aprecia

los cambios de velocidad en la tubería con respecto al red. Así mismo, se puede ver el

comportamiento, en las horas pico un aumento de velocidad debido al alto consumo de los

usuarios y en horas valle la baja velocidad debido a que los usuarios no hacen uso de este.

En la tabla 42 se ve las características generales de las tuberías en las cuales se hace la

observación.

4.7.3. SOLUCIONES PARA ELEVAR LA VELOCIDAD EN LA RED

El principal problema encontrado en la red de distribución es la baja velocidad en varios

tramos de la tubería lo que generara retención de partículas sedimentarias las cuales pueden

traer problemas al suministro. Por lo cual se hicieron casos de análisis en los cuales se

platean soluciones para eliminar estos inconvenientes.

Debido a la relación entre caudal que pasa por la tubería y diámetro de está, se buscaron

soluciones para elevar la velocidad en cada tramo, ya que el diámetro con el cual se está

trabajando es pequeño, si se llega a cambiar la tubería, las presiones aguas abajo no

cumplirán con lo estipulado en la norma, por lo que el diámetro de la tubería no es una

variable de cambio. En cuanto al caudal, puede ser manejado mediante la implementación

de válvulas.

PUNTOS DEPITOMETRIA

LINEA -TINERIA


MAXIMAVELOCIDAD

MINIMAPp1 T29 ROJO SARDINATA - VILLA CUBIDES 8¨ 0.22 0.05Pp2 T49 VERDE SARDINTA 4¨ 0.95 0.08Pp4 T75 MORADO MONTELIBANO 2¨ 1.02 0.08Pp5 T354 AZUL SAN CAYETANO 1-1/4¨ 1.28 0.09

107

La primera de ellas es una válvula de corte, esta restringe el paso del caudal aguas

abajo, redireccionando el consumo de los usuarios que se encuentren en está, su ubicación

es donde se divida la tubería principal en la red en cuanto a su modelación se hace el cierre

de la tubería de acuerdo con el caso de limpieza que se vaya a realizar.

La segunda es una válvula de purga, esta se encarga de eliminar los sedimentos que se

retienen debido a la baja velocidad en la tubería, su ubicación es en puntos bajos de la

topografía. En cuanto a su modelación se buscó el caudal necesario para el cual se genere

arrastre de sedimentos en la tubería, cuando cumplan las velocidades mayores a 0,5 m/s, se

considera que este es el necesario para la limpieza de la tubería. Se utilizaron dos casos de

solución en los cuales se hace limpieza de la red.

La tercera es una válvula reductora, esta se encarga básicamente de reducir presiones en

la tubería de la red.

Los dos casos propuestos (CASO 1 y CASO 2) son soluciones para elevar la velocidad

en la tubería primaria y secundaria y así poder eliminar la retención de sedimentos que se

encuentren en estas. Se evalúan en la hora más crítica de consumo, 9:00 am.

Figura 41. Ubicación valvulas en la red de distribucion.

108

4.7.3.1.CASO 1

Para elevar las velocidades en la tubería secundaria que suministra a las veredas del

Sardinata y Santa Teresita es necesario realizar los siguientes pasos.

La asociación del acueducto vereda ARVUDEA deberá informar a los

diferentes usuarios que suministra, el día que se realizaran las limpiezas en la tubería,

por lo que para algunas veredas se cortara el suministro y para otras es necesario que

los usuarios no hagan uso de esta, para que se genere una correcta eliminación de los

sedimentos retenidos en algunos tramos de la tubería.

Restringir el paso del caudal a las veredas Rosario, Margaritas, San

Cayetano, Resguardo y Montelíbano mediante la válvula de corte, redireccionando el

caudal.

Figura 42. Modelo hidráulico EPANET, estado de la tubería-Cerrado.Fuente: Elaborado por los autores.

109

Figura 43. Modelo hidráulico EPANET, rango de caudal en la tubería.Fuente: Elaborado por los autores.

Figura 44. Modelo hidráulico EPANET, cierre de tubería (hora critica de consumo 9:00 am).Fuente: Elaborado por los autores.

Se realizará la apertura de las válvulas de purga generando unos puntos de

salida en la red de distribución, en la que se generará una limpieza de la tubería ya

que se incrementa la velocidad a lo largo de los diferentes tramos.

110

Figura 45. Modelo hidráulico EPANET, rango de velocidad en la tubería.Fuente: Elaborado por los autores.

Figura 46. Modelo hidráulico EPANET, velocidad en la tubería (hora critica de consumo 9:00 am).Fuente: Elaborado por los autores.

Cierre de las válvulas de purga.

Apertura de la válvula de restricción de caudal.

Informar a los usuarios del acueducto vereda ARVUDEA la normalización

de la red.

A continuación, en las tabla 43 y 44 se encuentra la ubicación de las válvulas de purga

en el modelo de EPANET y la cantidad de caudal de salida en está, para que se genere un

incremento de la velocidad de las tuberías secundarias, mínimo hasta 0.5 m/s.

111

Tabla 43. Nodos con purga


4.7.3.2.CASO 2

Para elevar las velocidades en la tubería principal de las veredas Rosario, Margaritas,

San Cayetano, Resguardo y Montelíbano es necesario realizar los siguientes pasos.

La asociación del acueducto veredal ARVUDEA deberá informar a los

diferentes usuarios que suministra, el día que se realizaran las limpiezas en la tubería,

por lo que para algunas veredas se cortara el suministro y para otras es necesario que

los usuarios no hagan uso de esta, para que se genere una correcta eliminación de los

sedimentos retenidos en algunos tramos de la tubería.

Restringir el paso del caudal a la vereda Santa Teresita mediante la válvula

de cierre, redireccionando el caudal.

112

Figura 47. . Modelo hidráulico EPANET, estado de la tubería-Cerrado.Fuente: Elaborado por los autores

Figura 48. Modelo hidráulico EPANET, rango de caudal en la tubería.Fuente: Elaborado por los autores.

113

Figura 49. Modelo hidráulico EPANET, cierre de tubería (hora critica de consumo 9:00 am).Fuente: Elaborado por los autores.

Se realizará la apertura de las válvulas de purga generando unos puntos de

salida en la red de distribución, en la que se generará una limpieza de la tubería ya

que se incrementa la velocidad a lo largo de los diferentes tramos.

Figura 50. Modelo hidráulico EPANET, rango de velocidad en la tubería.Fuente: Elaborado por los autores.

114

Figura 51. Modelo hidráulico EPANET, velocidad en la tubería (hora critica de consumo 9:00 am).Fuente: Elaborado por los autores.

Cierre de las válvulas de purga.

Apertura de la válvula de restricción de caudal.

Informar a los usuarios del acueducto veredal ARVUDEA la normalización

de la red.

A continuación, en las tablas 44 se encuentra la ubicación de las válvulas de purga en el

modelo de EPANET y la cantidad de caudal de salida en está, para que se genere un

incremento de la velocidad de las tuberías secundarias, mínimo hasta 0.5 m/s.

115

Tabla 44. Nodos con purga, Caso 2


El prediseño de la red de suministro de agua potable, cuenta con la implementación de

tuberías con diámetros de ½ in hasta 8 in, de este modo se maneja una red matriz y

secundaria para el suministro respectivo a cada usuario. La red cuenta con distintas

válvulas, las cuales complementan al buen diseño, aliviando las presiones en las tuberías,

asimismo aportando una buena limpieza y teniendo puntos de control en caso de futuros

mantenimientos.

4.8. ANALISIS FISICO QUIMICO Y BACTERIOLOGICO

En las siguientes tablas se muestra unos cuadros comparativos donde los valores de

cada uno de los parámetros de la prueba fisicoquímica y microbiológica realizada por la

Secretaria de Salud del Meta el día 16 de septiembre de 2016 a las 4 de la tarde, este

NODO CAUDAL SALIDA

n79 1P404 0.5

P408 0.5

P413 0.2

P355 0.7P387 0.1P384 0.2P324 0.5

CASO 2 - ROSARIO, MARGARITAS, SANCAYETANO, RESGUARDO Y MONTELIBANO

NODOS CON PURGA

116

análisis cuenta con cada uno de los parámetros contemplados por el índice de riesgo de la

calidad del agua (IRCA).

Tabla 45. Análisis Fisicoquímico

Fuente: secretaria de salud, Acueducto veredal ARVUDEA.

Tabla 46. Análisis microbiológico.

Fuente: secretaria de salud, Acueducto veredal ARVUDEA.

Teniendo en cuenta los valores estipulados en la tabla 45 y 46 se evidencia que

el agua a tratar no es apta para consumo humano y genera un alto riesgo para la

salud por el contenido de materia fecal entre otros, el valor del IRCA es de 81,5

este se obtiene al sumar los valores dados por el IRCA.

En la tabla de análisis físico químico se observa que propiedades como color aparente,

turbiedad, PH y cloro residual no cumplen con los valores estipulados con los valores

117

aceptados por el índice de riesgo de calidad del agua (IRCA), en los cuatro casos los

valores arrojados en el análisis superan por mucho lo estipulado por el IRCA, en el caso de

los nitritos y de la conductividad los valores cumplen por lo que se estipula en el IRCA.

Por otra parte, el análisis bacteriológico muestra que el agua que se le provee a los

usuarios del acueducto ARVUDEA no es apta para el consumo humano ya que el agua

tiene presencia de coliformes totales, E-Coli y bacterias mesofílicas aerobias lo que puede

llevar a un alto deterioro en la salud de las personas beneficiadas por el acueducto.

Remitiéndonos textualmente al informe entregado por la Secretaria de Salud del Meta

dice “el análisis físico químico y microbiológico del agua notificado muestra resultados

que no cumplen con varios de los parámetros establecidos en la resolución No 2115 de

2007, entre otros, Color aparente, Turbiedad, pH, Cloro residual libre, Coliformes

totales, Esctrerichia coli, Bacterias mesofílicas aerobias y se han conceptuado que el

agua NO ES APTA PARA CONSUMO HUMANO en un nivel de riesgo INVIABLE

SANITARIAMENTE lo que tiene GRAVES implicaciones para la salud de los usuarios

ya que la población servida especialmente la población infantil esta expuestas a contraer

enfermedades relacionadas con el agua”

En el ANEXO 2 se presentan los resultados de las pruebas físico químico y

bacteriológico realizado por la secretaria de salud del meta correspondientes a los meses de

abril, junio, agosto y septiembre de 2016 en el cual se presentan los resultados y el

diagnóstico del agua que beben los usuarios del acueducto ARVUDEA durante este

tiempo.

118

4.9. PRESUPUESTO

Tabla 47. Presupuesto de obra, Acueducto Arvudea.

PRESUPUESTO DE OBRA ARVUDEAITEM DESCRIPCION UNID. CANT. VR. UNITARIO VR. TOTAL

1 PRELIMINARES1,1 Excavación M3 1.877 $4.500 $8.446.500

SUBTOTAL

2 MATERIALES DECONSTRUCCION

2,1 Tubería pvc 8 pulg Ml 327 $1.345.000 $439.815.000

2,2 Tubería pvc 6 pulg Ml 479 $901.540 $431.837.660



2,5 Tubería pvc 2 pulg Ml 3.696 $114.800 $424.300.800

2,6 Tubería pvc 1,5 pulg Ml 606 $74.864 $45.367.584


2,8 Tubería pvc 1 pulg Ml 1.344 $31.831 $42.780.864

2,9 Tubería pvc 0,75 pulg Ml 1.260 $22.683 $28.580.580


2,11 uniones pvc 8 pulg UN 654 $140.000 $91.560.000



2,14 uniones pvc 3 pulg UN 1.846 $23.073 $42.592.758


2,16 uniones pvc 1,5 pulg UN 1.212 $2.874 $3.483.288

119


2,17 uniones pvc 1,25 pulg UN 230 $2.104 $483.920


2,19 uniones pvc 0,75 pulg UN 2.520 $703 $1.771.560

2,2 uniones pvc 0,5 pulg UN 24 $446 $10.7042,21 purgas 6 pulg UN 6 $890.321 $5.341.9262,22 purgas 3 pulg UN 4 $306.480 $1.225.9202,23 purgas 2 pulg UN 4 $102.733 $410.9322,24 codos 8 pulg UN 69 $354.600 $24.467.4002,25 codos 6 pulg UN 76 $205.600 $15.625.6002,26 codos 4 pulg UN 87 $103.463 $9.001.2812,27 codos 3 pulg UN 156 $47.693 $7.440.1082,28 codos 2 pulg UN 78 $12.792 $997.7762,29 codos 1,5 pulg UN 107 $4.189 $448.2232,3 codos 1,25 pulg UN 97 $4.183 $405.751

2,31 codos 1 pulg UN 76 $2.176 $165.3762,32 codos 0,75 pulg UN 40 $1.113 $44.5202,33 codos 0,5 pulg UN 32 $696 $22.2722,34 tee 8 pulg UN 23 $315.400 $7.254.2002,35 tee 6 pulg UN 29 $203.450 $5.900.0502,36 tee 4 pulg UN 23 $134.619 $3.096.2372,37 tee 3 pulg UN 18 $61.690 $1.110.4202,38 tee 2 pulg UN 13 $16.350 $212.5502,39 tee 1,5 pulg UN 19 $10.268 $195.0922,4 tee 1,25 pulg UN 37 $7.822 $289.414

2,41 tee 1 pulg UN 46 $3.030 $139.3802,42 tee 0,75 UN 29 $1.550 $44.9502,43 tee 0,5 UN 54 $918 $49.572

2,44 reduc presion 6 pulg UN 2 $22.542.800 $45.085.600



120


2,47 valvula de corte 4 pulg UN 1 $1.403.962 $1.403.962

2,48 valvula de corte 2 pulg UN 1 $246.628 $246.628

SUBTOTAL $2.062.699.4012,49 mano de obra $399.660.0022,5 imprevistos $599.490.003

TOTAL $3.061.849.406


CONCLUSIONES

Se hizo el pre-diseño de una red paralela para el suministro de agua potable

a 1677 usuarios proyectados en el acueducto rural ARVUDEA del municipio

Acacias/Meta, al año 2033, con un caudal medio diario de 7.62 lps.

El pre-diseño de la red altera que suministrara agua potable a los diferentes

usuarios del acueducto rural ARVUDEA, cumple con los parámetros estipulados por

el RAS 2000 y la resolución 2320 como lo es presiones de entrega arriba de los 10

mca y no superiores a 60 mca (Titulo J tabla J.2.2, RAS), así mismo, velocidades

superiores a 0.5 m/s para evitar sedimentos en la tubería y no superiores a 6 m/s, Así

mismo, en cuanto a la tubería, se utilizaron diámetros hasta un mínimo de ½ pulga.

(Título J, RAS).

Se estableció una encuesta capaz de identificar el tipo de consumo de cada

uno de los usuarios del acueducto rural ARVUDEA, encontrando que el 56% de la

utilización del agua de los usuarios es para uso doméstico y el 44% restante para

121

laborales pecuarias. Así mismo, se pudieron identificar diferentes variables como: el

20% de la población son adultos mayores y niños, la vereda con mayor consumo es

Sardinata, el uso del agua en la mayoría de las veredas se emplea para aseo y lavado

de ropa y por último se pudo concluir que la calidad del agua es deficiente, ya que se

presentaron grandes porcentajes de descontento de la comunidad en cuanto a sabor y

color.

Se determinó el caudal de diseño para la red alterna que suministrara agua

potable a los usuarios del acueducto rural ARVUDEA partiendo del análisis de los

resultados encontrados en las encuestas, teniendo un caudal domestico de 3.19 lps.

Luego se utilizaron las proyecciones dadas por el acueducto obteniendo un caudal

domestico de 5.861 lps y por último se le suma el porcentaje de perdidas estipulado

en la resolución 2320 del 2000, articulo 1, donde finalmente se obtiene un caudal

mayorado por los diferentes parámetros estipulados de 7.619 lps.

El pre-diseño de la red de distribución de agua potable a los usuarios del

acueducto veredal ARVUDEA cuenta con algunas condiciones, la primera de ella es

en cuanto a presión, cada una de las conexiones está cumpliendo con los 10 mca que

estipula la RAS (Titulo B-6.4.4.6 presiones en la aducción o en las redes de

conducción), la segunda condición es en cuanto a la velocidad, del 100% de las

tuberías el 58% no están cumpliendo con la velocidad de 0.5 m/s estipulada por la

RAS en el titulo B, esto se debe a que la mayoría del consumo del acueducto veredal

ARVUDEA se encuentran ubicado en la vereda Sardinata por lo que el consumo para

los usuarios de las demás veredas es menor y se divide en tres tramos, siendo este un

122

factor por el cual al hacer una relación de caudal contra el diámetro de la tubería se

presentan velocidades menores a las estipuladas.

En el modelo de EPANET se presentan dos (2) soluciones para limpieza de

la tubería en diferentes tramos, estas presentan varias condiciones, la primera de ellas

es que se debe tener en cuenta que se realiza un análisis dinámico, quiere decir que

existe una varianza de consumo durante un periodo de 24 horas, otra condición en las

soluciones presentadas en EPANET es que las conexiones presentan presiones

negativas en alguna hora del día, esto quiere decir que no llegara agua a este punto, es

aquí a donde nuevamente se menciona que las soluciones presentadas se hacen para

una limpieza de sedimentos, por lo que la presión de entrega de 10 mca en este caso

no son prioridad para el acueducto, lo que se busco fue elevar las velocidades a 0.5

m/s o más y así con la instalación de diferentes válvulas de purga se hace una

limpieza en la red durante un periodo de tiempo determinado.

En el pre-diseño de la red de distribución de agua potable se conservan las

mismas alineaciones o proyecciones a las cuales el acueducto ARVUDEA pretende

hacer, esto se hace para presentar un diseño completo y optimo al acueducto, teniendo

en cuenta la ubicación de los posibles nuevos usuarios ya identificados.

Con la modelación en el software EPANET, se pudo verificar el correcto

diseño en las memorias de cálculo, así mismo, en el software se pudo ver el

comportamiento del acueducto durante las horas críticas de consumo (máximo y

mínimo), generando una correcta modelación dinámica para el funcionamiento de un

acueducto veredal el cual está cumpliendo con las normas estipuladas.

123

Se determinó que el acueducto veredal ARVUDEA no cuenta con los

requerimientos necesarios estipulados por la secretaria de salud del meta, teniendo un

nivel de riesgo INVIABLE SANITARIAMENTE de acuerdo con la sumatoria de

puntaje dados en las pruebas realizas. Por lo que, el acueducto deberá buscar

soluciones de potabilización.

Se logro un proyecto optimo en el cual el acueducto rural ARVUDEA del

municipio de Acacias/ Meta puede hacer uso de este para obtener un mejoramiento en

cuanto a servicio y calidad del agua, así mismo, este proyecto genera opciones de

ampliación y mejoramiento en cuanto a infraestructural.

El pre-diseño presentado representa una garantía en cuanto a un buen

servicio a cada usuario al que se suministra y un óptimo diseño con diferentes

soluciones en caso de que el problema de sedimentos en el agua no se solucione a

cabalidad.

RECOMENDACIONES

Tras hacer una evaluación y observación de las diferentes características presentadas en

el diseño de la red alterna que suministrara agua potable a los diferentes usuarios del

acueducto ARVUDEA, hay algunos aspectos que pueden mejorarse para optimizar el

diseño y capacidad en el servicio. En primera instancia es necesario evaluar cada uno de

los problemas presentes en el acueducto, ya que por las visitas hechas en campo se puede

determinar que, en épocas de lluvia se generan gran movimiento de sedimentos en la

tubería, por lo que es de suma importancia buscar una solución para la eliminación de estos

o el diseño de la red que suministrara agua potable a los diferentes usuarios generaran

frecuentes problemas en cuanto a retención de partículas, se aclara que cualquier problema

124

de gran cantidad de sedimentos podrá afectar la planta de tratamiento y por ende afectara el

diseño propuesto.

En segunda instancia se debe hacer un control de fugas en las tuberías ya que

actualmente el acueducto no cuantifica las pérdidas de agua que cada usuario se encuentra

haciendo.

En tercera instancia se debe tener en cuenta que en algunas épocas del año el suministro

para algunos usuarios puede presentar problemas, esto se debe al arrastre de partículas

erosionables, por lo que el acueducto veredal ARVUDEA deberá informar a los usuarios

que durante un periodo de tiempo se realizará los métodos de solución propuestos en este

proyecto y por lo que se cortará el suministro para algunas veredas y en otras se presentará

gran presencia de sedimentos en el agua. Es de gran relevancia generar estos campos de

información para que el usuario tengan en cuenta las condiciones de suministro.

Como mencionamos anteriormente es necesario el uso de válvulas de purgas en la red

de distribución, por lo que se debe aclarar que para la instalación de estas válvulas se deben

situar en puntos bajos de la topografía ya que es lugar donde normalmente se generan la

retención de sedimentos, esto se menciona debido a que el acueducto actualmente cuenta

con diferentes válvulas de purga y des aireadoras ubicadas en puntos topográficos en los

cuales el rendimiento no es el adecuado.

125

BIBLIOGRAFÍA

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ANEXO 1

Figura 52. Variación del caudal en función de lecturas hechas AP CD0.Fuente: Informe Apindico.

127

Figura 53. Mediciones del caudal por día AP CD0.Fuente: Informe Apindico.

Figura 54. . Variación de la presión en función de lecturas hechas AP CD0.Fuente: Informe Apindico.

128

Figura 55. Mediciones del caudal por día AP CD0.Fuente: Informe Apindico.

129

ANEXO 2

Figura 56. Carta de los resultados de las pruebas fisicoquímicas.Fuente: Pruebas fisicoquímicas 28 de septiembre de 2016.

130

Figura 57. Resultados de las pruebas fisicoquímicas.Fuente: Pruebas fisicoquímicas 28 de septiembre de 2016.

131

Figura 58. Resultados de las pruebas microbiológica.Fuente: Pruebas fisicoquímicas 28 de septiembre de 2016.

132

Figura 59. Carta del resultado de las pruebas fisicoquímicas y microbiológicas.Fuente: Pruebas fisicoquímicas 24 de agosto de 2016.

133

Figura 60. Resultado de las pruebas fisicoquímicas.Fuente: Pruebas fisicoquímicas 24 de agosto de 2016.

134

Figura 61. . Resultados de las pruebas microbiológicas.Fuente: Pruebas fisicoquímicas 24 de agosto de 2016.

135

Figura 62. Carta de los resultados de las pruebas fisicoquímicas y microbiológicas.Fuente: Pruebas fisicoquímicas 28 de junio de 2016.

136

Figura 63. Resultado de las pruebas fisicoquímicas.Fuente: Pruebas fisicoquímicas 28 de junio de 2016.

137

Figura 64. Resultados de las pruebas microbiológicas.Fuente: Pruebas fisicoquímicas 28 de junio de 2016.

138

Figura 65. Carta de los resultados de las pruebas fisicoquímicas y microbiológicas.Fuente: Pruebas fisicoquímicas 5 de abril de 2016.

139

Figura 66. Resultado de los análisis fisicoquímicos y microbiológicos.Fuente: Pruebas fisicoquímicas 5 de abril de 2016.

140

Figura 67. . Resultados de las pruebas fisicoquímicas y microbiológicas.Fuente: Pruebas fisicoquímicas 5 de abril de 2016.

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