Upload
julian-toro
View
34
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
e r r r r r
Citation preview
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
NIT. 900 235 058 -0
Consorcio Planes y Diseños del Tolima
MUNICIPIO DE COYAIMA
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS
TOMO I DE I
2I-IT-013 Rev. 0
OCTUBRE DE 2011
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia
I
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
REGISTRO DE REVISIÓN Y APROBACIÓN
TITULO DEL DOCUMENTO: ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO
DEL MUNICIPIO DE COYAIMA, DEPARTAMENTO DEL TOLIMA.
CÓDIGO DEL DOCUMENTO: 2I-IT-013 Rev. 0.
RESPONSABLESREVISIONES
No. 0 No. 1 No. No.
ELABORA
Nombre: Camilo Díaz Zerrate Diana Barrera Martínez
Firma:
Fecha:
REVISA
Nombre: Jaime Prieto Moreno Jaime Prieto Moreno
Firma:
Fecha:
APRUEBA
Nombre: Cesar A. Zapata V. Cesar A. Zapata V.
Firma:
Fecha:
MODIFICACIONES
REVISIÓN
No.
CAPÍTULO
MODIFICADO
FECHA DE
REVISIÓN OBSERVACIONES
F02-053 Rev. 1
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 1
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
TABLA DE CONTENIDO
1 INTRODUCCIÓN................................................................................................................................. 8
2 ANTECEDENTES................................................................................................................................. 9
2.1 INFORMACIÓN BASE UTILIZADA.......................................................................................................9
3 OBJETIVOS...................................................................................................................................... 11
3.1 OBJETIVO GENERAL........................................................................................................................11
3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS.................................................................................................................11
4 LOCALIZACIÓN GENERAL DEL SISTEMA............................................................................................12
4.1 DESCRIPCIÓN GENERAL DEL SISTEMA ACTUAL...............................................................................12
4.2 LÍMITE URBANO Y ZONAS DE DESARROLLO....................................................................................12
5 DIAGNÓSTICO Y ALTERNATIVA ÓPTIMA ESCOGIDA..........................................................................16
6 CRITERIOS DE DISEÑO..................................................................................................................... 19
6.1 POBLACIÓN....................................................................................................................................19
6.2 NIVEL DE COMPLEJIDAD.................................................................................................................22
6.3 DOTACIÓN NETA............................................................................................................................22
6.4 DOTACIÓN BRUTA..........................................................................................................................23
6.6 MODELACIÓN.................................................................................................................................27
7 ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS..................................................................................................44
7.1 TOPOGRAFÍA..................................................................................................................................44
7.2 ESTUDIOS DE SUELOS.....................................................................................................................46
7.3 DISEÑO HIDRÁULICO......................................................................................................................46
7.3.1 Sistema de captación…………………………………………………………………………………….46
7.3.2 Línea de aducción………………………………………………………………………………………….50
7.3.3 Desarenador………………………………………………………………………………………………….51
7.3.4 Línea de conducción……………………………………………………………………………………..53
7.3.5 Sistema de tratamiento…………………………………………………………………………………55
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 2
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
7.3.6 Almacenamiento……………………………………………………………………………………………61
7.3.7 Sistema de distribución ………………………………………………………………………………..65
7.4 DISEÑO ESTRUCTURAL...................................................................................................................81
7.5 OBRAS COMPLEMENTARIAS...........................................................................................................81
8 PROPIEDADES, DERECHOS Y SERVIDUMBRES...................................................................................85
9 ASPECTOS AMBIENTALES................................................................................................................ 86
10 PLAN DE GESTIÓN OPERACIÓN........................................................................................................ 88
10.1 SISTEMA DE DISTRIBUCION ACTUAL...............................................................................................88
10.1.1 Cobertura del servicio…………………………………………………………………………………88
10.1.2 Continuidad…………………………………………………………………………………………………89
10.1.3 Calidad………………………………………………………………………………………………………..89
10.1.4 Índice de pérdidas………………………………………………………………………………………91
10.2 MODELACIÓN DEL SISTEMA ACTUAL..............................................................................................91
10.2.1 Demandas……………………………………………………………………………………………………91
10.2.2 Presión de servicio………………………………………………………………………………………95
10.2.3 Restricciones del sistema……………………………………………………………………………95
10.3 MODELACIÓN DEL SISTEMA OPTIMIZADO.....................................................................................96
10.4 PROGRAMA DE CONTROL DE PÉRDIDAS......................................................................................100
10.4.1 Formulación del sistema matriz………………………………………………………………….108
10.4.2 Formulación de la sectorización………………………………………………………………..110
10.4.3 Formulación de la macromedicion…………………………………………………………….110
10.4.4 Renovación de redes…………………………………………………………………………………118
10.4.4.1 Por capacidad hidráulica……………………………………………………………..119
10.4.4.2 Por material o daños……………………………………………………………………119
10.4.4.3 Por diámetros………………………………………………………………………………120
10.4.5 Control de presiones…………………………………………………………………………………120
10.4.5.1 Proceso de presurización…………………………………………………………….121
10.4.5.2 Estación de control………………………………………………………………….…122
10.4.5.3 Cartilla de válvulas………………………………………………………………………...122
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 3
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
10.4.6 Formulación del proceso de socialización ……………………………………………………………132
10.4.6.1 Micromedición……………………………………………………….…………………..125
10.4.6.2 Facturación…………………………………………………………………………………129
10.5 OPERACIÓN DEL SISTEMA............................................................................................................136
10.6 CONCLUSIONES............................................................................................................................137
11 PLAN DE OBRAS E INVERSIONES....................................................................................................138
12 PLAN DE DESARROLLO INSTITUCIONAL..........................................................................................139
12.1 ASPECTOS JURIDICOS...................................................................................................................139
12.2 APECTOS DE ORGANIZACIÓN Y ADMINISTRACIÓN.......................................................................139
12.3 ASPECTOS ECONÓMICOS-FINANCIEROS.......................................................................................141
12.4 ACCIONES PRIORITARIAS..............................................................................................................142
13 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES..........................................................................................144
BIBLIOGRAFÍA........................................................................................................................................ 146
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1. Planteamiento de Alternativas..........................................................................................................17
Tabla 2. Costo de alternativas.........................................................................................................................18
Tabla 3 Tasas de crecimiento..........................................................................................................................20
Tabla 4 Proyecciones de Población Incluyendo Población Flotante.................................................................21
Tabla 5. Tabla A.3.1. Asignación del nivel de complejidad..............................................................................22
Tabla 6. Dotación Neta Máxima según clima y nivel de complejidad..............................................................23
Tabla 7. Caudal medio diario...........................................................................................................................24
Tabla 8. Caudal máximo diario........................................................................................................................24
Tabla 9. Caudal máximo horario.....................................................................................................................25
Tabla 10. Parámetros analizados para los años 2011 y 2036..........................................................................25
Tabla 11. Calculo de Caudales por Componentes del Sistema de acueducto según el RAS 2000.....................26
Tabla 12. Caudales por Componentes del Sistema del municipio de Coyaima.................................................26
Tabla 13.Parámetros de diseño –pozo de amortiguamiento...........................................................................48
Tabla 14.Coordenadas relativas perfil Vertedero-Presa..................................................................................49
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 4
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Tabla 15. Aspectos generales- Línea de aducción............................................................................................51
Tabla 16.Dimensiones desarenador................................................................................................................52
Tabla 17. Calculo orificios Pantalla deflectora.................................................................................................52
Tabla 18. Otras Especificaciones Técnicas Planta Minipack............................................................................59
Tabla 19. Parámetros de diseño del nuevo almacenamiento..........................................................................64
Tabla 20. Diámetros mínimos Red Matriz.......................................................................................................70
Tabla 21. Diámetros internos mínimos en las redes de distribución................................................................70
Tabla 22. Presión mínima en la red.................................................................................................................72
Tabla 23. Aspectos generales del sistema de viaductos..................................................................................81
Tabla 24. Evaluación de cargas.......................................................................................................................82
Tabla 25. Resumen diseño pendolones............................................................................................................82
Tabla 26. Calcificación de riesgo en salud según el IRCA.................................................................................88
Tabla 27. Resultados de IRCA Municipio de Coyaima......................................................................................89
Tabla 28. Proyección de demanda sistema de acueducto...............................................................................91
Tabla 29. Valores de N1 para diferentes tipos de fugas................................................................................102
Tabla 30.Perdidas Físicas...............................................................................................................................102
Tabla 31. Niveles inevitables de pérdidas para los diferentes componentes de un sistema de agua potable.
......................................................................................................................................................................103
Tabla 32. Costos y acciones según la clase de pérdida..................................................................................105
Tabla 33.Parámetros de desarrollo de macromedición.................................................................................110
Tabla 34. Localización y función de macromedición......................................................................................116
Tabla 35. Porcentaje de causas de daño en las tuberías dependiendo del material......................................118
Tabla 36. Red de acueducto del municipio de Coyaima.................................................................................119
Tabla 37. Etapa de construcción de obras.....................................................................................................120
Tabla 38.Listado de válvulas de cierre permanente VCP...............................................................................121
Tabla 39.Listado de válvulas de corte VC.......................................................................................................121
Tabla 40.Tipos y causas de pérdidas comerciales..........................................................................................123
Tabla 41. Clases de micromedición por metrología.......................................................................................125
Tabla 42. Diámetro de medidores según consumo........................................................................................126
Tabla 43.Facturación actual..........................................................................................................................128
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 5
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Localización Municipio Coyaima- Tolima..........................................................................................13
Figura 2. Gráfico de Proyecciones de Población del municipio de Coyaima.....................................................20
Figura 3. Distribución de diámetros en la red del Municipio de Coyaima........................................................28
Figura 4. Distribución de materiales en la red del Municipio de Coyaima.......................................................29
Figura 5. Patrón de consumo típico en una red de distribución.......................................................................31
Figura 6. Superficie topográfica del Municipio de Coyaima y la red de distribución de agua potable.............32
Figura 7.Localización de válvulas.....................................................................................................................33
Figura 8. Planta del trazado de la conducción de la quebrada Meche.............................................................34
Figura 9. Planta de la línea de bombeo desde el Río Saldaña..........................................................................35
Figura 10. Polígonos de Thiessen Red de distribución......................................................................................37
Figura 11. Ubicación espacial de los suscriptores con micromedición.............................................................38
Figura 12. Modelo hidráulico de las redes de Coyaima...................................................................................39
Figura 13. Nodos de la red de Coyaima que demandan agua en el Escenario1...............................................40
Figura 14. Comportamiento del almacenamiento, Escenario 1.......................................................................41
Figura 15. Comportamiento del almacenamiento, Escenario 2.......................................................................42
Figura 16. Presiones en el momento de máximo consumo 7:00am. Escenario 2.............................................42
Figura 17. Comportamiento del tanque de almacenamiento, Escenario 3......................................................43
Figura 18. Presiones en el momento de máximo consumo 7:00 am. Escenario 3............................................43
Figura 19. Relación F vs l/Y1............................................................................................................................50
Figura 20.Esquema general de la planta de tratamiento propuesta...............................................................55
Figura 21. Esquema del análisis gráfico para el cálculo de almacenamiento..................................................61
Figura 22. Patrones de consumo.....................................................................................................................62
Figura 23. Comportamiento de la capacidad de almacenamiento..................................................................63
Figura 24. Comportamiento de la capacidad de almacenamiento..................................................................64
Figura 25. Red de acueducto propuesta. Municipio de Coyaima.....................................................................66
Figura 26. Red de distribución del Sistema Existente del Municipio de Coyaima.............................................67
Figura 27. Red de distribución del Sistema Nuevo del Municipio de Coyaima.................................................68
Figura 28. Área de influencia del proyecto. Municipio de Coyaima.................................................................69
Figura 29. Diámetros de la red de distribución actual del Municipio de Coyaima...........................................71
Figura 30. Presiones de la red de distribución de los sistemas a periodo de diseño.........................................74
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 6
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Figura 31. Comportamiento de la presión del Nodo 1589...............................................................................75
Figura 32. Evaluación cubrimiento de hidrantes..............................................................................................76
Figura 33. Sectores operativos del Municipio de Coyaima...............................................................................77
Figura 34. Sectores hidráulicos. Sistema Existente y Sistema Nuevo...............................................................80
Figura 35. Esquema básico de los viaductos....................................................................................................82
Figura 36. Cobertura servicios públicos del Municipio de Coyaima.................................................................87
Figura 37. Producto del catastro de usuarios..................................................................................................92
Figura 38.Construcción de los Polígonos de Thiessen......................................................................................93
Figura 39. Modelo Hidráulico Optimizado del Sistema de Acueducto del Municipio de Coyaima....................96
Figura 40. Distribución de presiones a periodo de diseño................................................................................97
Figura 41. Velocidad media de flujo a periodo de diseño................................................................................97
Figura 42. Esquema de balance hidráulico- Sistema proyectado...................................................................107
Figura 43.Tipos de medidores Woltman........................................................................................................113
Figura 44. Características de los medidores tipo Woltman recomendados...................................................114
Figura 45.Esquema general de macromedicion.............................................................................................116
Figura 46.Distribución de las Válvulas de Cierre Permanente VCP................................................................122
Figura 47. Organigrama Empresa de Servicios Públicos del municipio de Coyaima.......................................139
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 7
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
1 INTRODUCCIÓN
El presente documento corresponde al informe de estudios y diseños definitivos del
acueducto para el Municipio Coyaima, en el marco del proyecto AJUSTE,
ACTUALIZACION Y/O FORMULARIO DE PLANES MAESTROS Y DISEÑOS DE LOS
SISTEMAS DE ACUEDUCTO EN EL DEPARTAMENTO DEL TOLIMA, ZONA SUR, de
acuerdo al contrato 061 de 2010, suscrito entre las Empresas Públicas del Tolima EDAT
S.A. E.S.P. y el consorcio PLANES Y DISEÑOS DEL TOLIMA.
Este informe corresponde a la tercera etapa del desarrollo del proyecto para la
formulación del Plan Maestro de Acueducto del casco urbano del Municipio de Coyaima,
en donde se presentan trece (13) capítulos, en los cuales se encuentra la descripción e
información general del municipio y del sistema actual de acueductos, los diseños y
estudios definitivos de la alternativa seleccionada. Igualmente se presentan en síntesis los
criterios de diseño, los aspectos ambientales y la modelación hidráulica tanto del sistema
actual como del sistema optimizado.
Además se realiza el análisis de costo mínimo, teniendo en cuenta la disponibilidad de
recursos del municipio y se dan recomendaciones de las acciones prioritarias para la
optimización del acueducto, representado en el plan de gestión de operación, de
desarrollo institucional y plan de obras e inversiones.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 8
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
2 ANTECEDENTES
El servicio de Acueducto en el Municipio de Coyaima es prestado por la Empresa de
Servicio Públicos de Coyaima EMPUCOY ESP. Este acueducto tiene como fuente de
abastecimiento de agua, la Quebrada Meche captación por gravedad, y el Rio Saldaña,
captación por bombeo. Las dos líneas de conducción, envían el agua a un mismo
desarenador y enviada a una PTAP, la cual es de tipo convencional y se encuentra en
funcionamiento, consta de floculadores, sedimentadores y filtros. Contigua a la PTAP, se
encuentra el tanque de almacenamiento, desde donde se realiza la distribución a la
población del Municipio de Coyaima.
2.1 INFORMACIÓN BASE UTILIZADA
La información utilizada para la realización del presente informe, se basó en:
Recopilación de información existente en entes gubernamentales (Alcaldía de
Coyaima), oficina de Planeación Municipal y la oficina de Servicios Públicos de
Coyaima.
Revisión y Evaluación del Diagnostico técnico e institucional de la prestación de los
servicios de acueducto, alcantarillado y aseo, resumen informe final, realizado por la
UT FORDES, para el Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial,
MAVDT, año 2008, del cual retomaron algunos numerales para la elaboración del
diagnóstico, como: Descripción general de los servicios, ambiente, diagnóstico técnico
del acueducto, alcantarillado y aseo.
Reuniones realizadas con la oficina de servicios públicos, y personal de la Alcaldía
con el fin de dar a conocer la información, divulgación, comunicación de los trabajos a
realizar en el Municipio de Coyaima.
Evaluación del estado, operación, detalles de todas las estructuras, accesorios y
componentes de los sistemas de aducción, tratamiento y distribución del acueducto de
Coyaima.
Levantamiento topográfico con GPS (Geografical Position System) y estaciones
topográficas de las estructuras hidráulicas y redes del sistema del acueducto del
Municipio de Coyaima, así como las redes de acueducto existentes dentro del
perímetro urbano y las diferentes redes de aducción.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 9
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Levantamiento topográfico para llevar a cabo el censo de usuarios de la parte urbana
del Municipio de Coyaima.
Planos catastrales IGAC Municipio de Coyaima.
Levantamiento topográfico (planimetría y altimetría) del catastro de redes de
acueducto dentro del Municipio de Coyaima.
Catastro de accesorios y redes de acueducto de las aducciones existentes.
Toma de muestras de agua captada en las diversas fuentes de suministro para la
realización de análisis físico – químico total.
Análisis microbiológico en la red de distribución.
Revisión detallada de las estructuras hidráulicas existentes del sistema, así como su
estado, edad, ubicación, operación, capacidad, uso, entre otros aspectos.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 10
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
3 OBJETIVOS
3.1 OBJETIVO GENERAL
Realizar el ajuste, actualización, y/o formulación del plan maestro y diseño del sistema
de acueducto del Municipio de Coyaima.
3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS
Diseño y/o optimización del sistema de acueducto del Municipio de Coyaima.
Evaluar la magnitud e impacto que tiene cada uno de los componentes hidráulicos en
el servicio y continuidad del sistema de acueducto.
Recomendar acciones para garantizar un adecuado funcionamiento del sistema de
abastecimiento de agua.
Optimizar el sistema de acueducto para que la calidad del agua captada, tratada y
suministrada a los usuarios del sistema de acueducto en la zona, sea apta para el
consumo humano.
Elaborar un plan de operación para optimizar el sistema de acueducto del Municipio
de Coyaima y lograr que a futuro el porcentaje de pérdidas sea menor al 25%.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 11
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
4 LOCALIZACIÓN GENERAL DEL SISTEMA
4.1 DESCRIPCIÓN GENERAL DEL SISTEMA ACTUAL
El acueducto cuenta actualmente con dos bocatomas. La bocatoma de la Quebrada
Meche, queda localizada a 14.3 km al sur occidente del municipio y la planta de
tratamiento. Es una bocatoma de fondo se encuentra en mal estado debido a las últimas
crecientes que han tenido efectos estructurales en la misma.
La bocatoma del Rio Saldaña, ubicada a 1.5 km al sur occidente de la planta de
tratamiento. Cuenta con dos tuberías de 4” y un sistema de bombeo el cual no se
encuentra en buenas condiciones y presenta problemas por los continuos arrastres de
arena que provienen del Rio Saldaña.
La línea de aducción de la Quebrada Meche, tiene una distancia de 14.5 km, se encuentra
construida en PVC y Asbesto cemento, y pasa por zonas de riesgo geológico y ambiental
como ríos y quebradas.
La Línea de impulsión del Rio Saldaña tiene una distancia de 1.5 km, la cual pasa por
medio del municipio. Esta se encuentra enterrada y construida en PVC.
Las dos líneas de conducción, envían el agua a un mismo desarenador y enviada a una
PTAP, la cual es de tipo convencional y se encuentra en funcionamiento, consta de
floculadores, sedimentadores y filtros. Contigua a la PTAP, se encuentra el tanque de
almacenamiento, desde donde se realiza la distribución a la población del Municipio de
Coyaima.
4.2 LÍMITE URBANO Y ZONAS DE DESARROLLO
El Municipio de Coyaima, se encuentra situado al sur del Departamento del Tolima. (Ver
Figura 1).
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 12
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Figura 1. Localización Municipio Coyaima- TolimaFuente: Consultor
4.2.1 Cabecera municipal
Su cabecera está localizada sobre 3°48' de latitud norte y los 75°12' de longitud al oeste
de Greenwich, a 114 kilómetros de la ciudad de Ibagué, capital del departamento.
4.2.2 Limites
Norte: Con el Departamento de Caldas. Desde la desembocadura del Río Guarino en
el Magdalena hasta el pico central en el Nevado de Santa Isabel. Longitud: 125
kilómetros
Sur: Con el Departamento del Huila. Desde el Nevado del Huila hasta el nacimiento
del Río Riachón. Longitud: 260 Kilómetros.
Oriente: Con el Departamento de Cundinamarca. Desde el nacimiento del Río
Riachón en el cerro Cara de Zorro, sobre la cuchilla Altamizal, hasta la
desembocadura del Río Guarino en el Magdalena. Longitud: 240 Kilómetros.Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811
Bogotá, Colombia 13
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Occidente: Con el Departamento del Cauca. Desde el nacimiento del Río Desbaratado
hasta la cima del Nevado del Huila. Longitud: 23 Kilómetros
4.2.3 Zonas de desarrollo
Zona Urbana Desarrollada (ZUD):
Comprende la cabecera municipal y los caseríos de Castilla, Totarco Piedras, Totarco
Dinde, Mesas de Inca y Guayaquil, asentamientos humanos nucleados que cubren una
superficie de 620.50 has, equivalentes al 0.93% del territorio municipal.
Zona Verde de Reserva (ZVR):
Se constituye en una de las categorías de mayor importancia, dadas sus características
de vegetación leñosa productora, protectora y reguladora de agua. Corresponde 84 has
de reforestación protectora productora, con las especies Guadua (Guadua angustifolia) e
Igua (Pseudosamanea guachapele), las cuales en algunos sectores se encuentran
asociadas con frutales como el mango y el limón, formando sistemas agroforestales;
dichas plantaciones han sido ejecutadas por la Corporación Autónoma Regional del
Tolima “CORTOLIMA” y la Alcaldía Municipal de Coyaima a través de la UMATA.
Zona de Ronda de Ríos (ZRR):
Ocupa una superficie de 3011.35 has, equivalente al 4.53 % del área total. Corresponde a
pequeñas manchas dispersas, localizadas en el sector suroccidental del municipio,
específicamente en zonas de nacimiento del Río Meche y de las Quebradas Meche,
Lemaya y Coya, así como sobre las márgenes de los Ríos Chenche, Hilarco y Guaguarco.
Zona de Expansión Urbana (ZEU):
Hace referencia a la delimitación de las áreas de expansión que puedan presentar los
actuales centros poblados, como una previsión de su crecimiento, basado ello en
características topográficas (terrenos planos), de estabilidad de suelo, de posición
geográfica estratégica, de ubicación con muy baja a nula vulnerabilidad ante la ocurrencia
de riesgos naturales, y de posibilidad de adecuación y habilitaciones urbanística (provisión
de servicios públicos y sociales). Todo ello partiendo de una previa redefinición de los
límites urbanos, procedimiento efectuado de acuerdo al alcance real de perímetro de
servicios que ellos tienen.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 14
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Zona de Desarrollo Agropecuario y/o de Abastecimiento (ZDAG/A):
Corresponde a las áreas dedicadas al desarrollo de la actividad agrícola. Cubre
7919.7 has equivalentes al 11.92 % del área municipal. Los pastizales hace referencia a
la vegetación de tipo herbáceo cuyas especies que la conforman pertenecen básicamente
a la familia de las gramíneas, categoría de uso que cubre una superficie de 41699.23 has,
equivalentes al 62.77% del área municipal.
Zona de Conservación y/o Protección (ZCP):
Teniendo en cuenta que el ordenamiento del territorio no solo implica el manejo de la
variable cobertura vegetal - suelo, se hace necesario además de las categorías de uso
propuestas a través de la C.D.M.B, incluir una quinta categoría, denominada “Otros Usos”,
donde se involucra aquellas ocupaciones y uso del espacio diferentes a cobertura:
vegetal, que siendo unas de carácter obligatorio (centros poblados, localizaciones para
desarrollo de macroproyectos, etc.) y otras de gran potencial benéfico para el desarrollo
de la región, deben ser contempladas, puesto que ellas no ocasionaran mediante un
adecuado manejo el deterioro de la base natural. Dentro de ésta categoría, se tiene:
Cuerpos de Agua (Ca). Adicional a los lagos existentes, se involucra dentro de esta
unidad el área de inundación demandada en el proyecto “Triángulo del Tolima”
(460.0 has), espejo de agua que será obtenido a través del embalse “Zanja Honda”,
sistema artificial cuya presa y fuente de alimentación (toma, conducción y entrega para
transvase de aguas del Río Saldaña), se encuentra actualmente en la etapa inicial de
construcción.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 15
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
5 DIAGNÓSTICO Y ALTERNATIVA ÓPTIMA ESCOGIDA
Las alternativas que se plantearon tuvieron en cuenta todos los componentes del sistema,
de acuerdo con los resultados del diagnóstico, de esta forma se establece la toma de
decisiones generando la mejor solución para el municipio.
Algunos de estos componentes son de alta prioridad y deberán desarrollarse a corto
plazo.
Se realizaron alternativas en los componentes de aducción y almacenamiento. Esta última
va encaminada al suministro en las zonas de expansión del municipio, como son la
Urbanización Coyaima Vive.
Se realizaron las alternativas considerando cada una de las áreas involucradas en la
elaboración del diagnóstico como: estado estructural, suelos, funcionamiento de la planta,
funcionamiento hidráulico y diagnóstico institucional, bajo los siguientes aspectos:
Vulnerabilidad del sistema.
Ahorro del Agua.
Calidad del servicio.
Prestación del servicio.
Cobertura del servicio
De acuerdo a lo anterior, las alternativas del sistema se plantean de acuerdo a los
siguientes criterios:
La planta de tratamiento de agua potable actual se encuentra en buenas
condiciones pero presenta problemas estructurales y de asentamiento.
Se realizara la construcción de una planta de tratamiento compacta, tanque de
abastecimiento para abastecer principalmente la población futura (Barrios Benigno
Capera y Coyaima Vive).
Se mantiene como fuente principal la Quebrada Meche, por consiguiente es
necesaria la construcción de una nueva bocatoma.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 16
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
La conducción existente se encuentra en buen funcionamiento, con capacidad
suficiente, se debe efectuar la optimización de las conducciones instalando
válvulas de purga y ventosa requeridas, para la operación de la misma.
De la línea de conducción existente se realizara una derivación hasta el sitio
destinado para la nueva PTAP compacta que abastecerá principalmente los
Barrios Benigno Capera y Coyaima Vive (actual zona de expansión).
Se implementa la Macromedición en la salida del tanque existente.
Se implementa la Micromedición en el sistema de distribución, como plan de
reducción de pérdidas.
Implementación del plan de ahorro de agua, debido a que el componente más
importante en este diagnóstico es la reducción de pérdidas en el sistema.
Implementación del plan de sectorización.
Fortalecimiento comercial de la empresa prestadora del servicio.
Implementación de la gestión operacional del sistema.
En la Tabla 1 se presenta de forma resumida el planteamiento de cada una de las
alternativas.
Tabla 1. Planteamiento de Alternativas
ALTERNATIVA 1Adecuar el sistema existente
ALTERNATIVA 2Planta Cerro Biana
BOCATOMA Y SISTEMAS DE
BOMBEO
Construcción nueva bocatoma Q. MecheConstrucción de nuevo sistema de bombeo Rio Saldaña.
Construcción nueva bocatoma Q. MecheConstrucción de nuevo sistema de bombeo canal el Triángulo (1700 m).
ADUCCIÓN Construcción línea de aducción. Construcción línea de aducción.
DESARENADOR Construcción del desarenador Construcción del desarenador
CONDUCCION
Construcción de viaductos y pasos especiales.Instalación y cambio de válvulas de purgas y ventosas.Cambio de tubería asbesto cemento y HD por tubería flexible en pasos y fallas geotécnicas.Implementación de válvulas de corte-
Construcción de viaductos y pasos especiales.Instalación y cambio de válvulas de purgas y ventosas.Cambio de tubería asbesto cemento y HD por tubería flexible en pasos y fallas geotécnicas.Implementación de válvulas de corte.
PLANTA DE TRATAMIENTO
Ampliación y adecuación de la PTAP existente.Construcción de obras de protección para la PTAP
Construcción de nueva PTAP cerro de Biana.
TANQUE
Construcción de tanque de almacenamiento de 300 m3.y conexión tanques existentes.
Construcción tanque barrios cota alta Benigno, Capera y Coyaima vive.
BOMBEO Construcción sistema de bombeo PTAP,. No se requiereREDES DE
DISTRIBUCIÓNPlan de reducción de pérdidas y optimización de presiones.
Plan de reducción de pérdidas y optimización de presiones.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 17
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Se han analizado los costos de las alternativas planteadas, basados en costos de
referencia, como se muestra en la Tabla 2.
Tabla 2. Costo de alternativas
ALTERNATIVA 1 ALTERNATIVA 2
BOCATOMA Y SISTEMAS DE BOMBEO
$ 150.000.000 $ 290.000.000
ADUCCIÓN $40.000.000 $ 40.000.000
DESARENADOR $ 150.000.000 $ 150.000.000
PLANTA DE TRATAMIENTO $350.000.000 $ 700.000.000
TANQUE $540.000.000 $ 670.000.000
BOMBEO $150.000.000 -
REDES DE DISTRIBUCIÓN $200.000.000 $200.000.000
TOTAL $ 1.580.000.000 $ 2.050.000.00
De las alternativas presentadas, la Alternativa 2, fue escogida por el Alcalde del Municipio
de Coyaima , el señor Jorge Arturo Aragón, secretario de obras públicas, gerente de
EMPUCOY y demás funcionarios de planeación, como solución a la optimización del
sistema de acueducto, debido a que está alternativa presenta el diseño de una nueva
bocatoma, línea de aducción, desarenador, conducción, PTAP compacta y tanque de
almacenamiento con capacidad para abastecer agua potable a la población futura.
Igualmente se realizaran la optimización de la red de distribución y un plan de gestión
para la instalación de micromedidores y macromedidores. Esta alternativa se dio
viabilidad debido a que el abastecimiento de agua que existe actualmente no sería
suficiente para la población futura e igualmente fortalece y ofrece una mayor solides que
el sistema existente.
En el plano 1 se muestra el esquema de operación del sistema de acueducto proyectado.
Adicionalmente a la alternativa escogida de la construcción de una nueva bocatoma, línea
de conducción, aducción y desarenador, la consultoría contemplará el funcionamiento
alterno con lo que existe actualmente. En el Anexo 1, se presenta el acta de socialización
del Municipio de Coyaima y la selección de la alternativa.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 18
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
6 CRITERIOS DE DISEÑO
Los criterios de diseño utilizados para la optimización del sistema de acueducto del
Municipio de Coyaima, están basados por el Título B del Reglamento Técnico del Sector
de Agua Potable y Saneamiento Básico RAS-2000 y sus modificaciones de acuerdo a la
Resolución 2023 de Noviembre de 2009.
6.1 POBLACIÓN
El cálculo de la población futura se realizó utilizando los modelos matemático, geométrico,
aritmético y exponencial, de acuerdo con las metodologías presentadas en el RAS 2000 –
Reglamento Técnico para el sector de Agua Potable y Saneamiento Básico – Resolución
No. 1096 del 17 de noviembre de 2000 (Titulo B, Tabla B.2.1) y la Resolución 2320 del 27
de noviembre de 2009.
La consultoría seleccionó el modelo geométrico, que es el que más se ajustó al
comportamiento histórico de la población. De acuerdo a lo a los lineamientos de la norma
técnica RAS 2000 y teniendo en cuenta que la población tienen una alta actividad turística
y comercial se ajustan las proyecciones de población en un 5%. Estos incrementos se
realizaron para todos métodos de estimación expuestos.
Se realizaron proyecciones de población tomando 5 rangos inter-censales con los
respectivos años de censo usados (1951-1964, 1964-1973, 1973-1985, 1985-1993, 1993-
2005), de acuerdo con los datos de la siguiente Tabla 3, el municipio presenta tasas de
crecimiento positivas a lo largo de los periodos intercensales, por tal motivo se toma el
promedio de las tasas de crecimiento intercensales para representar la dinámica
demográfica actual del municipio, con este promedio se tiene una tasa de 1.92% para el
método Geométrico.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 19
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Tabla 3 Tasas de crecimiento
TASAS DE CRECIMIENTO
PeriodoAritmético Geométrico ExponencialPendiente r k
1951 - 196458,85 4,63% 4,52
1964 - 1973-17,33 -1,05% -1,06
1973 - 1985107,58 5,14% 5,01
1985 - 199325,50 0,87% 0,86
1993 - 200597,00 2,72% 2,69
Promedio53,19 1,92% 1,88
Fuente: Consultor
A continuación se muestra la gráfica de los resultados obtenidos en las proyecciones de
población, sin tener en cuenta la población flotante.
Figura 2. Gráfico de Proyecciones de Población del municipio de Coyaima.
Fuente: Consultor.
En la siguiente tabla se presentan las proyecciones de población para cada uno de los 25
años, incluyendo la población flotante.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 20
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Tabla 4 Proyecciones de Población Incluyendo Población Flotante.
PROYECCIONES DE POBLACION
AÑOARITMETICO GEOMETRICO EXPONENCIAL
POBLACIÓN P+PF POBLACIÓN P+PF POBLACIÓN P+PF2011 4543 4770 4735 4971 4727 4964
2012 4596 4826 4825 5067 4817 5058
2013 4650 4882 4918 5164 4908 5154
2014 4703 4938 5012 5263 5001 5251
2015 4756 4994 5109 5364 5096 5351
2016 4809 5050 5207 5467 5192 5452
2017 4862 5105 5307 5572 5291 5555
2018 4915 5161 5409 5679 5391 5661
2019 4969 5217 5512 5788 5493 5768
2020 5022 5273 5618 5899 5597 5877
2021 5075 5329 5726 6012 5703 5988
2022 5128 5385 5836 6128 5811 6102
2023 5181 5440 5948 6246 5921 6217
2024 5235 5496 6062 6365 6033 6335
2025 5288 5552 6179 6488 6148 6455
2026 5341 5608 6297 6612 6264 6577
2027 5394 5664 6418 6739 6383 6702
2028 5447 5720 6541 6869 6504 6829
2029 5501 5776 6667 7000 6627 6958
2030 5554 5831 6795 7135 6752 7090
2031 5607 5887 6925 7272 6880 7224
2032 5660 5943 7058 7411 7011 7361
2033 5713 5999 7194 7554 7143 7501
2034 5766 6055 7332 7699 7279 7643
2035 5820 6111 7473 7846 7417 7787
Fuente: Consultor.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 21
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
6.2 NIVEL DE COMPLEJIDAD
El nivel de complejidad se define de acuerdo al número de habitantes proyectado para el
periodo de diseño, su capacidad económica y el grado de exigencia técnica requerida
para adelantar el proyecto. En la Tabla A.3.1 del título A del RAS 2000, se encuentran los
rangos de asignación del nivel de complejidad, que de acuerdo con las proyecciones de
población realizadas, corresponden a un nivel de complejidad MEDIO.
Tabla 5. Tabla A.3.1. Asignación del nivel de complejidad.
Nivel de Complejidad Población en la zona urbana (1)
(habitantes)Capacidad económica
de los usuarios (2)
Bajo < 2500 BajaMedio 2501 a 12500 Baja
Medio Alto 12501 a 60000 MediaAlto > 60000 Alta
(1) Proyectando al período de diseño. Incluida población flotante(2) Incluye capacidad económica de población Flotante
Fuente: Titulo A, Capitulo A.3, RAS 2000.
De acuerdo al Artículo 2 la Resolución 2320 de 27 de noviembre de 2009 en el cual se
modifica el Artículo 69 del Resolución 1069/00 (RAS 2000), se tiene que el periodo de
diseño para todos los componentes de los sistemas de acueducto a nivel de complejidad
medio es de 25 años.
6.3 DOTACIÓN NETA
Para determinar la dotación neta, la Resolución 2320 de noviembre de 2009, modificó el
Artículo 67 de la Resolución 1069/00 (RAS 2000), se tiene que para un nivel de
complejidad MEDIO, y teniendo en cuenta que Coyaima está ubicado a una altura por
debajo de 1000 msnm (de clima cálido), la dotación máxima neta para el Municipio de
Coyaima será de 125 L/Hab-día. En la siguiente tabla se muestra la dotación neta
máxima según la Resolución 2023.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 22
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Tabla 6. Dotación Neta Máxima según clima y nivel de complejidad.
NIVEL DE COMPLEJIDAD DEL SISTEMA
DOTACIÓN NETA MÁXIMA PARA POBLACIÓN CON CLIMA FRIO O
TEMPLADO (L/Hab-día)
DOTACIÓN NETA MÁXIMA PARA POBLACIÓN CON CLIMA
CÁLIDO (L/Hab-día)Bajo 90 100
Medio 115 125
Medio alto 125 135
Alto 140 150
Fuente: Resolución 2023, Articulo 1, 2009
6.4 DOTACIÓN BRUTA
La Dotación Bruta es la cantidad de agua máxima requerida para satisfacer las
necesidades básicas de un habitante, considerando para su cálculo el porcentaje de
pérdidas que ocurran en el sistema de acueducto. Según la resolución 2320 de 2009, el
porcentaje de pérdidas técnicas máximas admisibles para el cálculo de la Dotación Bruta,
no deberá superar el 25%.
Para el cálculo de la dotación bruta, según el Numeral B.2.6 del RAS 2000, se debe
calcular con la siguiente ecuación:
Ec. 1 DBruta=DNeta
1−%PPor lo tanto,
DBruta=125
1−0.25=167 L/Hab-día
6.5 DEMANDA
Caudal medio diario (Qmd)
El Qmd es el caudal medio demandado por la población, de acuerdo a la dotación bruta
asignada y puede calcularse mediante la siguiente ecuación:
Ec. 2 Qmd=P×DBruta
86400
En la Tabla 7, se muestra el caudal medio diario para la población actual y futura.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 23
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Tabla 7. Caudal medio diario
Escenarios AñoPoblación
(hab)d bruta
(L/hab. día)Qmd(L/s)
Actual 2011 4971 167 9.59Futuro 2036 7997 167 15.43
Caudal máximo diario (QMD)
Se calcula mediante la siguiente fórmula:
QMD=Qmd×k1
k1 = 1.3 (coeficiente de consumo máximo diario), correspondiente a un valor de nivel de
complejidad medio (Ver Tabla B.2.5 Ras 2000). En Tabla 8, se muestra el caudal medio
diario para la población actual y futura.
Tabla 8. Caudal máximo diario.
Escenarios AñoQmd (L/s)
K1QMD(L/s)
Actual 2011 9.59 1.3 12.47Futuro 2036 15.43 1.3 20.05
Caudal máximo horario (QMH)
Se calcula mediante la siguiente ecuación:
QMH=QMD×k2
Según el nivel de complejidad adoptado para este diseño, y teniendo en cuenta que el
diseño es para una red de distribución menor, el coeficiente de consumo máximo horario
será k2= 1.60 (RAS 2000 en el Numeral B.2.7.5). En Tabla 9, se muestra el caudal medio
diario para la población actual y futura.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 24
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Tabla 9. Caudal máximo horario.
Escenarios AñoQMD (L/s)
K2QMH(L/s)
Actual 2011 12.47 1.6 19.95Futuro 2036 20.05 1.6 32.09
En la Tabla 10 se muestra un cuadro resumen de los parámetros analizados
anteriormente, para la población actual (2011) y futura (2036).
Tabla 10. Parámetros analizados para los años 2011 y 2036.
Parámetro Unidad 2011 2036
Periodo de diseño - 25 25
Nivel de Complejidad Medio Medio
Población total hab 4971 7997
Dotación neta L/ hab.dia 125 125
Dotación Bruta L/ hab.dia 167 167
Pérdidas totales (%) % 25 25
Caudal medio diario , Qmd L/s 9.59 15.43
Caudal Máximo Diario, QMD L/s 12.47 20.05
Coeficiente de consumo máximo diario, K1 - 1.3 1.3
Caudal Máximo Horario, QMH L/s 19.95 32.09
Coeficiente de consumo máximo horario, K2 - 1.6 1.6
Caudales por componente del sistema
Una vez calculado los caudales de diseño (Qmd, QMD y QMH), se procede a calcular los
caudales de cada uno de los componentes que integran el sistema de acueducto del
municipio. Según el RAS 2000, cada uno de los componentes como son captación,
aducción, desarenador, conducción y PTAP tiene unos parámetros de diseño que se
muestran en la Tabla 11.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 25
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Tabla 11. Calculo de Caudales por Componentes del Sistema de acueducto según el RAS 2000
COMPONENTE NORMATIVIDADNIVEL DE
COMPLEJIDADQ DISEÑO
PERDIDAS A TENER EN CUENTA.
Captación RAS A.11.1.4Bajo y Medio QMD
Aducción 5% y PTAP 5%
Medio Alto 2 * QMD -Alto 2.5 QMD -
Aducción RAS A.11.1.12 Bajo y Medio QMD PTAP 5%Medio Alto y
AltoQMD
Aducción 5% y PTAP 5%
DesarenadorRAS A.11.2.4 Y
B.4.4.6.2
Bajo, Medio, Medio Alto y
AltoQMD
Aducción 5%,PTAP 5% y Conducción 5%
Conducción RAS A.11.1.12Medio Alto 2 * QMD -
Alto 2.5 QMD -
PTAP RAS A.11.2.1.1Bajo, Medio, Medio Alto y
AltoQMD -
Almacenamiento RAS B.9.4.4
Bajo 1/3(QMD/1 día) -
Medio y Medio Alto
1/3(QMD/1 día)+(Qmd*tiempo fuera
de servicio)-
Alto 1/4(QMD/1 día) -
Distribución RAS A 11.1.15
Bajo QMH -Medio y Medio
AltoQMH o Qmd +Qincendio
-
Alto QMH -
Fuente: Titulo A y Titulo B, RAS 2000
Dada la anterior tabla se procedió a calcular los caudales para cada estructura para la
demanda actual y futura como se muestra en la siguiente tabla.
Tabla 12. Caudales por Componentes del Sistema del municipio de Coyaima
AñoCaptació
n (l/s)Aducció
n (l/s)Desarenado
r (l/s)Conducció
n (l/s)
PTAP
(l/s)
Almacenamiento
(m3)
Distribución
2011
31.17 12.47 12.47 12.47 12.47 359.03 19.95
2036
50.14 20.05 20.05 20.05 20.05 577.57 32.09
Fuente: Consultor
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 26
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
6.6 MODELACIÓN
En este capítulo se presentan los resultados de la modelación hidráulica de las redes que
prestan el servicio de distribución de agua potable en el Municipio de Coyaima.
Actualmente, en el interior del casco urbano se encuentran en funcionamiento dos
sistemas separados: uno alimentado directamente desde la planta de tratamiento de agua
potable (para abastecer a el Barrio Benigno Capera) y el otro alimentado desde los
tanques de almacenamiento, aguas abajo de la planta (para abastecer el resto de la
cabecera urbana).
Métodos de cálculo de redes de distribución
Los sistemas de distribución de agua potable están conformados por la unión de una gran
cantidad de tuberías simples, las cuales interactúan entre sí para transportar el líquido a
través de grandes distancias. Para establecer con certeza el comportamiento de la masa
y energía en cualquier momento y en todo lugar dentro de éstas, es necesario resolver de
manera simultánea, un conjunto de sistemas de ecuaciones no lineales que resulta como
producto del comportamiento de cada uno de los elementos que conforman la red.
Para dar cumplimiento a esta tarea se han venido desarrollando una serie de métodos de
solución iterativos, entre los que se destaca el Método de Cross, el Método de Newton
Raphson, el Método de la Teoría Lineal, los cuales evolucionaron con el tiempo a la par
del crecimiento de la tecnología y los métodos numéricos disponibles.
En la actualidad, las redes de distribución de agua potable se simulan a través del Método
del Gradiente, el cual es de tipo matricial y hace uso del entendimiento de la hidráulica del
fenómeno para minimizar el número de operaciones que deben realizarse.
Elementos que intervienen en la simulación de redes de distribución
Para conseguir que un modelo hidráulico digital represente adecuadamente el
comportamiento del prototipo instalado en campo, se requiere que cada uno de sus
elementos pueda ser simulado con suficiente precisión. A continuación se presenta la
forma en la cual se representan en un modelo hidráulico digital las diferentes partes de
una red de distribución.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 27
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Tubos
Representan los conductos a través de los cuales se desplaza el fluido a lo largo de la
red, por lo cual su presencia es indispensable en todo modelo. Las principales
propiedades asociadas a los tubos son:
Identificador del tramo
Longitud del tramo
Diámetro
Rugosidad
Nodo inicial, nodo final
Velocidad de flujo
Caudal
Coeficiente de pérdidas menores
Estado: Permite establecer si la tubería se encuentra abierta o cerrada en el
momento de la simulación.
En el caso del Municipio de Coyaima, la red de distribución cuenta con un total de
10.614 m de tuberías construidas principalmente PVC y en proporción menor en Asbesto
Cemento, con diámetros que oscilan entre 1” y 6”, como se muestra en la Figura 3 y en la
Figura 4.
0
20
40
60
80
100
120
140
160
1" 1.5" 2" 2.5" 3" 4" 6"
Núm
ero
de tr
amos
Diámetro (inch)
Distribución de diámetros
Figura 3. Distribución de diámetros en la red del Municipio de Coyaima.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 28
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
0
2000
4000
6000
8000
10000
PVC AC
Long
itud
(m)
Material
Materiales en la red
Figura 4. Distribución de materiales en la red del Municipio de Coyaima.
Nodos
Representan las uniones entre los tubos que conforman la red, además de encargarse de
reportar la presión disponible en las distintas zonas. Las propiedades asociadas a los
nodos en una red de distribución son:
Identificador del nodo
Coordenadas X y Y: Permiten establecer la localización espacial del elemento.
Cota: Elevación topográfica del sitio en el cual se produce la unión entre las
tuberías.
Demanda: Consumo promedio de los suscriptores cercanos.
Curva de modulación: Conjunto de factores multiplicadores que afectan la
demanda base.
Coeficiente de emisor: Representa el tamaño de una fuga localizada en las
inmediaciones del nodo.
Vértices
Se utilizan para incluir los cambios de dirección que presentan las tuberías a lo largo de
su longitud.
Identificador del tubo al que pertenece.
Coordenada X y Y del vértice.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 29
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Embalses
Encargados de representar la fuente de agua a través de la cual se alimenta la red. Las
principales propiedades de los embalses son:
Identificador del embalse.
Coordenadas X y Y.
Cota: Altura del agua a la salida del embalse.
Tanques de almacenamiento
Los tanques de almacenamiento se encargan de garantizar la presencia de líquido en el
sistema en todo momento, aprovechando las horas de bajo consumo para acumular un
volumen de agua, el cual es consumido posteriormente durante las horas pico.
Identificador del tanque.
Coordenadas X y Y.
Cota de fondo.
Nivel inicial, máximo y mínimo
Geometría
Curva de descarga: Se utiliza para establecer la variación del volumen en
función de la altura.
Bombas
Se emplean especialmente en aquellos casos en los cuales las diferencias topográficas
no son suficientes para abastecer una parte o la totalidad de los usuarios:
Identificador de la bomba.
Nodo inicial, nodo final a los que se encuentra conectada.
Curvas de la bomba: A través de las cuales se establece la capacidad y el
rendimiento del equipo instalado.
Válvulas de control
Se encargan de controlar la energía o la masa disponible en algún sector específico. Para
representar una válvula de control se necesita:
Identificador de la válvula.
Nodo inicial y nodo final a los que se encuentra conectada.
Diámetro.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 30
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Tipo: Permite establecer si se trata de una reguladora de presión o de caudal y
qué clase de comportamiento presenta.
Coeficiente de pérdidas menores.
Curvas de modulación
También conocidas como patrones de consumo, consisten en una serie de factores
multiplicadores que se aplican a la demanda base de los diferentes nodos de la red, para
simular la variación en el consumo a lo largo del día. Cada suscriptor perteneciente a un
sistema de distribución posee un patrón de consumo propio de acuerdo a sus hábitos y
necesidades, sin embargo, en la práctica dicha curva no puede conocerse de manera
particular. Debido a lo anterior, en términos de modelación se aprovecha el hecho de que
está es muy similar para todos los suscriptores de tipo residencial, construyéndose así ya
curva típica común. Para su fabricación se utilizan los valores de caudales promedios
diarios registrados en la entrada de la zona, los cuales se transforman en una curva
unitaria (conocida así porque la suma del promedio de todos sus elementos es igual a
uno).
Figura 5. Patrón de consumo típico en una red de distribución.
Por intermedio de la topografía se determina la posición y elevación de todas las
estructuras ubicadas en campo, así como las características del terreno en el que se
encuentran. Durante la elaboración del presente estudio, se realizó un levantamiento
topográfico exhaustivo. Con base en este trabajo se generó la superficie del terreno,
mostrada en la Figura 6, la cual sirvió como base para la elaboración de los modelos de
acueducto del municipio.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 31
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Figura 6. Superficie topográfica del Municipio de Coyaima y la red de distribución de agua
potable.
Leyes de control
Por este nombre se conoce al conjunto de órdenes que se utilizan para simular
acontecimientos especiales; estas pueden ocurrir de forma periódica en el sistema, tales
como apertura o cierre de válvulas, encendido o apagado de sistemas de bombeo o
cualquier otro suceso sobre algún elemento del sistema.
Válvulas de cierre
El sistema cuenta con 13 válvulas de cierre, a través de las cuales se genera la
sectorización operativa necesaria para prestar el servicio a todo el municipio. Su
localización se puede apreciar en la Figura 7.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 32
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Figura 7.Localización de válvulas.
Asignación de demandas
La asignación de las demandas se realiza mediante la determinación de los polígonos de
Thiessen, los cuales son una construcción geométrica que usa un plano euclideo y unos
puntos de control. Un plano euclideo es de dimensión finita, por lo que en el presente
municipio, el límite es definido por el perímetro urbano y los puntos de control son los
nodos de la red de acueducto sobre los cuales se puede realizar la asignación de la
demanda.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 33
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Resultados de la simulación hidráulica
Aducciones y conducciones
El sistema de distribución de agua potable del Municipio de Coyaima en la actualidad está
siendo abastecido a través de dos fuentes superficiales (Quebrada Meche y Río Saldaña)
localizadas al sur de la cabecera municipal. A continuación se presenta la evaluación
hidráulica de cada una de éstas.
Aducción quebrada Meche
Sobre esta línea se aprovecha la diferencia de niveles de 44.7 m existentes entre el
desarenador y la entrada a la planta de tratamiento, para transportar aproximadamente
20 L/s hacia la cabecera urbana del municipio, a través de 15300 m de tubería de 8” y 6”
en PVC (ver Figura 8).
1
Diameter
150.00
174.00
186.00
200.00
mm
Figura 8. Planta del trazado de la conducción de la quebrada Meche.
Para la evaluación hidráulica de la línea de aducción se utilizó el QMD requerido para
abastecer la demanda de caudal en el caso urbano, al final del período de diseño
(Numeral B.6.4.2 del RAS 2000), el cual es de 19.3 l/s.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 34
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Para transportar este caudal a través de la línea, se demandan 10.7 m de la energía total
en pérdidas por fricción, mientras los 34 m restantes se consumen en pérdidas menores
Conducción Río Saldaña
La otra fuente de abastecimiento que en la actualidad dispone el sistema de acueducto
del Municipio de Coyaima, es el Río Saldaña, cuya bocatoma se encuentra ubicada al sur
de la cabecera municipal, unos 44 m por debajo de la planta de tratamiento. Esta
diferencia topográfica se vence por intermedio de un sistema de bombeo, que tiene la
capacidad de impulsar 20 l/s.
Esta línea tiene una longitud de 1.500 m y está construida en tubería de PVC de 6”. En la
Figura 9 se presenta el alineamiento de las tuberías de este bombeo.
Figura 9. Planta de la línea de bombeo desde el Río Saldaña
Redes de distribución
Como parte del diagnóstico de las redes de transporte y distribución de agua potable del
Municipio de Coyaima, se planteó un grupo de escenarios hidráulicos, a través de los
cuales se evaluó la respuesta de la infraestructura instalada ante diferentes hipótesis
operativas.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 35
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
En el primer Escenario se buscan reproducir las condiciones que actualmente se están
presentando en el sistema, las cuales conllevan a la creación de cuatro sectores
operativos, debido a los altos consumos reportados.
Mientras que los otros dos escenarios plantean un QMD de 12.37 L/s para el año 2011 y
un QMD de 19.3 L/s para el año 2036; cálculos hechos a partir de las demandas
recomendadas en la resolución 2320 del MAVDT (167 l/hab-día). Dichos modelos no
presentan ninguna regla de operación y buscan simular la prestación continua del servicio
de agua potable al municipio.
Escenario 1: Funcionamiento condiciones actuales
En la actualidad en la cabecera urbana del municipio de Coyaima habitan 4935 personas,
a las cuales se les presta el suministro de agua potable a través de dos fuentes
superficiales conocidas con el nombre de río Saldaña y quebrada Meche, las cuales
proporcionan en conjunto 20 L/s en promedio.
Teniendo en cuenta estos datos el consumo medio por habitante sería:
Este valor es 2.35 veces más grande que el que recomienda el MAVDT en la resolución
2320, lo que corresponde a un manejo inadecuado del recurso y además generará
dificultades operativas.
De igual forma es necesario tener en cuenta que en la actualidad el servicio se ofrece de
forma fraccionada a diferentes zonas del municipio, lo que significa que en cada momento
los 20 l/s están siendo proporcionados a una población menor, lo que aumenta
significativamente el consumo real.
Se crearon Polígonos de Thiessen a lo largo de todo el perímetro urbano, utilizando como
base la topología de la red, tal como se presenta en la Figura 10. Posteriormente se Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811
Bogotá, Colombia 36
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
realizó un conteo de suscriptores ubicados sobre cada polígono, para determinar el
consumo que debe asignarse a cada nodo de la red.
Figura 10. Polígonos de Thiessen Red de distribución.
En la actualidad en el Municipio de Coyaima no se realiza ninguna actividad de
micromedición de consumos, lo cual probablemente es la principal causa de los altos
consumos registrados. Según los resultados de la encuesta, tan sólo 35 (cuya ubicación
se muestra en la Figura 11 ) usuarios tienen instalados dispositivos de micromedición
(que corresponden al 2.7 %).
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 37
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Figura 11. Ubicación espacial de los suscriptores con micromedición.
Para evaluar las condiciones operativas actuales (Escenario 1), en las cuales los altos
consumos imposibilitan prestar servicio de forma simultánea a todo el municipio, se creó
el modelo hidráulico presentado en la Figura 12, en el que se implementaron los 4
sectores operativos.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 38
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Base Demand
0.05
0.15
0.25
0.41
LPS
Figura 12. Modelo hidráulico de las redes de Coyaima.
Cabe resaltar que los constantes movimientos efectuados crean en algunas ocasiones
condiciones especiales de flujo no permanente o flujo no presurizado, para las cuales no
están diseñados los programas de simulación de redes de acueducto. No obstante, con el
fin de reproducir lo mejor posible el movimiento de válvulas por intermedio del cual se
materializa la sectorización, se incorporaron 61 leyes de control en el modelo hidráulico,
así como 4 patrones de consumo.
En la Figura 14 se muestra la variación en el servicio en las redes a lo largo de un ciclo
típico. Como se puede observar, el esquema de operación actual ofrece un servicio
fraccionado, que además requiere mucho trabajo operativo.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 39
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Día 1 7:00 am – hora 7 Día 2 7:00 am – hora 31
Día 3 7:00 am – hora 55Figura 13. Nodos de la red de Coyaima que demandan agua en el Escenario1.
Con respecto al comportamiento del tanque de almacenamiento, en la Figura 154 se
puede apreciar el rápido abatimiento que se presenta una vez entra en funcionamiento el
Sector 1 y que permanece hasta que se implementa al Sector 3 (en el tercer día). Esta
situación se presenta porque la demanda supera el caudal que se produce en la planta.
Lo anterior significa que durante la mayor parte del tiempo el tanque permanece vacío, lo
que propicia la despresurización de las redes.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 40
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Pressure for Node 5
Time (hours)21521020520019519018518017517016516015515014514013513012512011511010510095908580757065605550454035302520151050
Pre
ssur
e (m
)
1.0
Figura 14. Comportamiento del almacenamiento, Escenario 1.
Escenario 2: Funcionamiento de la infraestructura actual, población actual y
consumos según la Resolución 2320 del MAVDT
Por intermedio de este escenario se busca evaluar el funcionamiento de la infraestructura
instalada, si se atiende a la población existe con base en los consumos propuestos en la
Resolución 2320. Como se ha venido mencionando, en la actualidad se están registrando
demandas muy altas, que están afectando el comportamiento de las redes.
La alimentación hidráulica del modelo se realizó a partir de los dos tanques que se
encuentran aguas abajo de la PTAP, cuya capacidad agregada es de 283 m3. La siguiente
figura muestra el comportamiento del almacenamiento frente a la demanda del sistema.
Como se muestra en la Figura 16, el tanque de almacenamiento existente tiene un
volumen suficiente para regular los caudales requeridos, teniendo como base las
dotaciones recomendadas.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 41
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Pressure for Node 5
Time (hours)7065605550454035302520151050
Pre
ssur
e (m
)
2.0
1.0
Figura 15. Comportamiento del almacenamiento, Escenario 2.
El comportamiento de las presiones en la red a la hora de máximo consumo se presenta
en la Figura 176, en las cuales se evidencia que los consumos asignados para este
escenario generan presiones suficientes para que todo el sistema esté abastecido.
Figura 16. Presiones en el momento de máximo consumo 7:00am. Escenario 2
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 42
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Escenario 3: Funcionamiento de la infraestructura actual, población a 2036 y consumos según la resolución 2320
En este caso se planteó la respuesta la topología actual para atender a la población futura
si el consumo del agua se racionaliza y se ajusta a los valores esperados. Como se
aprecia en la Figura 187, en algunos momentos del día el tanque almacenamiento se
queda sin agua, mientras que en otros se desborda. Esta situación demuestra que el
volumen de almacenamiento actual no es suficiente para atender la demanda proyectada,
por lo que es necesario aumentar su capacidad en un futuro.Pressure for Node 5
Time (hours)727068666462605856545250484644424038363432302826242220181614121086420
Pre
ssur
e (m
)
2.0
1.0
Figura 17. Comportamiento del tanque de almacenamiento, Escenario 3.
Con respecto al comportamiento de las presiones (Figura 18), en el Escenario 3 se
encontró que a través de las redes existentes es posible suministrar los caudales que
demandará la población a lo largo del horizonte de diseño.
Pressure
0.00
15.00
30.00
60.00
m
Figura 18. Presiones en el momento de máximo consumo 7:00 am. Escenario 3.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 43
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
7 ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS
7.1 TOPOGRAFÍA
Las actividades para el levantamiento de la topografía realizadas para el Mmunicipio de
Coyaima se manejaron de la siguiente manera:
Equipo de trabajo:
En el desarrollo de estas En el desarrollo de estas actividades se utilizó una comisión
topográfica para planimetría y para investigación de redes o catastro. En el informe
topográfico del Diagnóstico del Mmunicipio de Coyaima, se incluye la certificación de la
calibración de los equipos utilizados y las hojas de vida de los topógrafos.
Reconocimiento del terreno :
Antes de iniciar con los trabajos topográficos, se realizó un recorrido por la zona
delimitando el perímetro urbano y ubicación de estructuras hidráulicas del Mmunicipio de
Coyaima, de los cuales posteriormente se realizó el levantamiento topográfico detallado.
Amarre del proyecto en coordenadas:
Se arma el receptor en el vértice geodésico GPS-T-T-24 ubicada en el Municipio de
Saldaña Tolima, este fue amarrado a los puntos GPS1 y GPS 2 del Municipio de
Coyaima.
El levantamiento se realizó teniendo en cuenta los lineamientos que contemplan los
anexos técnicos del pliego de condiciones.
Poligonal diseñada para el trabajo :
Una vez post-procesada la información geodésica se procede a realizar el cálculo de las
poligonales y detalles tomados con estación total tomando como referente los puntos de
GPS mediante la implementación del software TOPCONLINK a fin de obtener
coordenadas planas de Gauss para los deltas y todos los detalles. Con la estación de
topografía también se realizó el trabajo altimétrico y la nube de puntos que se descarga
con el programa TOPCONLINK quedo registrada en cada una de las carteras de campo.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 44
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Las coordenadas para el GPS1 son N: 911757.749 E: 876189.242 y para el GPS2 N:
911835.370 E: 876444.043.
Poligonal 1: Esta poligonal se inició tomando como punto de partida los GPS 1 y 2 el
recorrido de esta poligonal es de 1630 metros lineales y se compone de doce deltas los
cuales inician en el DELTA PLG 1 y terminan en el DELTA PLG 12.
Poligonal 2: Esta poligonal se inicia en la bocatoma sobre la Quebrada Meche la cual
hace el recorrido a lo largo de la tubería existente en un recorrido aproximado de cinco
kilómetros los cuales terminan sobre la vía que conduce del Municipio de Coyaima al
municipio de ataco, en este sitio se empalma con el levantamiento que se hizo con los
GPS RTK , el cual hace un recorrido aproximado de doce kilómetros llegando al casco
urbano, cabe mencionar que a lo largo de la línea de distribución de gravedad se dejaron
ubicados doce mojones en concreto con su respectiva placa en aluminio.
Los archivos crudos y las carteras digitales de los levantamientos topográficos se
presentan en el informe topográfico del Diagnóstico del Mmunicipio de Coyaima.
Desarrollo del levantamiento :
El Levantamiento Topográfico se inició desde los puntos o mojones establecidos en el
lugar GPS1 Y GPS2, levantando los elementos urbanísticos y constitutivos de la red de
acueducto.
Inicialmente se iniciaron las labores topográficas planimétricas y altimétricas desde la
planta de tratamiento hacia la bocatoma de la quebrada Meche. Se inició la topografía
partiendo de los GPS 1 y GPS 2 en poligonal abierta hacia la bocatoma.
Una vez terminada la tarea en la conducción, se inició el levantamiento del casco urbano
a nivel urbanístico y adicionalmente se identificaron los elementos constitutivos de la red
de acueducto municipal. Para este levantamiento se realizaron dos poligonales cerradas
en el casco urbano, ajustándolas y obteniendo los errores permitidos para la realización
del trabajo.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 45
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
En el informe de diagnóstico anteriormente entregado, se presenta el informe topográfico
realizado para el Mmunicipio de Coyaima (remitirse al Anexo 2-informe Diagnóstico).
Una vez el Municipio de Coyaima establezca los predios destinados para la construcción
de la nueva bocatoma, desarenador , línea de conducción y la planta de tratamiento
compacta ,se procederá a realizar la topografía de detalle de los sitios establecidos.
7.2 ESTUDIOS DE SUELOS
De acuerdo a la alternativa escogida, se realizó estudio de suelos en el sitio escogido
para el diseño de la nueva bocatoma, desarenador, línea de conducción y de la Planta de
Tratamiento de Agua Potable actual y diseñada.
En el Anexo 3, se presenta el estudio de suelos realizado por esta consultoría.
7.3 DISEÑO HIDRÁULICO
7.3.1 Sistemas de captación
A continuación se presenta el dimensionamiento correspondiente al sistema de captación
de la Quebrada Meche.
Para el diseño de la Bocatoma en concordancia por lo establecido en el RAS 2000, el
Caudal de diseño es 2 QMD, el cual para este caso es 38,61 l/s.
Área Neta Requerida
Se asumió una velocidad de paso promedio a través de la rejilla de captación de 0,15 m/s
con el fin de reducir el arrastre de arenas especialmente. Con el caudal de diseño,la
velocidad de paso y el coeficiente de descarga (0,9) se determina el área neta requerida.
A=Q /V
Aneta = 0.57 m2
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 46
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Longitud de la rejilla y número de orificios
Para determinar la longitud de la rejilla se asume una separación entre barrotes igual a
a=0.0254 m y diámetro de cada barrote igual a b=0.0254 m (1 pulg.) y A Ancho B=0.30 m
Lr=An× (a+b )a×B
Lr=0.57m2×(0.0254m+0.0254m)
0.0254m×0.30m
Lr=1.91m=1.90m
Se adopta un longitud de rejilla igual a Lr=1.90m. Recalculando el área neta en función de
la longitud de la rejilla, Lr se tiene.
Se procede a calura el número de separaciones entre barrotes con la siguiente ecuación.
N= Ana×B
N= 0.57 m20.0254 m×0.30m
N=39
Se adoptan 39 separaciones de 2,54 cm, con lo cual se tienen un número total de
barrotes de 38.
Vertedero de Control y de excesos
Para el cálculo del Vertedero de Control de y de excesos para la bocatoma se utilizó el
Caudal máximo diario el cual es de 19.30 l/s, y utilizando la Ecuación de Francis para
vertederos de cresta delgada con contracciones se obtuvo el siguiente resultado:
Q=1.84 (L−0,1nh )h2 /3
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 47
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
dónde:
Q Caudal (m3/s)
L Longitud de Vertedero (m)
n número de contracciones
h altura de lámina de agua (m)
Vertedero de Control
Longititud del vertedero 0.46 m
Altura de lámina de agua 0,08 m
Vertedero de Excesos
Longititud del vertedero 1.31 m
Altura de lámina de agua 0,04 m
Pozo de Amortiguamiento
Para el cálculo del pozo de amortiguamiento se tuvo en cuenta un caudal de creciente de
3 m3/s, la altura de Prese de 1.5 m y el ancho bocatoma 9.00 m.
Tabla 13.Parámetros de diseño –pozo de amortiguamiento.
Q 3 m3/s Q máximo creciente
L 9 m Ancho del cauce
h 1,5 m Altura presa
He=Hd+Hv
hd 0,32 m
h/hd 4,69 hv no significativo
A continuación se presenta el perfil de vertedero de salida de la presa, para lo cual se
utilizó la siguiente ecuación
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 48
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Donde:
n 1.85 Talud Vertical
K 2 Talud Vertical
Tabla 14.Coordenadas relativas perfil Vertedero-Presa
X Y X Y
0,171 0,05 0,789 0,85
0,248 0,1 0,814 0,9
0,309 0,15 0,838 0,95
0,361 0,2 0,862 1
0,407 0,25 0,885 1,05
0,450 0,3 0,907 1,1
0,489 0,35 0,930 1,15
0,525 0,4 0,951 1,2
0,560 0,45 0,972 1,25
0,593 0,5 0,993 1,3
0,624 0,55 1,014 1,35
0,654 0,6 1,034 1,4
0,683 0,65 1,054 1,45
0,711 0,7 1,073 1,5
0,738 0,75
0,764 0,8
Para encontrar las condiciones de velocidad V1 al final del vertedero se utilizó la
siguiente ecuación:
Donde Z = H + Hd
g = 9,81 m/s2
Una vez encontrada la velocidad V1, se hallo la altura de lámina de agua Y1, en número
de Froude F1. A partie de F1 se determino la relación l/Y1 en la Figura 19
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 49
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Figura 19. Relación F vs l/Y1
El siguiente paso fue encontrar las condiciones al final del pozo de amortiguación a través
de la siguiente ecuación:
Y finalmente se encontraron las condiciones de normalización a la entrada nuevamente al
cauce de la quebrada por medio de la siguiente expresión:
Una vez determinada Y3, se es calculó la longitud del pozo de amortiguamiento L.
La longitud del Pozo de amortiguamiento es 3.56 m, aproximándola a 3.60 m. Los detalles
de la estructura de amortiguamiento se pueden ver en el plano de detalle de la bocatoma.
7.3.2 Línea de aducción
La línea de aducción se presentara desde la bocatoma de la Quebrada Meche hasta el
desarenador. En la Tabla se observan las principales características de la línea de
aducción diseñada.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 50
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Tabla 15. Aspectos generales- Línea de aducción.
Parámetro Unidad Valor
Diámetro pulgadas 10
Longitud metros 60
7.3.3 Desarenador
A continuación se presenta el dimensionamiento correspondiente al desarenador para el
sistema de la Quebrada Meche teniendo en cuenta una remoción de partículas de
diámetro de 0.1 mm, una temperatura de 25°, un peso específico de 2.65 gr/cm3, y una
eficiencia mayor al 80%. A partir de los parámetros anteriores se obtiene una velocidad de
sedimentación de 0.00322 m/s con un número de Reynolds de 0.68 (Re > 1 aplica la Ley
de Stokes).
dónde:
= Velocidad de sedimentación (cm/s).
= Densidad de la partícula de arena (g/m3).
= Densidad del agua (g/m3).d = Diámetro de la partícula de arena (cm).
= Aceleración de la gravedad (cm/s2).
= Viscosidad cinemática del agua (cm2/s).
Tomando una profundidad útil, H, de 2.0 m se obtiene un tiempo de caída de la partícula,
t, de 622 segundos, y mediante una relación de 2.75 para el período de retención y el
tiempo de caída en condiciones de depósitos con buenos deflectores y una eficiencia del
87.5 %, se obtiene un periodo de retención, p, de 1710.15 segundos,
t= HV s
= 2 .00 .00322
=622 s
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 51
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
θt=2 .75→θ=2. 75×t=2. 75×622=1710 ,15 s
La capacidad del desarenador está dada por el caudal de diseño multiplicado por el
periodo de retención obteniendo un valor de 33.01 m3. Por lo tanto el área superficial del
desarenador se encuentra a partir de la relación entre la capacidad y la profundidad útil,
C/H, de lo cual se obtiene un valor de 16.50 m2. La carga hidráulica superficial, Q/As, del
tanque es de 258.33 m3/m2*día, valor menor al máximo recomendado en la literatura de
1000 m3/m2*día.
Luego para el dimensionamiento del tanque de sedimentación se contempla una relación
entre la longitud y el ancho de 4:1, obteniendo así un ancho de 1.9 m y una longitud de
7.60 m, considerando un borde libre de 20 cm y una altura para almacenamiento de
30 cm se obtuvo una altura total de 2.50 m. En la Tabla 16 se presentan las dimensiones
generales del desarenador.
Tabla 16.Dimensiones desarenador
Parámetro Valor Unidad
Largo 7.60 m
Ancho 1.90 m
Profundida
d2.50 m
A continuación se presentan los cálculos de los orificios de paso en a través de las
pantallas deflectoras:
Tabla 17. Calculo orificios Pantalla deflectora
Parámetro Valor Unidad
Q 0.019 m3/s
A 0.129 m2
V 0.15 m/s
C.C 0.9
Diámetro Orificio 2.5 in
Área orificios 0.00316 m2
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 52
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
No. Orificios 46 orificios
Orificios/fila 9
Long. Orificios 0.5715 m
Sep orificios 0.14 m
Para el calculo del Vertedero de Control de salida del desarenador se utilizó el Caudal
Máximo Diario el cual es de 19.30 l/s, y utilizando la Ecuación de Francis para vertederos
de cresta delgada con contracciónes se obtuvo el siguiente resultado:
Q=1.84 (L−0,1nh )h2 /3
Donde:
Q Caudal (m3/s)
L Longitud de Vertedero (m)
n número de contracciones
h altura de lámina de agua (m)
Longititud del vertedero 2,00 m
Altura de lámina de agua 0,03 m
En los planos 2 de 2 , se presenta la planta perfil y detalles del desarenador proyectado.
7.3.4 Línea de conducción
Optimización línea de conducción
Con el objeto de mejorar las características operativas y de protección de las líneas de
conducción existente, se analiza la necesidad de instalar, ventosas y/o purgas, resultando
las siguientes consideraciones:
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 53
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
- Se proyecta la instalación de 13 válvulas de purga ubicadas antes de las
estructuras hidráulicas existentes y en los puntos bajos de la línea.
- Se proyecta la instalación de 14 válvulas ventosas, ubicadas en los puntos altos
de la línea.
En los planos plantas perfiles Pv 1 de 1 se detalla la ubicación de las válvulas
proyectadas sobre las líneas de conducción existente y el perfil hidráulico corresponde a
las condiciones de caudal esperada al año 2036 y al esquema de funcionamiento óptimo
del sistema.
Igualmente para la optimización de la línea de conducción existente se implantara un
sistema de viaductos con las siguientes consideraciones.
- Se construirá un viaducto tipo colgante sobre la Quebrada Meche, el cual tendrá
una longitud de 20 m y un diámetro de 8”. Estará compuesto por columnas y
zapatas en concreto; estructuras de contraviento y un cable principal de 1” y
pendolones de ¼ “
- Se realizaran las siguientes adecuaciones al viaducto existente, el cual se
encuentra ubicado sobre la Quebrada Coya.
Instalación de tubería de 8” en hierro dúctil.
Construcción de una nueva torre de soporte en concreto reforzado.
Construcción de muertos y estructuras de cortavientos.
Instalación de dos cables principales de 1” y pendolones en ½”.
Los parámetros requeridos y diseños del sistema de viaductos se presentan en el
Numeral 7.5.
Por otra parte en la abscisa K11+880 m se realizara una derivación de la línea de
conducción existente hasta el sitio destinado para la construcción de la nueva planta de
tratamiento compacta que abastecerá la zona de expansión. Este nuevo tramo tendrá una
longitud de 880 m en tubería de 4 pulgadas.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 54
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Los resultados hidráulicos de la línea de conducción y con el caudal esperado al año
2036, respecto a velocidades, presiones, diámetros, longitudes, cotas, etc. se pueden
observar en el Anexo 4 que hace parte integral de este informe.
7.3.5 Sistema de tratamiento
Se construirá una planta compacta con una capacidad de tratamiento de 4.42 l/s en
Poliéster Reforzado con Fibra de Vidrio (PRFV) por su fácil construcción y mantenimiento.
La cual se muestra y describe a continuación:
Figura 20.Esquema general de la planta de tratamiento propuesta.
Componentes del sistema de tratamiento propuesto
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 55
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Contenedor de la unidad total construido en acero calificado norma ASTM A-283 calibre
1/4, de 2.30 m de altura, CIRCULAR, para trabajar a presión conteniendo:
Mezclador: En Línea vortex, para iniciar contacto del coagulante con el agua, ubicado
en la base del dosador.
Separador: de sólidos disueltos del tipo Hidrociclón de alta eficiencia.
Floculador: compuesto por cámara interna conoide, de flujo decreciente. con su
pantalla deflectora.
Sedimentador: construido en compartimiento interno en acero, con bafle de
separación, y módulo de sedimentación en bloque en material plástico tipo Colmena.
Cámaras de filtros a presión: sumergidos en compartimiento interno, bajo el
sedimentador, construidos para operación, vertical descendente. Llevarán sus falsos
fondos provistos de boquillas (hidroesferas microranura) balanceadas hidráulicamente
para producir en el retrolavado un efecto de frote de partículas, construidos en
material inerte a la corrosión, hechos en ABS o Kinar de alto impacto, llevarán su
trampa de desfogue de aire, lechos filtrantes, conducto interno para su retrolavado,
flauta rociadora de entrada juego de válvulas de operación e inversión de flujo tipo
esfera con giro de 90º.
Dosificadores: serán del tipo Poot-feeder cerrados para dosificar en línea sulfato de
alúmina en cristal e hipoclorito de Calcio en pastilla. Y el tercero para aplicar Cal.
Controles: que comprenden el suministro de las válvulas de tipo waffle con giro de 90º
de apertura rápida, con sus conexiones y accesorios, para control de entrada de agua
cruda, salida de agua tratada, desfogue de lodos del floculador y del sedimentador.
Manómetro indicador de pérdida de presión y aforador de agua tratada tipo flujómetro
en línea.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 56
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Acabados: Limpieza general de superficies, con rasqueta, desoxidantes y
desengrasantes químicos, pintura general de superficies con cromato de zinc y
epóxico para las partes internas y esmalte de presentación blanco para las externas.
Límites: Nuestro trabajo comprende entregar la planta totalmente lista para su
funcionamiento, en brida de entrada de agua cruda y brida de salida de agua tratada
y desagüe a cero metros de distancia de la planta.
Los procesos y etapas con los cuales cuenta la planta Compacta:
Zona de Floculación: La planta incluye una estructura de entrada que recibe el
agua en una cámara separadora tipo hidrociclón donde en un cuerpo cónico
degrada velocidad produciendo una alta sedimentación que es recogida en una
cámara tronco piramidal inferior que dispone de su drenaje manual. Se anota que
previa la entrada de agua al hidrociclón ha recibido la adición de sulfato de
aluminio para efectuar la floculación por adsorción, el floculador está diseñado con
base a una velocidad de 0.6 m/s. la cual presentó un buen funcionamiento durante
la prueba de jarras.
Zona de Decantación: El efecto hidrociclón logra eficiencias hasta del 90% que
harían innecesaria la sedimentación adicional, sin embargo la planta está dotada
en la cámara o zona ascensional que conduce a los filtros de un módulo de
seguridad del tipo colmena o tubular inclinado, para recoger algunas partículas
que escapen a la etapa anterior y así mejorar el rendimiento de los filtros.Para el
diseño del sedimentador de flujo ascendente se tuvo en cuenta una velocidad de
5.5 m3/m2/hora.
Zona de Filtración: La planta incluye dos cámaras o unidades internas de filtración
autolavantes de diseño de última generación que incorpora sistema de
hidroesferas microranuradas construidas en Kinar balanceadas hidráulicamente
para producir en el retrolavado un efecto de frote de partículas que hacen un
retrolavado eficiente sin zonas negras como ocurre en filtros a presión
convencionales. La unidad incluye trampas de desfogue de aire para evitar
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 57
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
canalizaciones en todos sus sistemas internos, la operación se hace por medio de
la manipulación de válvulas tipo Waffle o esfera con giro de 90º, el lecho filtrante
es dual compuesto por arenas silíceas y antracita de selección y gradación
especial:
La velocidad de filtración es de 3 a 4 gpm/pie2 (180 -240 m3/m2/día)
La profundidad de lecho es de 0.75 m.
La carrera de filtración es de 24 horas.
El sistema de lavado es hidráulico.
El tiempo de lavado es de 5 minutos por filtro
Sistema de dosificación
La Planta MINIPACK está diseñada para flujo confinado, en consecuencia el sistema de
dosificación también es cerrado en línea del tipo Poot –feeder de operación hidráulica.
Se emplea para dosar sulfato A, cloro y eventualmente un corrector de pH .Las unidades
de dosificación incluyen un mezclador en línea con difusor Venturi y regulación con su
válvula.
Materiales de construcción
El material de construcción es Acero A 283 Gr C de ¼” cuyas superficies son recubiertas
con pintura epóxica tipo marino, los acabados exteriores son con película de esmalte
martillado aguamarina o según indicaciones
Operación y control
La planta se controla manualmente con juego de válvulas de operación hidráulica tipo
Waffle o lenteja o bola (según dimensiones) de apertura rápida giro de 90º para control de
entrada de agua cruda, salida de agua tratada, lavado de filtros, drenaje de lodos, etc.
La planta dispone de medidor de caudal o caudalímetro de salida de agua tratada,
manómetros de presión para control de lavado, etc.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 58
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
La operación de la planta MINIPACK es supremamente sencilla, el manual de operación
cabe en una hoja de muy fácil comprensión, el operario no requiere de escolaridad
especial sino simplemente que disponga de buen sentido común.
Dosificación de químicos
Para poner en funcionamiento se debe colocar una libra de sulfato de aluminio A en forma
de bolas (sólida) para controlar la dosificación el aparato dispone de una llave que permite
graduar la dosificación, dependiendo de la turbiedad del agua
La dosificación de cloro se efectúa adicionando dos pastillas de cloro concentrado (HTH),
con el comparador de cloro se mide la concentración presente en la salida de agua
tratada.
Estimación consumo de químicos
Se toman los datos medios para aguas decantadas así: Sulfato 20 ppm cloro 2 ppm.
Energía eléctrica
La planta MINIPACK no requiere de energía eléctrica para su funcionamiento (utiliza la
cabeza hidráulica disponible en el sitio.
Mantenimiento
A la planta se le efectuara el lavado de filtros cada 24 horas y/o cuando se note
desmejora en el efluente y se le hará purga del sedimentador cada dos días y este
procedimiento puede generar un volumen de vertimientos de 0.5 m3
En la Tabla 18, se muestras otras especificaciones para la instalaciónón y operación de la
planta compacta.
Tabla 18. Otras Especificaciones Técnicas Planta Minipack
Área Requerida 5,0 X 5,0 mPeso de la planta en operación 12 TonSeparación del floculador Tipo micro turbulencia - centrifugaSedimentacion En medio granular o contacto
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 59
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Filtración Rápida a presiónOperación filtros Válvula Wafle giro 90ºDosificación POOT-FEEDER, en línea a presiónConexión de entrada y salida Diámetro 3”Válvulas de control Tipo Wafle de apertura rápidaLecho Filtrante Profundo multicapa, arena - antracita
Información general de funcionamiento
El sistema MINIPACK propuesto, es un diseño de tecnología y geometría avanzada, a la
vez que en extremo sencilla y lógica en su operación. Incluye en una misma unidad
compacta, con espacios muy bien aprovechados los procesos de adición de productos
químicos, mezcla, floculación, sedimentación acelerada en módulos inclinados, filtración y
cloración. Prácticamente no tiene partes sujetas a desgastes mecánicos y puede ser
operada por personal no calificado.
La Planta MINIPACK, es producida en Colombia exclusivamente por ACUATECNICA,
bajo licencia, y el producto está debidamente registrado en el Ministerio de Desarrollo.
Con respecto a otros sistemas, la Planta MINIPACK presenta ventajas sumamente
importantes, algunas de ellas son:
OPERACIÓN SIMPLIFICADA, lograda mediante el accionamiento muy simple de
válvulas de apertura rápida tipo Waffle y una alarma sonora de desborde que
indica al operador cuando es necesario operarla.
DESGASIFICACIÓN incorporada que le permite eliminar constantemente aire y
gases, lo que produce un funcionamiento seguro y eficiente de sus dos unidades
de filtración ya que prácticamente elimina el fenómeno de los cortos-circuitos
hidráulicos y la canalización.
RETROLAVADO muy rápido, pues incorpora la técnica del frote de partículas,
proporcionado por el diseño balanceado de las HIDROESFERAS de fondo y
usando agua limpia que la misma unidad prepara para su propio retrolavado.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 60
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
FLOCULACION acelerada, usando la técnica de la micro turbulencia en un medio
granular ascendente de forma conoide, de efecto rápido.
SEDIMENTACION complementaria, producida con la ayuda de módulos
sedimentadores compuestos por placas inclinadas o pisos múltiples.
FILTRACIÓN, compuesta por dos unidades operando a presión sobre un lecho de
material inerte de gradación especial para rata decadente y flujos altos relativos
que produce un efluente cristalino.
7.3.6 Almacenamiento
El Sistema Existente presenta un tanque con un volumen de almacenamiento efectivo de
236 m3. El tanque se ubica inmediatamente aguas abajo de la PTAP, por lo cual recibe
exclusivamente agua tratada.
Es un tanque enterrado en concreto que cuenta con dos compartimentos independientes,
ambos de 6 m de ancho; uno de los compartimentos tiene 8.2 m de largo y el otro 8.3 m
de largo. La altura total del tanque es de 2.85 m, por lo cual la altura efectiva corresponde
a 2.55 m. Las dimensiones son el resultado del levantamiento efectuado en campo por la
consultoría de las estructuras existentes.
El tanque presenta filtraciones ocasionadas por deficiencias en el proceso constructivo.
Por lo tanto, se recomienda impermeabilización para su recuperación. Sin embargo,
dichas obras no afectan la capacidad ni comportamiento hidráulico del tanque.
La evaluación de la capacidad de almacenamiento requerida para suplir las demandas
actuales y futuras, se realizó considerando la variación en la demanda a lo largo del día.
Así, teniendo en cuenta que el caudal de entrada del tanque proveniente de la planta es
un valor constante (en este caso QMD), el volumen requerido de almacenamiento es
aquel que debe compensar el caudal deficitario en el tiempo de mayor consumo (volumen
déficit) con el caudal excedente en el tiempo de menor consumo (volumen excedente). El
volumen hallado analíticamente se multiplica por un factor de 1.2 (Numeral 9.4.4, RAS
2000). Figura 21 presenta esquemáticamente el método descrito.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 61
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Figura 21. Esquema del análisis gráfico para el cálculo de almacenamiento.
Debido a que el Municipio de Coyaima no cuenta con registros de la variación del
consumo ni globalmente ni a nivel de usuarios, se optó por utilizar un patrón típico de
consumo para realizar los análisis. Se tuvo como referencia el patrón de Bugalagrande,
Valle del Cauca, debido a la similitud en las características de población, nivel
socioeconómico y clima con el área de estudio del presente proyecto.
En la Figura 22 se presenta el patrón de consumo total y el caudal máximo diario
requerido para la totalidad del Municipio de Coyaima (19.30 l/s).
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 62
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
0
5
10
15
20
25
30
35
0:00 3:00 6:00 9:00 12:00 15:00 18:00 21:00 0:00
Cau
dal [
l/s]
Hora
Patrón de consumo en Coyaima
Patrón consumo [L/s] QMD [l/s]
Figura 22. Patrones de consumo.
Con base en los modelos hidráulicos y considerando la racionalización del consumo en el
municipio, el sistema no requiere almacenamiento adicional en la actualidad. La Figura 23
presenta el almacenamiento requerido en el sistema a través del periodo de diseño.
180
200
220
240
260
280
300
2011 2016 2021 2026 2031 2036
Alm
ace
nam
ien
to [
m3
]
Almacenamiento - Municipio de Coyaima
Alm existente [m3] Alm requerido [m3]
Figura 23. Comportamiento de la capacidad de almacenamiento.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 63
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Como se observa, se empieza a presentar déficit de almacenamiento durante el tiempo de
desarrollo del proyecto, por lo cual se hace indispensable aumentar la capacidad de
almacenamiento del sistema.
Sin embargo, debido al planteamiento general del proyecto, el Sistema Existente de PTAP
y almacenamiento solo abastecerá una parte de la red, dado que otra parte será
abastecida por un nuevo sistema de tratamiento y almacenamiento. Por lo tanto, la
capacidad de almacenamiento existente debe ser evaluada de acuerdo a los
requerimientos del área y demanda que abastecerá (caudal máximo diario de 14.88 l/s).
La Figura 24 presenta el requerimiento de almacenamiento a lo largo del desarrollo del
proyecto para el Sistema Existente.
120
140
160
180
200
220
240
260
2011 2016 2021 2026 2031 2036
Alm
ace
nam
ien
to [
m3
]
Almacenamiento - Municipio de Coyaima
Alm existente [m3] Alm requerido [m3]
Figura 24. Comportamiento de la capacidad de almacenamiento.
Tal como se aprecia en la figura anterior, el almacenamiento existente (volumen efectivo
de 235.6 m3) posee la capacidad requerida para abastecer al horizonte del proyecto las
demandas proyectadas para el sistema respectivo.
El Sistema Nuevo se proyecta con un caudal máximo diario de 4.42 l/s. Para mencionado
caudal, una vez realizado el procedimiento anteriormente descrito y de acuerdo con las
recomendaciones del RAS, se estima un volumen de almacenamiento requerido de
85.46 m3 efectivos.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 64
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
La Tabla 19. Parámetros de diseño del nuevo almacenamiento presenta los cálculos de
dimensionamiento del tanque nuevo de almacenamiento
Tabla 19. Parámetros de diseño del nuevo almacenamiento.
Parámetro Descripción [unidad] ValorVe Volumen estimado [m3] 85.46V Volumen diseño [m3] 90k Constante 2
H Altura Total [m]H=(V/100)/3.6 + k
2.25He Altura efectiva [m] 1.95
A Área [m2]A=V/He
46.15a Ancho [m] a=A/LL Largo [m] L=2*a
a Ancho [m]a=(A/2)^0.5
4.8
L Largo [m]L=a*2
9.6
Por lo tanto, las dimensiones internas del tanque de almacenamiento son 9.6x4.8x2.25. El
detalle del nuevo tanque de almacenamiento se puede apreciar en el Plano 2/2.
Los requerimientos de almacenamiento se desarrollan de la siguiente manera:
- Realizar impermeabilización al tanque de almacenamiento de la PTAP existente.
- Construir e implementar un tanque de almacenamiento inmediatamente aguas abajo de
la nueva PTAP.
-El nuevo tanque de almacenamiento tendría una capacidad de diseño efectiva de 90 m3,
con una altura efectiva de 1.95 m, altura total de 2.25 m, ancho de 4.80 m y longitud de
9.60 m.
7.3.7 Redes de distribución
Es necesario resaltar que la solución aquí planteada es viable siempre y cuando se
racionalicen los consumos presentados en el municipio. Según la alternativa escogida
para el Municipio de Coyaima, la distribución se realizará a través de dos sistemas
independientes. Un sistema, abastecido por la PTAP existente se denominará Sistema
Existente y cubre la mayoría del área que se debe abastecer actualmente. El otro sistema,
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 65
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
denominado Sistema Nuevo, será abastecido por una nueva PTAP y tanque de
almacenamiento ubicados en el sitio establecido por el municipio y se conforma con la
distribución del Barrio Benigno Capera, el proyecto Coyaima Vive y en general la zona de
expansión ubicada al oriente de la actual PTAP.
Figura 25. Red de acueducto propuesta. Municipio de Coyaima.
En la Figura 26, se muestra esquemáticamente la red de distribución del Sistema
Existente del Municipio de Coyaima.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 66
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Figura 26. Red de distribución del Sistema Existente del Municipio de Coyaima.
En la actualidad, la red de distribución del Sistema Nuevo, solamente tiene construida la
red del Barrio Benigno Capera. Por lo tanto, las redes de las zonas que no se han
desarrollado, deben ser diseñadas de acuerdo con el desarrollo gradual. En el presente
proyecto, se diseña la red matriz del sistema, que debe permanecer de manera expresa
hasta el horizonte del proyecto. La red de distribución del Sistema Nuevo se presenta en
la Figura 27.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 67
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Figura 27. Red de distribución del Sistema Nuevo del Municipio de Coyaima.
Las adecuaciones requeridas para el correcto funcionamiento de los dos sistemas, deben
desarrollarse de manera inmediata. Para el diseño de los nuevos elementos se tuvieron
en cuenta criterios hidráulicos expresados a través de la modelación de la red de
distribución la cual se realizó utilizando la información recolectada en campo.
Las obras requeridas para el correcto funcionamiento de las redes de Coyaima deben
desarrollarse de manera inmediata e incluyen los siguientes aspectos:
- Políticas educativas para reducción de consumo.
- Instalación de flotadores en tanques domiciliarios.
- Instalación y puesta en marcha de micromedición para la totalidad de usuarios de la red.
- Instalación de macromedición en la salida de los tanques y en la entrada de los sectores hidráulicos.
- Establecimiento de la línea expresa de alimentación de los sectores hidráulicos del Sistema Existente.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 68
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
- Construcción de la línea expresa para el abastecimiento de las redes del Sistema Nuevo.
- Conexión de la red del Barrio Benigno Capera al Sistema Nuevo y respectiva desconexión del Sistema Existente.
- Instalación de válvulas (VCP) para generar la sectorización hidráulica.
- Instalación de válvulas (VC) para generar la sectorización operativa.
• Delimitación del perímetro sanitario municipal
El perímetro sanitario se definió tomando como base el levantamiento topográfico, el cual
contiene la ubicación de las redes y los planos de manzaneo. Los límites urbanos y las
zonas de expansión se obtuvieron del Esquema de Ordenamiento Territorial, realizado por
la administración del municipio.
• Definición del área a evaluar
El área de evaluación del proyecto corresponde al perímetro sanitario y zonas de
expansión delimitadas por el municipio. Se evidencia que la zona de expansión hace parte
mayoritariamente del Sistema Nuevo. En la Figura 28 se presenta el área de influencia del
proyecto, en la cual se observa claramente como una parte existente (correspondiente al
Barrio Benigno Capera) será abastecido por el Sistema Nuevo.
Figura 28. Área de influencia del proyecto. Municipio de Coyaima.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 69
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
• Definición del periodo de análisis
El sistema de acueducto se evaluó para las condiciones actuales de funcionamiento, y
para una proyección de la población a 25 años, teniendo en cuenta un nivel de
complejidad medio del sistema (Decreto 2023 del 27 de noviembre de 2010), se considera
como horizonte el año 2036.
• Definición de densidad de población
La proyección de población para la cabecera del Municipio de Coyaima para el año 2011
según proyección es de 4935 habitantes, el área urbanizada actual es aproximadamente
63.7 hectáreas teniendo en cuenta el levantamiento topográfico realizado por esta
consultoría, con lo cual se tiene una densidad promedio de 77.47 Hab/ha.
• Diámetro mínimo
El diámetro mínimo para la tubería del sistema de acueducto es de 2 pulgadas. (RAS
2000, A.11.1.17) o de 4 pulgadas para las redes matrices del sistema.
Tabla 20. Diámetros mínimos Red Matriz.
Nivel de Complejidad Diámetro mínimo (mm) Diámetro mínimo (in)
Bajo 64 2.5Medio 100 4
Medio Alto 150 6Alto 300 12
Fuente: RAS 2000.
Tabla 21. Diámetros internos mínimos en las redes de distribución.
Nivel de Complejidad Diámetro mínimo (mm) Diámetro mínimo (in) Zona
Bajo 38.1 1.5Medio 50 2.0
Medio Alto100 4.0 Comercial e industrial63.5 2.5 Residencial
Alto150 6.0 Comercial e industrial75 3.0 Residencial
Fuente: RAS 2000.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 70
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Dentro del análisis que se realizó en el diagnóstico del sistema de acueducto de este
municipio se analizaron los diámetros actuales de la red existente. En la siguiente figura
se muestra la distribución de los diámetros en la red actual del municipio:
Figura 29. Diámetros de la red de distribución actual del Municipio de Coyaima.
En la Figura 29 se puede evidenciar que en el sistema actual de acueducto se cumple en
su mayoría con los diámetros mínimos exigidos por la norma RAS 2000.
Sin embargo, en la zona sur del municipio se encuentran instaladas tuberías inferiores a 2
pulgadas (azul en la figura). Esta zona, correspondiente a una parte de la Urbanización La
Esperanza, fue desarrollada recientemente, por lo cual las tuberías tienen menos de 10
años de instalación y están ubicadas en una parte final del sistema. Adicionalmente, no se
registran problemas de presión en el sector, tal como se consigna posteriormente en este
informe. Por lo anterior, se considera prescindible su reemplazo al diámetro mínimo (2
pulgadas) pero se recomienda que para cualquier intervención de la zona que requiera
reemplazo, se instalen tuberías de 2 pulgadas.
• Presiones mínimas en la red
La presión mínima en la red depende del nivel de complejidad del sistema, y debe ser
como mínimo el que se especifica a continuación (RAS 2000 A.11.1.16):
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 71
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Tabla 22. Presión mínima en la red.
Nivel de Complejidad Presión mínima (KPa) Presión mínima (m)Bajo 98.1 10
Medio 98.1 10Medio Alto 147.2 15
Alto 147.2 15Fuente: RAS 2000.
Las presiones de servicio mínimas establecidas en este literal deben obtenerse cuando
por la red de distribución esté circulando el caudal de diseño.
• Presiones máximas en la red
La presión máxima en la red no depende del nivel de complejidad del sistema, y debe ser
como máximo el que se especifica a continuación (RAS 2000 A.11.1.16):
El valor de la presión máxima a tener en cuenta para el diseño de las redes menores de
distribución, para todos los niveles de complejidad del sistema, debe ser de 588.6 kPa
(60 mca). Cualquier valor mayor debe ser justificado ante la Superintendencia de
Servicios Públicos Domiciliarios.
La presión máxima establecida en este literal corresponde a los niveles estáticos, es
decir, cuando no haya flujo en movimiento a través de la red de distribución, pero sobre
ésta esté actuando la máxima cabeza producida por los tanques de abastecimiento. La
presión máxima no debe superar la presión de trabajo máxima de las tuberías de las
redes de distribución.
• Otros criterios
- Diámetro, localización y presión mínima de hidrantes: Los diámetros mínimos de
los hidrantes contra incendios, colocados en la red de distribución de agua potable
para un nivel de complejidad medio del sistema, no deberá ser menor a 75 mm (3
pulgadas), y se colocarán a una distancia máxima entre ellos de 300 m.
- Para el nivel medio de complejidad, la presión mínima en los hidrantes debe ser la
correspondiente a 29.43 kPa (3 mca). En estos casos, la presión requerida para
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 72
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
combatir el incendio podrá ser suministrada por el equipo de bombeo propio de los
carros del cuerpo de bomberos.
- Válvulas en redes de distribución: la red de distribución debe proveerse de
válvulas de compuerta o mariposa.
- En las tuberías principales deben disponerse de las válvulas necesarias que
permitan aislar un sector o zona de servicio.
- Debe analizarse y sustentarse la disposición de las válvulas teniendo en cuenta la
flexibilidad de operación del sistema y la economía en el diseño para reducirlas a
un mínimo al aislar un sector o zona de servicio.
- Medidores domiciliarios: sin perjuicio de lo establecido en el Artículo 6 de la Ley
373 de 1997 y la Ley 142 de 1994, para todos los niveles de complejidad del
sistema es obligatorio colocar medidores domiciliarios para cada uno de los
suscriptores individuales del servicio del acueducto.
- Macromedidores: los puntos de medición del caudal entregado deben estar
situados a la salida de las plantas de tratamiento de agua y aguas arriba de
cualquier salida de agua a los usuarios.
- Accesorios para medición: para todos los niveles de complejidad, en las redes
secundarias y redes menores de distribución de agua potable deben colocarse
salidas pitométricas de 25 mm (1 pulgada) de diámetro ubicadas en forma
perpendicular a las claves de la tubería. Deben ubicarse cada 500 m y 10
diámetros antes y después de un accesorio; en este último caso se entiende que
el diámetro corresponde al diámetro de la tubería donde se instale la salida.
A. Resultados de la modelación hidráulica:
En este ítem se presenta el análisis hidráulico realizado para la red de distribución de
Coyaima, considerando la infraestructura actual para el Sistema Existente. Este análisis
se realizó con las demandas proyectadas al final del periodo de diseño, correspondiente a
23.81 l/s (QMH).
Respecto al Sistema Nuevo, los resultados presentados parten del diseño de la línea
expresa de abastecimiento y la evaluación del comportamiento de la red existente
correspondiente (Barrio Benigno Capera). Las demandas de diseño para este sistema
totalizan 7.07 l/s (QMH).
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 73
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
• Presiones
Con el fin de analizar el comportamiento de la red, se presenta la Figura 30
correspondiente al diagrama de presiones de los dos sistemas planteados para el
Municipio de Coyaima.
Se puede evidenciar que a periodo de diseño la red no presenta inconvenientes en cuanto
a presiones mínimas o máximas. En el Sistema Existente, la presión se encuentra entre
12.07 m.c.a (Nodo 1589) y 32.82 m.c.a. (Nodo 1541). En el Sistema Nuevo, todos los
nodos de consumo se encuentran entre 29.32 m.c.a. y 36.46 m.c.a. Como lo evidencian
los anteriores datos, el planteamiento respeta los valores mínimos de presión dictados por
la norma RAS 2000.
Figura 30. Presiones de la red de distribución de los sistemas a periodo de diseño.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 74
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
La Figura 31 presenta los resultados de la modelación de la presión mínima en el nodo
N1589 a lo largo del periodo de diseño.
4
6
8
10
12
14
2011 2016 2021 2026 2031 2036
Pre
sió
n [m
.c.a
.]Comportamiento de la presión mínima Municipio de Coyaima
Presión [m] Presión minima RAS [m]
Figura 31. Comportamiento de la presión del Nodo 1589.
• Cubrimiento de hidrantes
El nivel de cubrimiento de hidrantes sobre la red de distribución se valoró en el
cumplimiento de: no tener un diámetro menor a 3” y estar localizados a una distancia
máxima entre ellos de 300 m.
De los resultados de cubrimiento de hidrantes sobre la red de distribución de acueducto,
se concluye que los hidrantes existentes cumplen los criterios de diámetro mínimo. Sin
embargo, debido a la distancia entre ellos se determina que se requieren dos hidrantes
nuevos. Los once hidrantes presentes en el Sistema Existente presentan cubrimiento
adecuado para esa área. Sin embargo, los 2 hidrantes nuevos son requeridos para el
Sistema Nuevo: un hidrante para el Barrio Benigno Capera y otro para el futuro desarrollo
de Coyaima Vive.
En la Figura 32 se presenta la localización general de los hidrantes existentes, los
hidrantes nuevos y su área de influencia directa sobre la red.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 75
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Figura 32. Evaluación cubrimiento de hidrantes.
• Problemas físicos
Por problemas físicos podemos evaluar la red por el material con el cual están
constituidas las redes de distribución.
Las redes de distribución de acueducto del Municipio de Coyaima lo conforman un 100 %
tubería de material PVC y en ninguno de los casos Asbesto Cemento, según el catastro
realizado en la zona.
El material PVC para las redes de acueducto es aceptado, por su fácil manipulación,
instalación y recuperación ante un eventual daño; mientras que las redes que se
encuentran en material de Asbesto Cemento no es recomendado por sus características
físicas.
Por lo tanto se considera que la red de distribución está constituida en mayoría por un
material que brindara una larga vida útil y eficiencia al sistema.
B. Sectorización del sistema
A lo largo las inspecciones de campo se pudo constatar que en el Municipio de Coyaima
no se presta de forma continua el servicio de agua potable debido, entre otras razones
como el elevado consumo, a la falta de una sectorización permanente del sistema de
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 76
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
distribución. De hecho, el sistema actualmente es sectorizado operativamente para
abastecer la población, aislando diferentes sectores para abastecerlos uno a la vez. La
sectorización actual se aprecia en la Figura 33.
Figura 33. Sectores operativos del Municipio de Coyaima.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 77
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Dichos sectores no operan ni se abastecen de forma continua, por lo tanto regularmente
se abren y cierran las válvulas que los delimitan para restringir el servicio a otros sectores.
Además, no cuentan con líneas expresas que alimenten exclusivamente los sectores. Sin
embargo, implementando las obras y recomendaciones producto del presente proyecto,
dicha sectorización operativa no es necesaria.
Por lo tanto, siempre y cuando los consumos de la red lleguen a valores aceptables de
acuerdo a la Resolución 2320, se plantea una sectorización permanente. Los sectores
resultantes son alimentados de manera expresa desde el almacenamiento del sistema.
Por lo anteriormente expuesto, se ha determinado la sectorización requerida para
optimizar la distribución. El Sistema Existente queda dividido en 3 sectores hidráulicos,
mientras que el Sistema Nuevo solamente contendrá un sector.
Para establecer los sectores hidráulicos se requiere:
Sistema Existente:
Se debe desarrollar de manera inmediata e incluye los siguientes aspectos:
- Formulación e implementación de tres sectores hidráulicos.
- Establecimiento de la línea expresa de alimentación de los sectores hidráulicos.
- Instalación de válvulas (VCP) para generar la sectorización hidráulica.
- Instalación de válvulas (VC) para generar la sectorización operativa.
Para el establecimiento de la línea expresa de alimentación de los sectores hidráulicos se
requieren las siguientes obras:
1. Realizar la desconexión de las tuberías existentes para aislar y conformar la línea
expresa.
2. Implantar nuevas tuberías para abastecer los usuarios. Este nuevo trazado será
paralelo a la línea expresa.
3. Instalar 3 (tres) válvulas de cierre permanente (VCP) nuevas al sistema, las cuales se
encargaran, junto con algunas existentes, de generar los seis sectores operativos.
4. Cerrar 3 (tres) válvulas existentes de forma permanente (VCP). Estas válvulas, junto
con las mencionadas en el numeral anterior deben permanecer cerradas para generar la
sectorización hidráulica de la primera etapa.
5. Apertura total y permanente (salvo para mantenimientos o reparaciones) de todas las
demás válvulas de la red de distribución.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 78
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Sistema Nuevo:
Para el Sistema Nuevo se desarrollaran los siguientes aspectos:
- Formulación e implementación de un sector hidráulico.
- Instalación de línea expresa para abastecer el sector hidráulico proveniente de la PTAP y tanque nuevos.
- Conexión de la línea expresa con la red existente del Barrio Benigno Capera.
- Desconexión de la red del Barrio Benigno Capera a su abastecimiento actual (PTAP existente).
- Instalación de válvulas (VC) para generar la sectorización operativa.
Para el establecimiento de la línea expresa de alimentación del sector hidráulico del
Sistema Nuevo se requieren las siguientes obras:
1. Desconectar la red de distribución del Barrio Benigno de la PTAP existente.
2. Construir la línea expresa (6 pulgadas) proveniente del tanque de almacenamiento
nuevo.
3. Conectar la línea expresa a la red del Barrio Benigno Capera para alimentarlo.
4. Instalar 1 (una) válvula de corte (VC) en la conexión de la línea expresa con la red
existente de Benigno Capera.
5. Construcción de línea expresa (4 pulgadas) hacia el futuro desarrollo Coyaima Vive.
Dicha construcción se debe hacer cuando el desarrollo de vivienda se ejecute.
La línea expresa del Sistema Nuevo se puede apreciar en detalle en el Plano 2.
La Figura 34 presenta la sectorización hidráulica del proyecto. Se observa claramente la
sectorización tanto del Sistema Nuevo como del Sistema Existente, totalizando cuatro
sectores.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 79
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Figura 34. Sectores hidráulicos. Sistema Existente y Sistema Nuevo.
En el Plano 2 de 3 (Localización válvulas cierre permanente y corte) se aprecia la
ubicación y estado de las válvulas de la red de distribución. Igualmente, se detallan en el
Numeral 10.4.5.3 Cartilla de Válvulas.
C. Planos y memorias de diseño hidráulico, red de distribución optimizada.
Se anexan los Planos 3 de 4 (Diseño optimizado de “Red Nueva” de acueducto) que
contienen el diseño de la red de acueducto optimizado y rehabilitado, indicando la
adecuación de las líneas expresas, la modificación de las secciones de la red e
instalación de válvulas.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 80
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
7.4 DISEÑO ESTRUCTURAL
Se realizó diseño estructural para las estructuras del nuevo sistema de tratamiento de
agua potable. En el Anexo 6, se presenta el diseño estructural realizado por esta
consultoría.
7.5 OBRAS COMPLEMENTARIAS
Para la optimización del acueducto del Municipio de Coyaima se deben realizar en la línea
de conducción la construcción de viaductos y pasos especiales.
Se diseñaran dos viaductos, los cuales se localizaran en la abscisa K1 + 490 m y en la
abscisa K4 + 658 m, respectivamente. En la Tabla 23 se presentan las generalidades de
los viaductos.
Tabla 23. Aspectos generales del sistema de viaductos
Viaducto 1
Parámetros Unidad Valor
Clase de tubería - Acuaflex
Diámetropulg 8mm 200
Presión PSI 230
peso Kg/ml 11.13
Longitud del viaducto (m) m 20
diferencia de nivel (Dn) m 2
Pendiente (P) % 0.113
Longitud efectiva (Le) m 22.25
Peso de la tubería (WT) Kg/ml 11.13
Viaducto 2
Parámetros Unidad Valor
Clase de tubería - HG
Diámetropulg 8mm 206
Presión PSI 1300
peso Kg/ml 171.3
Longitud del viaducto (m) m 38
diferencia de nivel (Dn) m 1
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 81
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Pendiente (P) % 0.013
Longitud efectiva (Le) m 38.51
Peso de la tubería (WT) Kg/ml 171.3
En la Tabla 24 se presenta la evaluación de cargas realizada para los viaductos V1 y V2.
Tabla 24. Evaluación de cargas.
Parámetro UnidadValor
Ecuación/observaciónV1 V2
Carga muerta (Wm) Kg 822.668 9015.64 Wm=WDPLe
Peso de la tubería (Wt) Kg 247.6425 6596.76 Wt=WT∗L
Peso de agua (Wa) Kg 467.721 1242.92 Wa=π(φ int )2
4∗1000∗Le
Peso de accesorios (Wacc)
Kg 107.304 1175.953 Se toma el 15% del peso del agua más el peso de la tubería,
Carga viva (Wv) Kg 200 200Se considera una carga puntual móvil de 200 Kg a lo largo del viaducto
La siguiente figura presenta el esquema básico de los viaductos propuestos (V1,V2) para el
presente proyecto. En esta figura se evidencian los componentes principales de los
viaductos: columnas y zapatas, pendolones, cable principal y pedestales.
Figura 35. Esquema básico de los viaductos.
En la Tabla 25 se presenta en resumen el diseño de los pendolones de los viaductos
proyectados.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 82
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Tabla 25. Resumen diseño pendolones.
Parámetro UnidadValor
Ecuación/observaciónV1 V 2
Carga total por pendolón Kg 282.27 674.51 C arg atotal=Wm+Wv
Numero de pendolones n 10 19La distancia recomendada
entre pendones es de 2.0m
carga muerta (Wm) Kg 82.27 474.51 Wm=WmL
∗Dis tan cia−pendones
carga viva (Wv) Kg 200 200 -
factor de seguridad 6 6
Puentes colgantes 3-4Cables de elevación y grúas 5-9Viaductos 5
carga de diseño para cada pendolón (WDP)
Kg 1693.60 4047.05 -
Diámetro de cables - ø1/4 1/2 -
carga a la ruptura Ton 2.74 4.11Manual técnico del cable,
según resistencia requerida
cable seleccionado -ø1/4 F.C IPS
6x37 PRDø1/2 F.C IPS
6x37 PRD-
Observando la tabla de propiedades físicas y mecánicas de los cables de acero, se
concluye que para el viaducto 1 se requiere un cable con alma de acero de 1” RDE y para
el viaducto 2 se requiere dos cables de 1” RDE.
Parámetro UnidadValor
Ecuación/observaciónV1 V2
Carga muerta por ml (Wm) Kg 76.117 Wm=WDPLe
Carga viva (Wv) Kg 200
Carga uniforme equivalente (Mt) 94.09 Mt= L2
8 (Wm+ 2WLL )
Fuerza Vertical (V) Kg 940.94 V=12∗Wt∗L
Fuerza Horizontal (H) Kg 7841.20 H=WL2
8 f
Fuerza de tención (T) Kg 7897.45 T=√V 2+H2
* Se utiliza un factor de seguridad de 4.5
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 83
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
En el Anexo 9 se presenta en detalle el diseño de infraestructura y las memorias de
cálculo de los diseños de los viaductos. En el Plano Pv 1 de 1 se presenta la planta-perfil
de estos viaductos.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 84
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
8 PROPIEDADES, DERECHOS Y SERVIDUMBRES
Dentro de las áreas definidas para realizar el proyecto de la nueva línea conducción y
planta de tratamiento del Municipio de Coyaima, se necesita la evaluación de la titularidad
de los predios y los derechos de paso de las obras en mención.
Una vez el Municipio de Coyaima establezca los predios destinados y afectados para la
construcción de las obras anteriormente mencionadas, se procederá a realizar el proceso
de titularidad de dichos predios.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 85
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
9 ASPECTOS AMBIENTALES
En el Municipio de Coyaima existen dos fuentes que abastecen al acueducto Quebrada
Meche y Rio Saldaña, las cuales cuentan con concesión de aguas autorizada por la
Corporación Autónoma Regional del Tolima (CORTOLIMA).
La Quebrada Meche pertenece a la cuenca hídrica del Rio Saldaña. Según la concesión
de aguas tiene una disponibilidad de 50 l/s, y el caudal aprobado para consumo humano y
domestico es de 20 l/s ó el 20% del caudal que discurra por toda la época en la fuente.
Por otro lado el Rio Saldaña se encuentra ubicada hacia el sur occidente del municipio de
a 1 km de la PTAP. Según la concesión de aguas, el caudal aprobado de ésta fuente para
consumo humano según esta misma concesión es de 20 l/s.
De acuerdo a la alternativa seleccionada, se requiere otra captación de agua para el
Municipio de Coyaima, esta nueva captación se realizara sobre la Quebrada Meche, la
cual cuenta capacidad suficiente para realizar una nueva captación, de igual forma está
autorizada por la autoridad competente, por lo tanto no se requiere obtener una nueva
concesión de aguas.
Los principales problemas ambientales presentes en estas fuentes son el deterioro por la
tala de bosques y de acuerdo con los análisis de laboratorio, la contaminación por
vertimientos de aguas residuales. Sin embargo de acuerdo con el EOT, se tiene
proyectado la reforestación y protección de nacimientos y márgenes de cauces naturales
de quebradas que abastecen acueductos a corto, mediano y largo plazo. Por otro lado,
CORTOLIMA elaboró el Plan de Manejo Integral de Ordenamiento de la cuenca del Río
Saldaña.
El Plan de Saneamiento y Manejo de Vertimientos (PSMV) no ha sido entregado a
CORTOLIMA para evaluación técnica por parte de la subdirección ambiental. En el
municipio no existe planta de tratamiento de aguas residuales. En la zona de descarga a
la descarga actual se identificaron tierras aptas para construir un sistema de tratamiento
de bajo costo tipo laguna.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 86
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
El Plan de Gestión de Residuos Sólidos (PGIRS) fue adoptado mediante la Resolución
No. 066 del 09 de Junio del 2006.El servicio de aseo se restringe al perímetro urbano,
pues la zona rural no está cubierta. El municipio hace parte del proyecto de nuevo relleno
sanitario regional ubicado en Natagaima, sin embargo actualmente la disposición final se
lleva a cabo en un botadero a cielo abierto a 2 km del casco urbano.1
1 Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial (Junio 2008) Diagnostico técnico e institucional de la
prestación de los servicios de acueducto, alcantarillado y aseo. UT FORDES. Departamento del Tolima-
Municipio de Coyaima.Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811
Bogotá, Colombia 87
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
10 PLAN DE GESTIÓN OPERACIÓN
10.1 SISTEMA DE DISTRIBUCION ACTUAL
10.1.1 Cobertura del servicio
En la actualidad, la Empresa de Servicios Públicos atiende un total de 1109 suscriptores
de acueducto, 1044 de alcantarillado y 1110 de aseo en la zona urbana, lo que asciende
aproximadamente a 3.774 habitantes.
Se considera que la cobertura física de los sistemas de acueducto y aseo es cercana al
100%, no obstante la cobertura comercial se ha reportado como inferior según el número
de suscriptores registrados y viviendas estimadas según el DANE. Para el sistema de
alcantarillado, la cobertura física se considera cercana al 100%, pero es importante anotar
que existen usuarios no poseen tratamientos individuales o hacen vertimientos a cuerpos
de agua cuando no tienen posibilidad de conectarse a la red.
En la Figura 36 se presentan los porcentajes de cobertura de los tres servicios prestados
por EMPUCOY. No obstante, debe tomarse esta información como referencia, ya que la
Empresa no ha adelantado un catastro de usuarios en los últimos 10 años.
72.00%
70.00%
100.00%
Cobertura Servicios Publicos
Acueducto
Alcantarillado
Aseo
Figura 36. Cobertura servicios públicos del Municipio de Coyaima.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 88
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
10.1.2 Continuidad
El servicio de acueducto se presta durante 8 horas en tres sectores, debido a las bajas
presiones que se presentan en el abastecimiento del agua. Ocasionalmente existen cortes
especialmente en épocas de invierno debido a las crecientes que producen daños en
bocatomas y tuberías de aducción. El servicio se suspende en su totalidad por daños en
las líneas de conducción, mantenimiento y limpieza de la infraestructura.
10.1.3 Calidad
Para la evaluación de la calidad del agua tratada se realiza el cálculo del Índice de Riesgo
de la Calidad de Agua para Consumo Humano I.R.C.A (Decreto 1575 de 2007), el cual
indica el grado de riesgo de ocurrencia de enfermedades relacionadas cuando las
muestras no cumplen con los parámetros o características físicas, químicas y
microbiológicas del agua en los niveles aptos para consumo humano.
Este índice se calcula según los parámetros dados en el Capítulo 6, Articulo 13 de la
Resolución 2115 del 2007, en este artículo definen que el valor de I.R.C.A es de cero (0)
puntos, cuando cumple con los valores aceptables para cada una de las características
físicas, químicas y microbiologías contempladas en dicha Resolución y cien (100) puntos
para el más alto riesgo para cuando no cumple ninguno de ellos, como se muestra en la
tabla a continuación.
Tabla 26. Calcificación de riesgo en salud según el IRCA.
PUNTAJE NIVEL DE RIESGO CONCEPTO
0 – 5 Sin riesgo Apta para consumo humano
5.1 – 14 BajoNo apta para consumo humano – Susceptible de
mejoramiento14.1 – 35 Medio No apta para el consumo humano – Gestión empresa
35.1 – 80 AltoNo Apta para el consumo humano – Gestión empresa,
Alcaldía y Gobernación.80.1 - 100 Inviable Sanitariamente Agua no apta para el consumo humano
Fuente: Articulo 15, cuadro Nº 7, Resolución 2115 de 2007.
Según la resolución antes mencionada, el Instituto Nacional de Salud, realiza un control
mensual de la calidad del agua para el departamento; por medio del Sistema de Vigilancia
y calidad de Agua potable (SIVICAP); para este fin, se realizan muestreos en los puntos
concertados por dicha Secretaría, en cada municipio.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 89
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
A continuación se presenta el IRCA mensual desde el año 2007 hasta el año 2010 para el
Municipio de Coyaima.
Tabla 27. Resultados de IRCA Municipio de Coyaima.
Año Mes No de muestras Analizadas
IRCA % Nivel de Riesgo
2007
Julio 2 40.4 Alto
Setiembre 4 68.8 Alto
Diciembre 4 79.5 Alto
2008Septiembre 1 43.5 Alto
Noviembre 1 41.9 Alto
2009
Febrero 1 22.7 Medio
Marzo 4 18.2 Medio
Junio 4 17.4 Medio
Julio 4 10.6 Bajo
Agosto 3 5.4 Bajo
Septiembre 5 37.8 Alto
Octubre 5 37.8 Alto
2010
Julio 3 6.1 Bajo
Agosto 3 0.9 Sin Riesgo
Septiembre 3 2.2 Sin Riesgo
Octubre 3 39.5 Alto
Noviembre 3 5.6 Bajo
Diciembre 3 6.5 Bajo
Según los resultados obtenidos, se observan resultados sin riesgo en los meses de
agosto y septiembre de 2010. Con riesgo bajo durante el mes de julio y agosto de 2009 y
julio, noviembre y diciembre de 2010. Riesgo medio durante los meses de febrero, marzo
y junio de 2009. En el 2007 y 2008, en los meses de septiembre y octubre de 2009 y
octubre de 2010 se presentó riesgo alto.
La calidad de agua del municipio, es en promedio de un nivel de riesgo medio, según las
muestras tomadas por la Secretaría de Salud desde el año 2007. Según estos resultados,
el agua suministrada por el acueducto no es apta para el consumo; según la Resolución
2115 de 2007, las acciones o gestión para mejorar la calidad del agua suministrada, que
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 90
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
se deben realizar según el porcentaje presentado, son responsabilidad directa de la
Empresa Prestadora del Servicio.
10.1.4 Índice de pérdidas
De acuerdo con la información técnica y comercial suministrada por Empresa de Servicios
Públicos de Acueducto, Alcantarillado y Aseo Coyaima E.S.P., no fue posible determinar
datos con base en la operación del sistema.
En la actualidad no se dispone de registros sobre volúmenes de agua producida y
facturada, dado que no se cuenta con macromedición, ni micromedición en la red de
suministro y distribución, pero se estima por parte de la Empresa de Servicios Públicos
que el valor de índice de pérdidas es mayor al índice de eficiencia establecido por la CRA
(65%).
Igualmente por las razones anteriormente mencionadas, a la fecha no se conoce el IANC.
(Índice de Agua No Contabilizada) .No se tiene evidencia, ni registros estadísticos de los
consumos reales de los usuarios ante la inexistencia de lectura de micromedición y
macromedición.
La Empresa de Servicios Públicos no ha implementado en los últimos años la ejecución
de un programa de control de fraudes, que incluya la identificación de usuarios
clandestinos o aquellos conectados fraudulentamente. Las acciones realizadas son más
reactivas y no responden efectivamente a ningún programa.
10.2 MODELACIÓN DEL SISTEMA ACTUAL
10.2.1 Demandas
Para el análisis de la demanda con la asignación de un consumo o demanda neta máxima
de 125 L/hab/día, una dotación bruta de 167 L/hab/día, un caudal medio diario de 9.52
L/s y con las proyecciones de la población, se calcularonó los respectivos caudales de
diseño (Caudal Máximo Diario - QMD y el Caudal Máximo Horario - QMH) para un nivel
de complejidad medio el cual adopta un coeficiente de consumo máximo diario (Ver Tabla
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 91
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
B.2.5. RAS-2000) k1 = 1.30 y un coeficiente de consumo máximo horario (Ver Tabla B.2.6.
RAS-2000) k2 = 1.60. Los cálculos históricos del 2011 al 2036, se presentan en la tabla
que se encuentra a continuación
Tabla 28. Proyección de demanda sistema de acueducto.
Año
DEMANDA
Hab. CLIMA
Dotación
Neta
(l/hab/día)
Perdidas
Dotación
Bruta
(l/Hab/día)
Qmd
(l/s)
QMD
(l/s)
QMH
(l/s)K1 K2
2011 4935 CALIDO 125 25% 167 1.30 1.60 9.52 12.37 19.80
2012 5023 CALIDO 125 25% 167 1.30 1.60 9.69 12.60 20.15
2013 5113 CALIDO 125 25% 167 1.30 1.60 9.86 12.82 20.52
2014 5205 CALIDO 125 25% 167 1.30 1.60 10.04 13.05 20.88
2015 5299 CALIDO 125 25% 167 1.30 1.60 10.22 13.29 21.26
2016 5394 CALIDO 125 25% 167 1.30 1.60 10.40 13.53 21.64
2017 5490 CALIDO 125 25% 167 1.30 1.60 10.59 13.77 22.03
2018 5589 CALIDO 125 25% 167 1.30 1.60 10.78 14.02 22.42
2019 5689 CALIDO 125 25% 167 1.30 1.60 10.97 14.27 22.83
2020 5791 CALIDO 125 25% 167 1.30 1.60 11.17 14.52 23.24
2021 5895 CALIDO 125 25% 167 1.30 1.60 11.37 14.78 23.65
2022 6001 CALIDO 125 25% 167 1.30 1.60 11.58 15.05 24.08
2023 6109 CALIDO 125 25% 167 1.30 1.60 11.78 15.32 24.51
2024 6218 CALIDO 125 25% 167 1.30 1.60 12.00 15.59 24.95
2025 6330 CALIDO 125 25% 167 1.30 1.60 12.21 15.87 25.40
2026 6443 CALIDO 125 25% 167 1.30 1.60 12.43 16.16 25.85
2027 6559 CALIDO 125 25% 167 1.30 1.60 12.65 16.45 26.32
2028 6677 CALIDO 125 25% 167 1.30 1.60 12.88 16.74 26.79
2029 6797 CALIDO 125 25% 167 1.30 1.60 13.11 17.04 27.27
2030 6919 CALIDO 125 25% 167 1.30 1.60 13.35 17.35 27.76
2031 7043 CALIDO 125 25% 167 1.30 1.60 13.59 17.66 28.26
2032 7169 CALIDO 125 25% 167 1.30 1.60 13.83 17.98 28.77
2033 7298 CALIDO 125 25% 167 1.30 1.60 14.08 18.30 29.28
2034 7429 CALIDO 125 25% 167 1.30 1.60 14.33 18.63 29.81
2035 7562 CALIDO 125 25% 167 1.30 1.60 14.59 18.96 30.34
2036 7698 CALIDO 125 25% 167 1.30 1.60 14.85 19.30 30.89
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 92
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
El Mmunicipio de Coyaima cuenta con número promedio de 1110 suscriptores,
distribuidos en los estratos de la siguiente manera:
La mayor participación le corresponde a los clasificados en el Estrato 2, con un número
total de 800 suscriptores (72%), en el Estrato 3 con 178 suscriptores (16%), le sigue el
Estrato 1 con 60 suscriptores (6%), Estrato 4 y 5 con 3 y 1 suscriptor respectivamente y
por último Estrato 6 con 15 suscriptores (2%).
En la Figura 37 se presenta la distribución y ubicación espacial de los usuarios del
Municipio de Coyaima.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 93
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Figura 37. Producto del catastro de usuarios.
La asignación de las demandas se realiza mediante la determinación de los polígonos de
Thiessen, los cuales son una construcción geométrica que usa un plano euclideo y unos
puntos de control. Un plano euclideo es de dimensión finita, por lo que en el presente
municipio, el límite es definido por el perímetro urbano y los puntos de control son los
nodos de la red de acueducto sobre los cuales se puede realizar la asignación de la
demanda.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 94
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Una vez definidos los polígonos, se realizó un cruce espacial con base en la ubicación de
los usuarios, utilizando el resultado de las encuestas a los suscriptores y del
levantamiento topográfico. En la Figura 38 se presentan la construcción de los Polígonos
de Thiessen.
Figura 38.Construcción de los Polígonos de Thiessen.
Como se observa en anterior figura para cada nodo de la red se le asigna un caudal
correspondiente a la fracción del área aferente. Así, si un nodo tiene un área aferente que
corresponde al 1 % del total, el caudal asignado a dicho nodo será del 1 % del caudal
total.
10.2.2 Presiones del servicio
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 95
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Con el objeto de conocer los comportamientos de las presiones en la red y poder
establecer las condiciones en las áreas críticas de servicio, se realizan planes
piezométricos. Estos planes consisten en tomar presiones en sitios claves para verificar la
calidad del nivel de servicio y calibración del modelo hidráulico. La consultoría no realizó
este plan piezómetro en el municipio, debido a que el sistema actual no posee
macromedidores mecánicos o electrónicos, ni micromedidores para realizar las
mediciones de presión. Igualmente se dificulta realizar dichas mediciones en la red, ya
que el sistema actualmente está funcionando con racionamientos, lo que genera que esté
se comporte de manera atípica y presenta frecuentes despresurizaciones.
10.2.3 Restricción del sistema
A pesar del alto grado de cobertura de las redes y de su buena capacidad de transporte
de caudales, en la actualidad el servicio de agua potable en el Municipio de Coyaima no
se presta de forma continua, ya que es necesario implementar cuatro sectores operativos
a lo largo de un ciclo de tres días, para que las tuberías cuenten con las presiones
necesarias.
Los resultados de la modelación hidráulica demuestran que los problemas de prestación
de servicio de acueducto que actualmente padece el Mmunicipio de Coyaima están
asociados principalmente con los altos consumos de sus suscriptores.
El sistema de bombeo del Rio Saldaña presenta problemas debido a que actualmente se
encuentra en una zona de alta turbulencia del rio, lo que ocasiona el bombeo de
sedimentos y el continuo daño de las bombas y tuberías.
En el Municipio de Coyaima el 100% de las válvulas presentan restricción en su operación
por falta de mantenimiento, no se logró tampoco realizar la operación de los hidrantes por
falta de acompañamiento del operario de las redes del municipio.
10.3 MODELACIÓN DEL SISTEMA OPTIMIZADO
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 96
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Las recomendaciones para la optimización hidráulica del sistema de distribución del
acueducto se pueden resumir en los siguientes alcances:
Diseño e implementación de la sectorización hidráulica y operativa.
Implementación de la macromedición.
Implementación de la micromedición.
Optimización de la red.
En las Figura 39, Figura 40 y Figura 41, se muestra la optimización del sistema del
Municipio de Coyaima, donde se obtuvo la distribución de presiones en los distintos nodos
de la red. Como se puede observar, no hay presencia de presiones inferiores a 10 m.c.a.
ni superiores a 60 m.c.a. en la red de distribución.
La velocidad media de flujo en la red de distribución para el periodo de diseño se
encuentra en el rango recomendado por el RAS 2000. La modelación hidráulica del
sistema optimizado se presenta en el Anexo 4 del presente informe.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 97
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Figura 39. Modelo Hidráulico Optimizado del Sistema de Acueducto del Municipio de
Coyaima.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 98
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Figura 40. Distribución de presiones a periodo de diseño.
Figura 41. Velocidad media de flujo a periodo de diseño.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 99
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
10.3.1 Obras Preliminares
De acuerdo con el diagnóstico realizado por esta consultoría y las alternativas
presentadas en la reunión realizada en Coyaima, con el fin de socializar, definir y
seleccionar la mejor alternativa con el personal de la Alcaldía del Municipio de Coyaima
se eligió desarrollar y diseñar la Alternativa 2.
Con base en la alternativa seleccionada se requiere realizar la construcción de una planta
de tratamiento compacta, tanque de abastecimiento y línea de conducción para abastecer
principalmente la población futura (Barrios Benigno Capera y Coyaima vive). Igualmente,
se optimizará la conducción instalando y cambiando las válvulas de purgas y ventosas
para su correcto funcionamiento, También se debe implementa la Macromedición en la
salida del tanque y la Micromedición en el sistema de distribución, como plan de
reducción de pérdidas.
Adicionalmente se deberá realizar una serie de obras sobre las redes de distribución con
el fin de mejorar la operación del sistema y reducir el índice de agua no contabilizada.
10.3.2 Optimización de la Red
10.3.2.1 Obras de Optimización Hidráulica Inmediata
Con el propósito de mejorar las condiciones de operación general del sistema de
distribución, se evaluó el comportamiento hidráulico de las redes y se observó que deben
realizarse algunas acciones inmediatas para su optimización.
Las obras inmediatas son de tipo comercial, las cuales se enumeran a continuación de
acuerdo a su orden de prioridades.
Optimización y sectorización de las redes de distribución.
Macromedicion: es muy importante realizar la implementación de la
macromedición, esta ayudará a controlar el consumo del municipio y que sumado
a la implementación de la micromedición ayudara a la detección de los orígenes
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 100
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
de pérdidas de agua en el sistema y a la toma de decisiones para su pronta
solución.
Micromedición: La instalación de nuevos micromedidores se debe iniciar antes de
realizar la optimización de las redes de distribución.
Implementación del Plan de Reducción de pérdidas, el cual consiste en:
Implantación de la micromedición
Programas de ahorro del recurso
Implantación de la macromedición
Implantación del plan de sectorización
Implementación del control de fugas
Implementación del programa de gestión operacional
Instalación de purgas en los puntos bajos y ventosas en los puntos altos, para un
correcto funcionamiento de la conducción.
10.4 PROGRAMA DE CONTROL DE PÉRDIDAS
Las pérdidas técnicas de agua, también llamadas fugas, ocurren en los sistemas de
distribución de agua potable debido a la no estanqueidad de los mismos. Es decir, ocurren
debido a roturas, mal acoplamiento de uniones, válvulas, empaquetaduras, y demás
elementos del sistema. Estos flujos de agua no controlados constituyen un importante
factor agravante de las pérdidas de agua potable debido a su naturaleza y su gran
participación porcentual en las mismas. Pues, además de representar una pérdida
efectiva de líquido, las fugas tienen reflejos sociales y económicos importantes en la
población, ya que se trata de agua captada, tratada, almacenada, y distribuida, que se
pierde debido a fallas en el sistema de abastecimiento en el instante en el que está lista
para ser consumida. Si una tubería se rompe o presenta fugas durante la operación podrá
tener inicialmente un defecto, haber sido dañada durante la instalación, estar deteriorada
y fatigada ya sea por la corrosión o por el envejecimiento del material, e incluso ser el
resultado de fallas producidas por altas presiones o el acomodo natural del suelo.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 101
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Tipos y clasificación de las fugas
Teniendo en cuenta que una fuga es un escape de agua en cualquier punto de un sistema
de abastecimiento, son muchas las características que pueden ser utilizadas para hacer
una clasificación de las fugas. Básicamente se puede decir que existen las fugas visibles
y no-visibles. En el caso de las visibles aunque el efecto está‚ a una distancia importante
del punto donde se dio a conocer, este emerge al exterior bien al pavimento o al terreno
en general. Cuando por las condiciones del terreno o por el valor de la fuga, el agua se
infiltra en el terreno o drena hacia tuberías de alcantarillado la fuga es no-visible; pudiendo
ser o no visible en el futuro, dependiendo de las condiciones del terreno en cuanto a su
permeabilidad y al tamaño de la fuga.
Normalmente se utilizan los términos “fuga” y “rotura” de diferentes modos, pues no existe
definición normalizada. Una rotura en una tubería requiere una reparación de emergencia,
mientras una fuga no, adicionalmente, la evidencia de una rotura es obvia, mientras la
detección de una fuga puede requerir equipo especial. Aunque no hay reglas definitivas y
firmes.
Con el objetivo de controlar las pérdidas técnicas en los sistemas de abastecimiento de
agua, Lambert, Mayers y Trow (1998) realizan una clasificación de las fugas en: fugas
comunicadas o registradas, no comunicadas o registradas y fugas de fondo.
Fugas comunicadas: son fugas y roturas reportadas, de caudales de fuga altos pero de
corto período de duración. Las fugas comunicadas (o registradas) generalmente originan
corrientes o charcos visibles en la superficie, originando una pérdida de agua y como
consecuencia de ello un descenso de presión que puede dar origen a una deficiencia del
servicio.
Fugas no comunicadas: son fugas y roturas no reportadas, de caudales de fuga
moderados cuyo promedio de duración depende del método de control activo de fugas
aplicado. Las fugas no comunicadas (o no registradas) son encontradas solamente
cuando se lleva a cabo una política activa de gestión, por lo que pueden existir durante
meses o incluso años, y perder mayores volúmenes de agua que las fugas
comunicadas.
Fugas de fondo: son fugas en juntas, accesorios, y en los pequeños agujeros
ocasionados por la corrosión. Son fugas de caudales muy bajos para ser detectados por
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 102
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
métodos acústicos además de ser no visibles. Las fugas de fondo son fugas de caudales
bastante bajos, pero pueden dar cuenta de una considerable proporción del volumen
anual de pérdidas. Esta clasificación adicional, realizada por Hirner W. H. (1998) no solo
depende de la relación entre el número de fugas, de los caudales medios, y de la
duración media de cada tipo de fuga; pues también considera cuales fugas pueden ser
reparadas para ser económicamente rentables para la compañía. La clasificación de
Hirner plantea tres grandes tipos de fugas: las pérdidas inevitables, las pérdidas
tolerables y las pérdidas recuperables.
Pérdidas Inevitables: son las fugas de fondo, y son tan pequeñas que no es económico
repararlas, pues no son detectables. Son económicamente detectables para la compañía.
Las Pérdidas Tolerables: fugas detectables que están en un rango entra las inevitables y
las pérdidas recuperables.
Las Pérdidas Recuperables o Grandes Pérdidas: es económico repararlas.
Efecto sobre las fugas reportadas y las pérdidas de fondo
La relación promedio sugiere que una reducción de X % en la presión máxima implicará la
reducción de la frecuencia de aparición de fugas en 1.4 x X %. La relación máxima y
mínima son 2.8 x X % (sujeta a una reducción máxima de 90 %), y 0.7 x X %. Sin
embargo, los autores notaron algunos casos en los cuales se presentaron reducciones
significativas en la frecuencia de aparición de fugas en tuberías, pero no en acometidas y
conexiones de servicio y viceversa.
El efecto sobre las fugas reportadas será una reducción tanto en el caudal de las fugas
como en su frecuencia de aparición. Para estimar el nuevo valor de pérdidas anuales por
fugas reportadas, primero se debe calcular el porcentaje de reducción de frecuencia
esperado:
%RF=FRF∗%RP∗( PmaxPprom
)
Dónde:
%RF: Porcentaje de reducción de frecuencia esperado.
FRF: Factor de reducción de frecuencia. Depende del estado de la red.
0.7 Red en buenas condiciones.
1.4 Red en condiciones regulares.Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811
Bogotá, Colombia 103
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
2.8 Red en malas condiciones.
Pmax/Pprom: Factor que estima en qué proporción se reducirá la presión máxima,
cuando se reduce la presión promedio en una unidad.
PFNR1=PFNR0∗( P1P0 )
N 1
∗(1−%RF)
Dónde:
PFNR1: Pérdidas por fugas no reportadas, estimadas después de la reducción de la
presión y expresadas en m³/año.
PFNR0: Pérdidas antes de la reducción de presión.
N1: ver valores en Tabla 29.
La reducción en el número de fugas reportadas también implicará una reducción en los
costos de reparación de las fugas. Para hallar el número de reparaciones evitadas, el
número de fugas reportadas antes del esquema de control de presión se debe afectar por
el factor %RF. Si esta cifra se multiplica por el costo unitario de cada reparación, se
obtendrán los ahorros correspondientes.
Tabla 29. Valores de N1 para diferentes tipos de fugas.
Tipo de fuga N1Pérdidas de fondo 1.5
Fugas detectables ( reportadas y no
reportadas)
El material de las tuberías es desconocido 1Si predomina las grietas en las tuberías flexibles 1.0 < N1<1.5
Si predomina las fugas en las tuberías rígidas 0.5<N1<1.0
Indicador de fugas en infraestructura (IFI) (infraestructure leakage index)
Es la relación del comportamiento real de la infraestructura con relación a fugas a una
presión determinada de operación.
Calculado en función de las presiones existentes para cada sistema y su continuidad de
servicio; por lo que puede ser utilizado efectivamente como factor de comparación entre
diferentes sistemas de abastecimientos. Un valor de ILI igual o incluso menor que 1 indica
que el sistema se encuentra en las mejores condiciones posibles de operación y gestión;
y a medida que un sistema envejece y/o su gestión empeora, el ILI tenderá a aumentar
sensiblemente, situándose entre lo aceptable en el entorno de 5, ver Tabla 30.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 104
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Tabla 30.Perdidas Físicas
CATEGORIA TECNICA DE DESEMPEÑO ILI
PÉRDIDAS REALES EN LITROS/CONEXIÓN/DÍA(cuando el sistema esta presurizado): a una presión promedio de :
10 m 20 m 30 m 40 m 50 m
país desarrollado
A 1-2 < 50 < 75 < 100 < 125B 2-4 50-100 75-150 100-200 125-250C 4-8 100-200 150-300 200-400 250-500D >8 >200 >300 >400 >500
país en vías de
desarrollo
A 1-4 < 50 <100 <150 <200 <250B 4-8 50 -100 100-200 150-300 200-400 250-500C 8-16 100-200 200-400 300-600 400-800 500-1000D >16 >200 >400 >600 >800 >1000
PRAI (pérdidas reales anuales inevitables)
Las fugas de fondo conforman el PRAI, este muestra el mejor estado potencial de
pérdidas técnicas que podrá alcanzar un sistema para las condiciones particulares de
longitud de redes y acometidas, número de acometidas y presiones de servicio. Los
componentes del PRAI pueden ser obtenidos utilizando los valores apropiados de los
parámetros de frecuencia y duración de las roturas, y relaciones típicas entre presiones y
caudales de fugas para sistemas en buenas condiciones de mantenimiento, Ver Tabla 31
Tabla 31. Niveles inevitables de pérdidas para los diferentes componentes de un sistema de
agua potable.
Tipo de Infraestructura Fugas de fondo
Roturas reportadas
Roturas no reportadas
PRAI TOTAL
UNIDADES
Red de distribución9.6 5.8 2.6 18.0
Litros/Km de tuberías/día/mca.
Acometidas 0.60 0.04 0.16 0.80 Litros/Acometida/día/mca.Acometidas (medidas
desde la red de distribución hasta el medidor)
16.0 1.9 7.1 25.0 Litros/Km/día/mca.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia
A La reducción adicional de las pérdidas puede ser antieconómica, aunque se presenten racionamientos. Se requiere de un análisis cuidadoso para identificar las medidas de mejoramiento costo efectivas.
B Potencial de mejoramiento interesante. Considere la gestión de presiones, unas mejores prácticas para el control activo de pérdidas y un mejor mantenimiento del sistema.
C El nivel de pérdidas es importante. Esta situación es tolerable sólo si el agua es barata y en exceso. Aun así, analice el nivel y naturaleza de las pérdidas e intensifique los esfuerzos por su reducción.
D El uso de los recursos es terriblemente ineficiente. Los programas de reducción de pérdidas son imperativos y de alta prioridad.
105
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Los valores, mostrados en la tabla, fueron obtenidos a partir de un análisis estadístico de
datos procedentes de más de 27 abastecimientos en 20 países y muestran la
preponderancia de las fugas en las acometidas frente a las fugas en las tuberías de
distribución, y la menor importancia del número en aquellas. Estos pueden ser
presentados como ecuaciones en unidades internacionales o inglesas.
Ecuación básica:
PRAI=18∗Lm+0.80∗Nc+25∗Lp¿∗P
Dónde:
Lm = Longitud de tuberías (Km)
Nc = Números de conexiones
Lp = Longitud total de la acometida (hasta el medidor) (Km)
P = Presión promedio de operación (m.c.a.)
IRPT (índice real de pérdidas técnicas)
Su cálculo se realiza estudiando los tres tipos de fugas para cada infraestructura del
sistema de abastecimiento, esto es, en depósitos de almacenamiento, en tuberías de
transporte (acueductos), tuberías de distribución y acometidas; considerando ciertos
parámetros que ejercen influencia en los volúmenes de las pérdidas técnicas derivadas de
las fugas detectables. Para el cálculo del IPRT se suele utilizar un software diseñado
específicamente para cada compañía, en el que cada uno de los componentes de las
pérdidas técnicas está modelado a partir de información que permita cuantificar las
pérdidas técnicas anuales.
PRT= Perdidaanuales reales delbalance de aguaNc
El Programa de Control de Pérdidas Técnicas y Comerciales en sistemas de distribución
de agua potable es el resultado de controlar la infraestructura física y comercial de la
empresa. Alcanzar el control de la información comercial exige adelantar las siguientes
tareas:
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 106
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Levantamiento topográfico de urbanismo
Actualización de nomenclatura predial
Catastro de usuarios y clientes potenciales
Además de la necesidad de controlar la operación en sus aspectos comerciales, está
vigente la urgencia de reducir el volumen de pérdidas que está repartido por todo el
municipio y cuyos componentes no pueden ser medidos tales como fugas, usuarios
clandestinos, escapes internos no registrados, etc.
Tanto los costos como los beneficios de la reducción de las pérdidas de agua son muy
variados, pues dependen de la naturaleza de las pérdidas. En la Tabla 32, se resumen los
tipos de pérdidas de agua, los costos asociados con ellas y las acciones tendientes a
reducirlas.
Tabla 32. Costos y acciones según la clase de pérdida.
Tipo de pérdida CausasCosto de las
pérdidasAcciones de corto plazo
Acciones de mediano y largo
plazo
TÉCNICAS
Se desconoce el volumen de entrada al
sistema
Ausencia de macromedición (a la salida de la planta
de tratamiento)
Implican no poder precisar las pérdidas físicas ni económicas
de agua. Pueden desproporcionar las
verdaderas perdidas.
Instalación de macromedidores
Programa de mantenimiento,
reparación o reposición de
macromedidoresSe desconoce el
volumen de entrada a los sectores hidráulicos
Ausencia de macromedición (a la salida del tanque II y de la cámara de
quiebre)
COMERCIALES
Agua no facturada a usuarios
Ausencia de Micromedidores.
Involucra dos situaciones:
1. Porción del agua no facturada, que se consumiría si se
midiera correctamente.
Beneficio por mayor facturación.
2. Desperdicio: costo de producción y
distribución del agua que se consume en
exceso.
Instalación y reposición de
micromedidores
Catastro de usuarios, programa de instalación y/o mantenimiento de micromedidores
Agua no facturada a usuarios clandestinos
No existe gestión comercial
Legalización e instalación de
micromedidores
Catastro de usuarios, programa de normalización y
socialización de usuarios
Consumo no facturado de uso público
(fuentes, hidrantes) y propio
Ausencia de medición
Limitación al uso estrictamente
necesario, educación
Limitación al uso estrictamente
necesario, educación
Para garantizar el control y reducción de las pérdidas técnicas y comerciales, es
necesario que esta establezca estrategias de fortalecimiento en la gestión comercial y
técnica.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 107
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Balance hidráulico de pérdidas del sistema
Con el balance se conoce el recorrido del agua desde su captación hasta la distribución.
Con una buena instrumentación de equipos de medición de caudal se pueden determinar
los puntos donde se presentan el máximo y mínimo consumo en cada una de las partes
del sistema y se pueden cuantificar las pérdidas de agua en cada uno de las
componentes.
El propósito del balance hidráulico es cuantificar los volúmenes de agua que pasan por
cada uno de los componentes del sistema y estimar las pérdidas desde la planta de
tratamiento hasta los usuarios finales.
Componentes de la red de acueducto del municipio, en la macromedición:
1. Plantas de tratamiento: PTAP (existente) y PTAP II (proyectada), estos puntos
requieren de medición en la salida.
2. Tanque distribución I y II: corresponde al agua que es distribuida hacia la red matriz.
Igualmente estos puntos requieren la medición en la salida.
3. Redes Matrices: corresponde al agua que es conducida hacia los usuarios.
En el siguiente esquema muestra el balance hidráulico del sistema de producción y
distribución del municipio.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 108
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Figura 42. Esquema de balance hidráulico- Sistema proyectado.
El esquema permite ver cómo cuantificar las pérdidas técnicas entre las plantas de
tratamiento y las estructuras de almacenamiento y determinar las pérdidas técnicas y
comerciales en el sistema de distribución de los usuarios finales.
Las pérdidas en el sistema general se desagregan de la siguiente manera, si se tiene
medición de caudal en cada uno de los puntos mencionados:
(1) - (2) = Pérdidas en conducción agua tratada
(2) + (3) = Pérdidas técnicas en el sistema de distribución
Se recomienda llevar un control de medidas en cada una de los puntos antes
mencionadas para resolver estas ecuaciones.
10.4.1 Formulación del sistema matriz
Para el establecimiento de la línea expresa de alimentación de los sectores hidráulicos se
requieren las siguientes obras:
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 109
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
1. Realizar la desconexión de las tuberías existentes para aislar y conformar la línea
expresa.
2. Implantar nuevas tuberías para abastecer los usuarios. Este nuevo trazado será
paralelo a la línea expresa.
3. Instalar 3 (tres) válvulas de cierre permanente (VCP) nuevas al sistema, las cuales se
encargaran, junto con algunas existentes, de generar los seis sectores operativos.
4. Cerrar 3 (tres) válvulas existentes de forma permanente (VCP). Estas válvulas, junto
con las mencionadas en el numeral anterior deben permanecer cerradas para generar la
sectorización hidráulica de la primera etapa.
5. Apertura total y permanente (salvo para mantenimientos o reparaciones) de todas las
demás válvulas de la red de distribución.
Sistema Nuevo:
Para el Sistema Nuevo se desarrollaran los siguientes aspectos:
- Formulación e implementación de un sector hidráulico.
- Instalación de línea expresa para abastecer el sector hidráulico proveniente de la PTAP y tanque nuevos.
- Conexión de la línea expresa con la red existente del Barrio Benigno Capera.
- Desconexión de la red del Barrio Benigno Capera a su abastecimiento actual (PTAP existente).
- Instalación de válvulas (VC) para generar la sectorización operativa.
Para el establecimiento de la línea expresa de alimentación del sector hidráulico del
Sistema Nuevo se requieren las siguientes obras:
1. Desconectar la red de distribución del Barrio Benigno de la PTAP existente.
2. Construir la línea expresa (6 pulgadas) proveniente del tanque de almacenamiento
nuevo.
3. Conectar la línea expresa a la red del Barrio Benigno Capera para alimentarlo.
4. Instalar 1 (una) válvula de corte (VC) en la conexión de la línea expresa con la red
existente de Benigno Capera.
5. Construcción de línea expresa (4 pulgadas) hacia el futuro desarrollo Coyaima Vive.
Dicha construcción se debe hacer cuando el desarrollo de vivienda se ejecute.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 110
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
10.4.2 Formulación de la sectorización
Siempre y cuando los consumos de la red lleguen a valores aceptables de acuerdo a la
Resolución 2320, se plantea una sectorización permanente. Los sectores resultantes son
alimentados de manera expresa desde el almacenamiento del sistema.
Por lo anteriormente expuesto, se ha determinado la sectorización requerida para
optimizar la distribución. El Sistema Existente queda dividido en 3 sectores hidráulicos,
mientras que el Sistema Nuevo solamente contendrá un sector.
Para establecer los sectores hidráulicos se requiere:
Sistema Existente:
Se debe desarrollar de manera inmediata e incluye los siguientes aspectos:
- Formulación e implementación de tres sectores hidráulicos.
- Establecimiento de la línea expresa de alimentación de los sectores hidráulicos.
- Instalación de válvulas (VCP) para generar la sectorización hidráulica.
- Instalación de válvulas (VC) para generar la sectorización operativa.
10.4.3 Formulación de la macromedición
Es el proceso mediante el cual se obtienen, procesan, analizan y divulgan los datos de
producción, conducción y distribución, relativos a caudales, presiones y niveles de los
puntos significativos del sistema de acueducto.
Como herramienta de control, la macromedición facilita la eficiente operación del sistema
de acueducto, contribuye a determinar la distribución de caudales entre los diferentes
sectores, permite la evaluación del comportamiento hidráulico ordinario de los
componentes del sistema, tanto para la planeación como para el diseño de la
sectorización operativa de la red.
Las inversiones en macromedición tienen incidencia en el control de pérdidas tanto
operativas como comerciales, puesto que la información capturada contribuye a
desagregar las pérdidas por causas y a la consecuente formulación de proyectos de
reducción por tipo de pérdidas, facilitando el seguimiento a las inversiones.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 111
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Objetivos Operativos: La macromedición está encaminada a determinar los caudales
entregados al municipio y a los diferentes sectores hidráulicos. Su propósito operativo
está encaminado a orientar la actuación técnica sobre la red, el manejo temporal de
almacenamientos y alternativas de suministros, o bien para determinar el grado de
utilización y período de saturación de los elementos del sistema.
Objetivos Comerciales: La macromedición puede tener un propósito de carácter
comercial para controlar las actividades de lectura y facturación, en un sector
determinado.
De uso múltiple: En caso de emplear equipos de macromedición en la planta de
tratamiento (error ±2%), sus resultados pueden ser aprovechados para ajustar las
fórmulas de calibración de las estructuras internas de medición que se utilizan en el
cálculo del volumen utilizado en los procesos de producción de agua potable.
De acuerdo a la reglamentación vigente, todo proyecto de acueducto debe presentarse
con actividades complementarias destinadas a mejorar la eficiencia del servicio. En el
Numeral A.5.2.1, RAS-2000 se definen los parámetros que el diseñador debe tener en
cuenta en la determinación de las características para desarrollar el proyecto. Con el
objetivo de incrementar los niveles en el sistema de macromedición, la tabla indica:
Tabla 33.Parámetros de desarrollo de macromedición.
Parámetro Valor del sistema Nivel de complejidad medio (porcentaje)
Cobertura mínima de macromedición 100%
El RAS 2000, también establece la priorización de los parámetros de inversión teniendo
en cuenta la importancia de afectación sobre los usuarios (Numeral A.5.2.2).
Plan de mejoramiento de la calidad del agua.
Plan de incremento de los niveles de macromedición.
Programa de ampliación de cobertura de la micromedición.
Programa de reducción de pérdidas.
Verificación de dotaciones y plan dirigido a reducir el consumo de agua, según la Ley
373 de 1997.
Utilización de instrumentos de bajo consumo y campañas de ahorro de agua.
Ejecución de macromedición
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 112
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Dado que la norma RAS 2000 define la macromedición, como el sistema de medición de
grandes caudales, destinados a totalizar la cantidad de agua que ha sido tratada en una
planta de tratamiento, la que está siendo transportada por la red, o la que se distribuye en
diferentes sectores determinados, los objetivos principales de este parámetro se pueden
agrupar en las siguientes categorías:
Establecer el nivel de pérdidas.
Optimizar la dosificación de químicos en plantas.
Mantener un control permanente del sistema.
Garantizar el conocimiento del caudal de grandes consumidores o sectores
establecidos.
Según el Numeral B.7.8.8 de la norma RAS-2000, antes de instalar los macromedidores
en la red de distribución de agua potable, ya sea aguas abajo de las plantas de
tratamiento, aguas arriba de los tanques de compensación o en los puntos de entrada a
sectores de la red bien definidos que pueden ser atendidos por empresas de prestación
del servicio individuales, la empresa prestadora del servicio del municipio debe garantizar
el correcto funcionamiento de éstos. Los macromedidores deben ser probados en los
talleres de la empresa o, en caso de que éstos no existan, en talleres de empresas de
municipios que cuenten con ellos o laboratorios certificados en su país de origen según
normas ISO, AWWA, DIN o ASTM.
En casos de macromedidores especiales, la empresa prestadora del servicio en el
municipio puede aceptar la calibración presentada por el fabricante, siempre y cuando
éstos se encuentren homologados por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas
(ICONTEC).
Requisitos de macromedición física
Según el (RAS-2000 B.7.10), una vez que la red de distribución se encuentre en
operación, y durante todo el período de vida útil del proyecto, debe verificarse los
caudales medidos por los macromedidores, teniendo en cuenta los siguientes requisitos
para el nivel de complejidad medio:
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 113
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
1. Se debe realizar una medición horaria durante 24 horas de caudal a la entrada y
salida de los tanques y a la salida de la o las plantas de tratamiento de la red.
2. Mantenimiento de macromedidores: debe cambiarse o repararse el macromedidor en
un máximo de cinco días, manteniendo la continuidad en el servicio.
Medidores recomendados
Dentro del amplio rango de medidores, existe una gama muy completa en cuanto a
funciones de medición, desde la simple lectura visual, pasando por el control de
dosificación volumétrica y salidas de pulsos para la recogida y el control de datos a través
de medios digitales. Esta consultoría recomienda los medidores mecánicos de turbina tipo
Woltman conforme a la calidad del agua, los caudales manejados, la vida útil del equipo y
principalmente el costo. (Ver Figura 43).
Medidores tipo Woltman
Son medidores mecánicos, donde el fluido provoca que el rotor de la turbina gire a una
velocidad que depende de la velocidad de flujo. Los hay de dos tipos, mecánicos donde
se activan una serie de engranes y se registran en un contador; y los electrónicos que
conforme cada una de las aspas de rotor pasa a través de una bobina magnética, se
genera un pulso de voltaje que puede alimentarse de un medidor de frecuencia, un
contador electrónico u otro dispositivo similar cuyas lecturas puedan convertirse en
velocidad de flujo. Las velocidades de flujo para estos medidores van desde 0.02 l/min
hasta algunos miles de l/min, y se presentan en diámetros de 1½” hasta 20” regularmente.
(Ver Figura 44).
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 114
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Figura 43.Tipos de medidores Woltman.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 115
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Figura 44. Características de los medidores tipo Woltman recomendados.
Características principales de los medidores tipo Woltman
Los medidores recomendados tienen las siguientes características por las cuales fueron
seleccionados:
Bajas pérdidas de carga.
Elevada precisión incluso a bajo caudal.
El director de flujo a la entrada del contador protege la hélice y la unidad de medición
de partículas extrañas.
Posibilidad de instalación vertical u horizontal.
Recubrimiento especial de epoxi contra la corrosión.
Hélice y rodamientos de materiales plásticos especiales, de reducido desgaste y larga
vida.
Cabezal con totalizador e indicador de paso de agua integrado.
Pueden suministrarse con salida de emisor de pulsos para conexión a programadores
y automatismos.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 116
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Observaciones de instalación
Con el objetivo de reducir los márgenes de error en la medición de los aparatos a instalar,
esta consultoría recomienda el cumplimiento de las siguientes observaciones:
Para la estabilización del flujo, se requiere un tramo de tubería recta a la entrada cuya
longitud sea por lo menos unas diez veces el diámetro.
A la salida del contador, se requiere una tubería recta con una longitud de 2 a 5 veces
el diámetro de la misma.
Evitar la instalación de válvulas de retención, reguladores de presión, tees, codos,
etc., inmediatamente antes o después del contador.
No debe instalarse un contador en una tubería nueva sin realizar previamente el
lavado de la misma.
El contador debe estar siempre lleno de agua.
Macromedición permanente
Dado que los macromedidores se requieren para poder establecer el consumo en
volumen de agua de un determinado sector de la población. La información suministrada y
recopilada por los macromedidores es una herramienta básica en la determinación del
porcentaje de agua que no es facturada y que se consideran pérdidas. De tal forma, que
con esta información la Empresa de Servicios Públicos EMPUCOY ESP oriente las
medidas o planes de contingencia para reducir dichas pérdidas que se presenten en el
sistema (con la detección de fugas, regulación de los sectores con altos consumos, etc.).
La macromedición debe ubicarse considerando los parámetros establecidos, en los
puntos de medición. En la Tabla 34 se muestra la localización de los puntos de
macromedición.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 117
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Tabla 34. Localización y función de macromedición.
MACROMEDIDOR UBICACIÓN FUNCIÓN TIPODIÁMETRO (pulgadas)
MP1Salida Planta de tratamiento
de agua potableMedir el caudal de
agua tratadaExistente 6
MP2Salida Planta de tratamiento
de agua potableMedir el caudal de
agua tratadaProyectado 6
MT1Salida tanque de almacenamiento
Medir el caudal total del sistema de distribución
Existente 6
MT2Salida tanque de almacenamiento
Medir el caudal total del sistema de distribución
Proyectado 6
M1 Entrada sector 1Medir el caudal
distribuido al Sector 1.Existente 4
M2 Entrada sector 2Medir el caudal
distribuido al Sector 2.Existente 4
M3 Entrada sector 3Medir el caudal
distribuido al Sector 3.Existente 4
M4 Entrada sector 4Medir el caudal
distribuido al Sector 4.Proyectado 3
En la Figura 45 se puede observar el esquema general de la localización de los puntos de
macromedición.
Figura 45.Esquema general de macromedicion.
Los macromedidores permiten estimar el volumen suministrado a los diferentes sectores o
a toda la población y compararlo tanto con el volumen del agua que fue tratada en la
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 118
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
planta como con el volumen arrojado por la micromedición, con el fin de hacer un balance
para poder encontrar el lugar donde se generan las mayores pérdidas de agua, de modo
que se orienten los planes de acción a un problema más específico.
10.4.4 Renovación de redes
Las redes de tuberías de acueducto con el tiempo presentan incrementos en la tasa de
apariciones de fugas además de alcanzar o sobrepasar la vida útil. Estos hechos han
creado la necesidad de emprender mejoras en cuanto a las condiciones físicas y
funcionales del sistemas de distribución de agua potable y entre otros beneficios impactar
en cuanto a la reducción de los niveles de pérdidas de agua hasta valores alrededor de
sus mínimos teóricos, todo esto dependerá de un reconocimiento previo de las redes en
cuanto a su edad, localización, material, diámetros, grado de deterioro y otras
características relacionadas con el impacto económico, social y ambiental en el tiempo.
Las redes de distribución de agua potable y de alcantarillado, son “activos bajo tierra” que
no solo representan un gran porcentaje en la valoración de una empresa de acueducto y
alcantarillado, sino que también, por causa de su deficiente condición, generan pérdidas
permanentes de agua, daños ambientales y problemas en la salud pública, reflejadas
finalmente en pérdidas económicas.
La edad constituye uno de los factores de mayor relevancia en los modelos de deterioro y
vulnerabilidad asociados a los elementos de un sistema de acueducto o alcantarillado. En
las ciudades colombianas, las tuberías más viejas que aún están en servicio, pueden
oscilar entre 40 y 50 años.
Un aspecto importante en el análisis de deterioro de una red de distribución de agua
potable, son las presiones manejadas en el sistema. La cantidad y frecuencia de roturas
en tuberías de distribución de agua potable es directamente proporcional a la presión de
trabajo, hecho que incrementa la cantidad de agua perdida en fugas no detectables, que
también es directamente proporcional a la presión.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 119
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
10.4.4.1 Por capacidad hidráulica
Considerado como la capacidad que puede manejar la red conservando sus condiciones
óptimas de operación, se consideró cada una de las restricciones del sistema:
velocidades dentro del rango adecuado de operación, análisis de presiones observando la
capacidad del sistema para abastecer en las horas de máxima demanda y garantizar el
cumplimiento de los valores mínimos y máximos recomendados para los materiales
encontrados en la red de distribución, entre otras consideraciones consignadas en el
Capítulo 10.2.3, el mismo que recoge los tramos o elementos observados con notorias
deficiencias, en cuanto al rigor del análisis hidráulico.
10.4.4.2 Por material o daños
Los materiales convencionales para tuberías de redes distribución de agua potable tienen
distintas ventajas y desventajas en cuanto al grado de confiabilidad en el tiempo. Cada
material posee un grado de vulnerabilidad durante su transporte, instalación y
funcionamiento en el tiempo. Adicionalmente, cada tubería tiene un tipo de falla que
depende directamente del material. Según el estudio realizado por la Swedish Water and
Wastewater Association, se determinó en el año de 1990 el porcentaje de las causas de
daños en las tuberías de redes de distribución de agua potable dependiendo del tipo de
material, ver Tabla 35.
Tabla 35. Porcentaje de causas de daño en las tuberías dependiendo del material.
Acero galvan.
Otros aceros
Hierro fundido
Hierro dúctil
Polietileno PVC
Rotura 2% 3% 20% 18% 7% 11%Defecto del material 1% 30%
Corrosión 89% 94% 16% 60% 7%Fallas de instalación 1% 18% 43% 4%
Otros 1% 4% 14% 4%Inexplicable 9% 3% 61% 29% 51%
Sin embargo no se suministró por parte del administrador del acueducto local registros
históricos relacionados con fallas, roturas o información alguna correspondiente a
estadísticas de daños.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 120
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
10.4.4.3 Por diámetros mínimos
La red de distribución del municipio consta de 8344 m de tubería en los siguientes
diámetros:
Tabla 36. Red de acueducto del municipio de Coyaima
Diámetro (Pulg.) Longitud (m) %1” 510 6%2” 595.4 7%3” 6207 74%4” 1032 13%
TOTAL 8344 100%
Fuente: Catastro de Redes del Consultor.
Como se puede observar en la tabla anterior el sistema de distribución no cumple
con los diámetros mínimos (6%) exigidos por la Norma RAS 2000, y deberían ser
ampliadas para cumplir con la normatividad.
Sin embargo, la zona donde se encuentran instaladas las tuberías inferiores a 2
pulgadas corresponde a una zona desarrollada recientemente, por lo cual las
tuberías tienen menos de 10 años de instalación y están ubicadas en una parte
final del sistema. Adicionalmente, no se registran problemas de presión en el
sector, tal como se ha consignado en este informe. Por lo anterior, se considera
prescindible su reemplazo al diámetro mínimo (2 pulgadas) pero se recomienda
que para cualquier intervención de la zona que requiera reemplazo, se instalen
tuberías de 2 pulgadas
Durante el proceso de recolección de datos, se notó una importante deficiencia en cuanto
a registros asociados a casos de rotura, los cuales representan deficiencias del
administrador por generar elementos necesarios para soportar modelos de deterioro y
vulnerabilidad de la red.
10.4.5 Control de presiones
La gestión de las presiones es uno de los fundamentos de una política de control de
pérdidas. Empresas que manejan sistemas de agua que usan o están considerando usar
la administración de presiones como parte de sus estrategias necesitarán considerar los
siguientes temas:Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811
Bogotá, Colombia 121
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
La importancia del mantenimiento de presiones consistentes con mínimas
variaciones
La relación entre presión máxima y la tasa a la cual aparecen nuevas fugas
La relación entre la presión y la tasa de flujo de las fugas existentes
La predicción de efectos de la administración de presiones en la tasa de fugas, consumo e ingresos
La influencia del estándar mínimo de servicio y la topografía.
El programa de control de presiones ayudará a estabilizar la red, generar continuidad en
el servicio y evitará por consiguiente la utilización de volúmenes muy grandes de
almacenamiento, pero debe ir acompañado del programa de detección y especialmente
dadas las condiciones locales del municipio de hacer énfasis en las reparaciones y /o de
fugas o de lo contrario las pérdidas por fugas se aumentaran.
10.4.5.1 Proceso de presurización
A partir de la propuesta de sectorización desarrollada se han planteado 4 sectores (tres
existentes y uno proyectado), estableciendo el proceso de presurización paulatina por
sectores que deberá ser llevado a cabo por la empresa operadora del sistema. A
continuación se muestran las etapas de construcción de las obras:
Tabla 37. Etapa de construcción de obras.
PROCESOS DE GESTIÓN OPERACIONAL ETAPAS DE CONSTRUCCIÓN DE LA OBRA
Construcción de la nueva planta de tratamiento.Instalación del nuevo sistema de tratamiento compacto.
Programa de uso y ahorro eficiente de agua Proceso de Socialización.Implementación de la Macro y micromedición Instalación de macro y micromedidores.
Sectorización de la red.Instalar las válvulas para la sectorización de las redes.
Construcción de la línea nueva de conducción Construcción de viaductos y/o pasos especiales, instalación de ventosas y purgas en la nueva conducción.
Optimización de la línea existente de conducciónInstalación de ventosas y purgas en la línea de conducción
Construcción de la bocatoma – desarenador.Construcción de la bocatoma y desarenador de la Quebrada Meche.
Construcción del nuevo sistema de almacenamiento
Construcción de tanque de almacenamiento complementario para suplir el volumen de capacidad futura.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 122
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
10.4.5.2 Estación de control
No se proponen estaciones reguladores de presión, puesto que los valores presentes en
la red de distribución no lo requieren. Ver Anexo 4.
10.4.5.3 Cartilla de válvulas
En la Tabla 38 y Tabla 39, se muestra el listado de válvulas correspondientes tanto a la
sectorización hidráulica como operativa del sistema.
Tabla 38.Listado de válvulas de cierre permanente VCP.
ID EstadoVCP-1 ExistenteVCP-2 ExistenteVCP-3 ExistenteVCP-4 ProyectadoVCP-5 ProyectadoVCP-6 Proyectado
En el Plano 2 de 2 (Localización válvulas cierre permanente y corte) se aprecia la
ubicación exacta y estado de las válvulas de la red de distribución.
Tabla 39.Listado de válvulas de corte VC.
ID EstadoVC-1 ExistenteVC-2 ExistenteVC-3 ExistenteVC-4 ExistenteVC-5 ExistenteVC-6 ExistenteVC-7 ExistenteVC-8 ExistenteVC-9 Existente
VC-10 ExistenteVC-11 ExistenteVC-12 ExistenteVC-13 ExistenteVC-14 ExistenteVC-15 ExistenteVC-16 ExistenteVC-17 ExistenteVC-18 ExistenteVC-19 ExistenteVC-20 ExistenteVC-21 ExistenteVC-22 ExistenteVC-23 ExistenteVC-24 ExistenteVC-25 ExistenteVC-26 ExistenteVC-27 Proyectado
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 123
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
VC-28 ProyectadoVC-29 ProyectadoVC-30 ProyectadoVC-31 ProyectadoVC-32 Proyectado
ID EstadoVC-33 ProyectadoVC.34 ProyectadoVC-35 ProyectadoVC-36 ProyectadoVC-37 ProyectadoVC-38 ProyectadoVC-39 ProyectadoVC-40 ProyectadoVC-41 ProyectadoVC-42 Proyectado
En la Figura 46 se presenta la socialización de las VCP existentes y nuevas para realizar
la sectorización.
Figura 46.Distribución de las Válvulas de Cierre Permanente VCP.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 124
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
10.4.6 Formulación del proceso comercial
Deben seguir una serie de pasos que permitan identificar cada una de las posibles causas
de pérdidas, de tal forma que los resultados obtenidos para cada una de las unidades
estudiadas puedan ser utilizados para dimensionar la incidencia a futuro para el control de
pérdidas comerciales.
Tipos y causas de las pérdidas comerciales
Las pérdidas comerciales pueden originarse en cada una de las diferentes etapas de los
procesos Gestión - Cliente. En cada una de estas etapas se presentan una serie de
factores que ocasionan o pueden ocasionar perdidas comerciales, el siguiente cuadro se
mencionan las causas relacionadas en cada una de las etapas.
Tabla 40.Tipos y causas de pérdidas comerciales
ETAPA DEFINICIÓN CAUSAS
Suministro Conectar a la red de distribución Conexiones clandestinas
IdentificaciónEstablecer los datos tanto técnicos y comerciales que caracterizan al
usuario
Errores en la dirección del usuario, retrasos en la incorporación al sistema comercial, el
cliente no aparece en el sistema.
MediciónProceso en el que se registra el
consumo
Medidores defectuosos e inadecuados, medidores no instalados, error en la
estimación del consumo.
Consumo Dotaciones elevadasEquipos obsoletos de alta consumo, hábitos
de consumo, desperdicio de agua.
Facturación Elaborar y distribuir las facturas Atrasos e irregularidades.
CobroRecuperar las obligaciones que el cliente adquirió con la Empresa, en
el menor tiempo posible
Falta de pago del cliente, demoras excesivas, iniciar proceso de pago.
En los siguientes capítulos se presentan los programas comerciales que se deben
implementar para el control de pérdidas en el Municipio de Coyaima (Tolima), vale
destacar que el programa de micromedición se considera necesario desde el punto de
vista de generar datos reales de consumo y poder efectuar los datos de balance de agua
en las unidades hidráulicas, desde el punto de vista ambiental el medidor mostrara al
usuario sus desperdicios de agua y creara consciencia en el usuario para el ahorro y
conservación de las fuentes hídricas.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 125
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
10.4.6.1 Micromedición
La manera de cerrar el balance hidráulico de los sectores y determinar espacialmente las
demandas es mediante la micromedición. En este programa se pretende elegir, del
mercado de micromedidores, el que ofrece las mejores características según los tipos de
usuarios que existen particularmente en el municipio.
Para esto inicialmente se deben establecer los parámetros mínimos o característicos de
los micromedidores, también deben existir características o curvas tipo de consumo de los
usuarios, con el objeto de poder determinar variable como máximo, promedio y mínimo
consumo diario. Posteriormente se establece los requerimientos técnicos de los
micromedidores.
Beneficios y Costos de la Micromedición
Los principales beneficios asociados a la micromedición, o al incremento en su nivel de
cobertura son del siguiente tipo:
Financiero. Aumento del ingreso de los prestadores debido a la eliminación del error
de facturación en caso de facturación por promedios estimados (debido a la falta de
una señal de precios adecuada, generalmente el consumo real es superior al consumo
estimado y facturado).
Económico. Reducción de la demanda de los clientes que tienen medición con
respecto a aquellos de similares características de consumo, pero facturados con
tarifa fija mensual. Esta reducción corresponde a la elasticidad precio/demanda del
consumo marginal y se traduce en un beneficio económico dado por el costo evitado
de producción (captación, tratamiento y transporte) y externalidades del exceso de
agua demandada.
Gestión. Mejoramiento de la planificación de la distribución y diseño de obras, así
como de la estructuración tarifaria, al disponerse de registros detallados de las curvas
de demanda.
Los principales costos asociados a la micromedición son:
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 126
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Adquisición e Instalación de medidores. Representa un costo para los clientes,
pero tiene un impacto en el capital de trabajo de la empresa.
Operación y Mantenimiento. Corresponde exclusivamente al costo operativo
marginal de la empresa, pero no es importante.
Lectura y manejo de datos. Corresponde a un costo comercial de la empresa,
muchas veces mediante contratos con terceros.
Requisitos para la selección de medidores:
Agrupación medidores metrológicas
Los medidores deben ser agrupados en tres clases metrológicas A, B, C según dos
parámetros: el caudal mínimo (Qmin) y el caudal de transición (Qt), en la siguiente tabla
ser muestran las clases:
Tabla 41. Clases de micromedición por metrología.
CLASE Medidores de Qn < 15 m3/h Medidores de Qn > 15 m3/h
Clase AValor Q min 0.04 Qn 0.08 Qn
Valor Qt 0.10 Qn 0.30 Qn
Clase BValor Q min 0.02 Qn 0.08 Qn
Valor Qt 0.08 Qn 0.20 Qn
Clase CValor Q min 0.01 Qn 0.006 Qn
Valor Qt 0.0015 Qn 0.015 Qn
Estos caudales definidos en función de la clase metrológica determinan el “Canal de
tolerancia” que representan los errores máximos de medida.
Criterios para selección de micromedidor
Los criterios que se deben considerar para la selección de un medidor son:
La calidad del agua: si el agua no contiene sedimentos (limo, arenas, gravilla) se
puede escoger un medidor de volumen o de velocidad. Si el agua transporta
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 127
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
sedimentos, aunque no sea permanentemente o bien si la calidad del agua
produce incrustaciones, se escogerá el medidor de velocidad.
La continuidad del servicio: Si la red es objeto de cortes de agua frecuentes
(problemas de falta de agua o de racionamiento de los recursos por sector) será
necesario instalar un medidor de tipo velocidad.
El régimen de consumo: es necesario adaptar el diámetro y el tipo de medidor con
el fin de cubrir al máximo la gama de caudales a los cuales se consumirán los
volúmenes de cada usuario. Es necesario conocer el caudal permanente, el caudal
mínimo, el caudal máximo y el caudal de transición.
Adecuación de un medidor para el consumo
Los diámetros de los medidores pueden ser determinados en función del consumo diario
previsto o constatado, tal como se muestra en la siguiente tabla:
Tabla 42. Diámetro de medidores según consumo
CONSUMO DIARIO HASTA DIÁMETRO MEDIDOR EN mm3 m3 155 m3 20
14 m3 3035 m3 40
100 m3 60200 m3 80450 m3 100
Programa de instalación de medidores
A continuación se realiza un análisis de cuantos micromedidores se necesitan en el
Municipio de Coyaima y discriminados por sector (diseño de la sectorización), para la
cobertura del 100%. En primera instancia se debe analizar los datos de consumo medido
bimestral, para tener indicadores de patrones de consumo y tener un estimativo de la
clase de micromedidor a usar.
En el Municipio de Coyaima, a la fecha no se cuenta con registros estadísticos sobre los
niveles de consumos de los suscriptores. Por otra parte, a nivel urbano se identifica o
presume un alto consumo por los usuarios del servicio de acueducto cuya principal causa
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 128
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
es la no existencia de cultura en el ahorro y uso del agua por la población, no obstante
que la Empresa hace un esfuerzo por socializar a la comunidad en este aspecto.
Dentro de la cabecera municipal de Coyaima no se cuenta con ningún micromedidor
operando y/o funcionamiento. La cobertura es de 0%, por tanto se deben instalar 1149,
puesto que en la actualidad ese es el valor de usuarios activos los cuales tienen
acometida ½”, para la conexión al sistema.
Para la selección de la clase de micromedidor a tomar según la precisión, se debe tener
en cuenta el rango de caudales para determinar la transición de caudales y el máximo
caudal que maneje el usuario. Entre mayor es el caudal, mayor debe ser la precisión del
micromedidor, para evitar el mayor porcentaje de errores en medición. En resumen
caudales bajos en usuarios con un rango de transición bajo se tomarían micromedidores
mínimo clase B, y si por el contrario existen caudales altos y caudales de transición altos
se colocaría micromedidores clase C.
Recomendaciones para el seguimiento del proceso comercial de micromedición
Para el seguimiento al programa de micromedición se debe llevar registros de los datos e
información general del equipo. Esta se debe almacenar y actualizar periódicamente en
una base de datos. Se recomienda que la base de datos deba tener los siguientes
campos:
Clase de instalación
Tipo de medidor
Serial del medidor
Marca Medidor
Diámetro Medidor
Fecha de instalación
Estado cajilla
Acceso medidor
Estado medidor
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 129
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Otra recomendación muy importante para realizar los balances de agua en cada uno de
las unidades hidráulicas, es realizar la asociación de puntos de consumo con la
sectorización, en otras palabras cada usuario debe tener un atributo que lo identifique de
acuerdo a su sector. De esta manera se identifican los consumos micromedidos o
estimados en cada unidad hidráulica.
10.4.6.2 Facturación
Desde el punto de vista de la gestión comercial, la Empresa de Servicios Públicos de
Coyaima no viene dando cumplimiento a las obligaciones legales derivadas de la Ley 142
de 1994, particularmente en cuanto a la implementación de los estudios de costos y
tarifas, especialmente por no adoptar las metodologías establecidas por la Comisión de
Regulación de Agua Potable y Saneamiento Básico – CRA para los servicios de
acueducto y alcantarillado (Resolución No. 287 de 2004) y aseo (Resolución No. 351 y
352 de 2005).
La empresa elaboró el estudio de costos y tarifas para los servicios de acueducto,
alcantarillado en el año 2002, bajo la metodología de la Comisión, Resolución 151 de
2001, al año siguiente fue realizada para el servicio de aseo. Estos estudios fueron
enviados a la Comisión de Regulación de Agua Potable en el año 2003, los cuales fueron
implementados previamente al envío del oficio, de octubre 31 de 2003. Actualmente se
continúa aplicando la tarifa bajo la anterior metodología realizando los incrementos de
acuerdo con la normatividad. A continuación se presentan las tarifas aplicadas durante el
año 2011.
Tabla 43.Facturación actual.
ServicioValores en Pesos Corrientes
Estrato 1 Estrato 2 Estrato 3 Estrato 4 Estrato 5 Estrato 6
AcueductoCF $ 3.592 $ 4.396 $ 6.100 $ 7.002 $8.374 $20.000
CC NA NA NA NA NA NA
Fuente: Oficina de servicios públicos EMPUCOY ESP– Tolima, 2011.
Las tarifas no reflejan el verdadero costo de prestación de los servicios aunque se hayan
elaborado con una metodología definida por la Comisión Reguladora de Agua Potable y
Saneamiento Básico.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 130
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
La Empresa de Servicios Públicos ha venido adelantando el cobro de sus facturas sobre
unas tarifas plenas por uso y estrato que no responden precisamente a un estudio de
costo y tarifas aplicando la normatividad exigida por la CRA, las cuales son indexadas de
acuerdo a resoluciones de la Junta Directiva de la Empresa sin ningún estudio respectivo,
sino más bien respondiendo a los costos administrativos y operativos anuales que se
vienen presentando en desarrollo de la prestación propia de los servicios de acueducto,
alcantarillado y aseo.
En general, los porcentajes de subsidios autorizados por el municipio y aplicados
actualmente en el cobro de los servicios públicos de acueducto, alcantarillado y aseo se
enmarcan dentro de los topes máximos de subsidios establecidos por la normatividad
legal vigente, Artículo 116 de la Ley 812 de 2003 - Plan Nacional de Desarrollo, el cual
modificó parcialmente el artículo 99.6 de la Ley 142 de 1994, permitiendo que el subsidio
máximo se conceda hasta en un máximo del 70% para el Estrato 1, el 40% en el Estrato 2
y del 15% en el Estrato 3.
El Municipio de Coyaima, en el marco del Decreto 1013 de 2005 y lineamientos del Plan
Departamental de Agua - PDA, mediante Convenio de Cooperación y Apoyo Financiero
de fecha 26 de octubre de 2006, concertó los aportes para inversión y subsidios con cargo
a los recursos del Sistema General de Participaciones – SGP, que permiten atender esta
obligación mediante la pignoración del 65% de los recursos del SGP para agua potable
los cuales son administrados a través del Consorcio Fiduciario FIA (patrimonio autónomo)
Facturación y recaudo
En la actualidad, las actividades de facturación de los servicios públicos de acueducto,
alcantarillado y aseo son adelantados directamente por la Empresa de Servicio Públicos
EMPUCOY ESP.
Estrategia de transición de facturación
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 131
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
En vista que la facturación se realiza actualmente por medio de una tarifa fija por estrato,
se requiere formular la estrategia de transición a la facturación por lectura de
micromedidores.
Se estima un periodo de 6 meses para la instalación de micromedidores a los suscriptores
y en general de los usuarios del municipio. Durante este tiempo, se acompañará con un
proceso de socialización y operativo de adecuación de acometidas (es importante que el
sistema de acueducto opere adecuadamente tanto por continuidad como por calidad del
agua).
Durante el periodo de transición de facturación (6 meses) y una vez realizada la
sectorización e instalados los macromedidores a la entrada de los respectivos sectores,
se distribuirá proporcionalmente el consumo dentro de cada sector. Por lo tanto, a los
usuarios del sector correspondiente, se les facturará de forma tal que el volumen total del
sector se divida en el número de usuarios, obteniendo una facturación por sectores. De
esta manera, durante el periodo de transición los usuarios podrán conocer el consumo
promedio del sector tener una referencia de la magnitud de los consumos presentes en el
municipio.
Al cabo del periodo de transición, la facturación corresponderá al valor registrado por el
medidor de cada usuario.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 132
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
10.4.7 Formulación del proceso de socialización
El proceso de socialización del proyecto de optimización operacional y en especial del
proceso de presurización paulatina del sistema, resulta fundamental por la importancia
que tiene la participación de la comunidad dentro de la optimización del sistema.
Dentro de las principales actividades a desarrollar se encuentran las siguientes:
Capacitación al interior de la entidad prestadora del servicio de acueducto sobre el
proyecto. No solamente en los procesos hidráulicos y operativos asociados al
programa, sino también aquellos procesos comerciales y de trabajo con los
usuarios.
Divulgación del proyecto ante las entidades municipales involucradas y líderes
comunales, incluyendo la necesidad de aceptación de instalación de
micromedidores y flotadores.
Diseño de una estrategia para la implementación del proceso de socialización del
proyecto que permita posteriormente al operador continuar con esta actividad una
vez terminada la consultoría.
Estrategia: Campañas para el uso racional y eficiente del agua
Campañas para el uso racional y eficiente del agua en comunidades
A continuación se describe una campaña de Uso Eficiente y Ahorro de Agua que ataca a
comunidades de todos los estratos sociales, este se ejecuta por medio de campañas
educativas dirigidas a la comunidad.
El objeto es sensibilizar a la los usuarios mediante campañas informativas y educativas,
sobre la importancia y mecanismos que lleven al uso eficiente del agua (tales como uso
del agua, Aparatos de Bajo Consumo de Agua (ABC´s), recomendaciones para el hogar,
etc.).
Uno de los aspectos que influye de manera determinante en el uso adecuado del agua lo
constituye la percepción, valoración y actitud que cada persona asume frente a este Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811
Bogotá, Colombia 133
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
recurso. Es así, que las campañas educativas u otros mecanismos de divulgación
orientados a incentivar cambios de actitud, se convierten en una herramienta muy
importante que puede influir significativamente en el uso eficiente del agua y la
preservación del ambiente.
Esquema del programa de capacitación
Se debe construir un modelo pedagógico funcional y operativo, teórico - práctico,
participativo el cual incluye talleres, recorridos, y actividades lúdicas para garantizar la
apropiación de los contenidos del programa. Como complemento del proceso de
capacitación se deben diseñar material pedagógico para el desarrollo de los talleres, entre
estos se encuentran: Cartilla Uso Eficiente del Agua y agua no contabilizada. (Ver
Anexo 8).
Este programa incluye en sus módulos de capacitación conceptos técnicos sobre:
-Grifos para lavaplatos y lavamanos
-Reductores de presión de agua para lavaplatos
-Reductores de presión de agua para grifo lavaplatos
-Ahorrador de agua en sanitarios
-Rejilla para lavaplatos
-Recorridos pedagógicos
Con estas estrategias pedagógicas se deben afianzar los conocimientos brindados en las
capacitaciones, al igual que el compromiso de la comunidad frente al cuidado del recurso
hídrico, se debe ganar conciencia sobre la necesidad del uso adecuado de la red de agua
y sanitarios, se deben lograr el objetivo de construir una nueva cultura del agua.
Sensibilización y diagnostico hidráulico de las viviendas: se debe realizar la socialización
del programa y el diagnóstico de las condiciones hidráulicas al 100% de las viviendas de
la comunidad, esta estrategia se debe realizar teniendo en cuenta las necesidades de
integrar nuevos usuarios al sistema.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 134
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Entrega de insumos: de acuerdo con los resultados arrojados por los diagnósticos
realizados en cada una de las viviendas seleccionadas, se debe identificar las viviendas
más necesitadas, por lo que presentan problemas críticos de desperdicio y alto consumo
de agua, estas se beneficiaran con el suministro de elementos para el ahorro del agua.
De esta manera se identifican los usuarios para hacer entrega de los insumos
correspondientes, mediante los cuales se pretende asegurar la sostenibilidad del
programa, facilitándoles de esta manera a los beneficiarios los elementos necesarios para
implementar y desarrollar prácticas de uso eficiente y ahorro del agua.
Procedimiento para garantizar que los insumos entregados cumplieran con el objeto para
el cual fueron entregados, el procedimiento se describe en los siguientes pasos:
Paso 1 Actas: A cada una de los beneficiarios se le entrega los insumos mediante un
acta, la cual contiene de manera detallada el producto entregado, la cantidad y el valor
correspondiente, está firmada por quien recibe estos elementos y los encargados de la
empresa prestadora del servicio.
Paso 2 Revisión técnica: teniendo en cuenta la necesidad de verificar que efectivamente
si se realicen las instalaciones de los grifos y demás aparatos ahorradores, se realizan
visitas aleatorias en cada una de las viviendas, con el apoyo de un técnico en
instalaciones hidráulicas y de promotores, esto con el objeto de constatar que los
elementos entregados se les está dando el debido uso.
Paso 3 Estrategia comunicativa: se debe implementar una estrategia comunicativa con el
fin de lograr la sensibilización, capacitación y difusión del programa uso eficiente del agua,
dentro de esta estrategia comunicativa hay que hacer énfasis en que la empresa
prestadora del servicio público de acueducto la cual con este programa busca obtener un
mejor servicio de agua y mejorar la cobertura del servicio a los sectores más vulnerables
del municipio.
Se deben utilizar las siguientes estrategias comunicativas:
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 135
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Eventos de presentación del programa
Afiches , plegables
Adhesivos , botones
Una cartilla temática de uso eficiente del agua
Después de implementado todo el programa en la comunidad, se les debe hacer entrega
de las certificaciones de asistencia por las capacitaciones a las miembros de la
comunidad.
Campañas para el uso racional y eficiente del agua en instituciones educativas
La empresa prestadora del servicio público de acueducto puede establecer convenios de
trabajo educativos sobre los temas de uso eficiente del agua en las Instituciones
Educativas ubicadas en el municipio; estos pueden estar enmarcados dentro de la
empresa prestadora del servicio público de acueducto como algún subprograma de
gestión socio ambiental.
Estos subprogramas proponen el apoyo de las instituciones educativas para la divulgación
de la información y capacitación orientada a establecer procesos que hagan de estas
colectividades unos aliados en materia de control.
Estas campañas se estructuran en dos fases. La primera fase (la de formulación), cuyo
objetivo es el desarrollo de un diagnóstico hidráulico al 100% de la institución educativa,
durante esta fase se debe lograr un acercamiento a las problemáticas hidráulicas y de uso
eficiente del agua de cada institución educativa, estas podían ser abordadas por las
instituciones para así posibilitar soluciones tangibles enmarcadas en el ámbito educativo.
En esta fase se pueden definir los siguientes temas centrales:
- Almacenamiento de agua lluvia para riego y uso en sanitarios.
- Manejo de orinales de bajo consumo.
Para el desarrollo de los temas centrales, se definieron las siguientes estrategias:
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 136
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
- Capacitación a docentes
- Actividades internas
- Proyección a la comunidad
Con esta organización se logra una integralidad entre las instituciones educativas las
áreas académicas y el desarrollo de actividades que involucran a toda la comunidad
educativa, entendida ésta como los docentes, alumnos y padres de familia.
La segunda fase del trabajo es la implementación, el objetivo es iniciar la ejecución de los
proyectos de uso eficiente del agua, dar continuidad a los procesos y poner en práctica
las estrategias propuestas por los docentes de las Instituciones.
10.5 OPERACIÓN DEL SISTEMA
10.5.1 Sectorización operativa
La sectorización operativa constituye una de las bases en lo que respecta a la operación
del sistema, su objetivo es aislar pequeños sectores del municipio que en caso de
necesitarse ya sea por daños en la red, mantenimiento, ampliación de redes, etc, este
cierre no afecte la operación del sistema en general.
Los sectores operativos presentados fueron elaborados teniendo en cuenta los criterios
establecidos RAS 2000; específicamente en el Capítulo B.7.6.3.1; en el que se
recomienda:
Cuando tres o más tramos de tuberías principales se interconecten en un punto, debe
ser prevista una válvula de cierre en cada tramo.
En las tuberías secundarias debe ser prevista una válvula en las interconexiones con
las tuberías principales.
Deben especificarse las válvulas necesarias para que al ejecutar un cierre no se aíslen
zonas mayores que 6 manzanas. Las tuberías de 150 mm (6 pulgadas) y mayores
deben tener válvulas de corte cada 500 m como mínimo.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 137
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
En todos los puntos de empalme de una tubería de diámetro mayor con una de diámetro
menor, debe instalarse una válvula sobre la tubería de diámetro menor.
10.6 CONCLUSIONES
Las válvulas permanentes proyectadas deberán permanecer cerradas de acuerdo con
la sectorización hidráulica planteada y de esta manera no se genera mezclas y
problemas de presiones en el sistema de distribución.
La instalación de micromedidores se considera necesaria en la medida que se dispone
de datos reales del consumo y así efectuar los cálculos de agregaciones y
desagregaciones del balance de hídrico para los sectores hidráulicos y para el
Municipio de Coyaima.
Los micromedidores desde el punto de vista ambiental mostraran a los usuarios sus
desperdicios de agua y creara consciencia en el usuario en el ahorro y conservación
de las fuentes hídricas.
Las redes de distribución de agua potable, son “activos bajo tierra” que no solo
representan un gran porcentaje en la valoración de una empresa de acueducto y
alcantarillado, sino que también, por causa de su deficiente condición, generan
pérdidas permanentes de agua, daños ambientales y problemas en la salud pública,
reflejadas finalmente en pérdidas económicas, por lo tanto se recomienda al
administrador del acueducto local llevar registros históricos relacionados con fallas,
roturas o información alguna correspondiente a estadísticas de daños.
Se recomienda que la instalación de los medidores inicie por usuarios comerciales,
institucionales, usuarios de estrato 6, usuarios de estrato 5, estrato 4, estrato 3,
estrato 2 y por ultimo de estrato 1.
11 PLAN DE OBRAS E INVERSIONES
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 138
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
En el Anexo 9 se presenta el presupuesto de obra el cual incluye cantidades de obra,
análisis de precios unitarios tanto para las estructuras nuevas y estructuras de
optimización. Los ítems que se tuvieron en cuenta para la elaboración del presupuesto
fueron: preliminares, excavaciones, rellenos, retiro de material, concretos, suministro de
tuberías, accesorios y otros. Los anteriores ítems, se realizaron para estructuras nuevas y
estructuras existentes del sistema de acueducto del Municipio de Coyaima.
En el Anexo 9, se muestra las especificaciones de obra de cada uno de los ítems del
presupuesto.
Una vez elaborado el presupuesto de los estudios y diseños para el acueducto del
Municipio de Coyaima, se realizó el cronograma de ejecución del proyecto de acuerdo a la
prioridad de las obras y se después se elaboró el diagrama de barras, ruta crítica, donde
se indicará la duración de cada actividad y la interrelación de ejecución entre cada una de
ellas y el plan financiero.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 139
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
12 PLAN DE DESARROLLO INSTITUCIONAL
12.1 ASPECTOS JURIDICOS
El Concejo Municipal de Coyaima, mediante al Acuerdo 005 del 7 de junio de 2002,
autorizó al alcalde para definir y crear la Empresa de Servicios Públicos Domiciliarios del
Municipio de Coyaima. Mediante el Decreto 053 de Julio 25 de 2002, se crea la Empresa
de Servicios Públicos de Coyaima EMPUCOY ESP, como una Empresa Industrial y
Comercial del Estado del orden municipal. Este acto de transformación no se adecua a lo
ordenado por el artículo 180 de la ley 142 de 1994, haciéndose necesario cumplir con el
proceso de transformación ordenado en el artículo 17 de la ley 142 de 1994, y es la de
conformar una empresa de servicios públicos por acciones. El Concejo Municipal de
Coyaima, mediante Acuerdo 003 de 2003, aprueba el manual de funciones de la empresa
de servicios públicos del Municipio de Coyaima. La información relacionada con los
reglamentos, control fiscal, composición y demás aspectos fue suministrada por los entes
municipales en las visitas efectuadas al municipio y se encuentran anexadas en el informe
de diagnóstico entregado anteriormente.
12.2 APECTOS DE ORGANIZACIÓN Y ADMINISTRACIÓN
En la actualidad la Empresa de Servicios Públicos de Coyaima EMPUCOY cuenta con un
organigrama el cual debe ser estructurado de manera tal que se especifiquen las
funciones administrativas y operativas de manera detallada
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 140
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
Figura 47. Organigrama Empresa de Servicios Públicos del municipio de Coyaima.
A nivel administrativo, la Empresa de Servicios Públicos de Coyaima E.S.P. dispone de
manual de funciones para los cargos existentes, así como un manual de procesos y
procedimientos. No obstante, será necesario actualizarlos en la medida que se ejecuten
nuevas obras en los sistemas de acueducto y alcantarillado en el municipio.
Igualmente en la empresa no se ha implementado un Sistema de Gestión de Calidad de
Acuerdo con la Ley 872 de 2003 y su Decreto Reglamentario 4110 de 2004.
Con respecto al personal, si bien la Empresa por su esquema institucional implementado
de EICE cuenta con autonomía administrativa y financiera, la designación del personal de
la Empresa en gran porcentaje depende de la Gerencia.
El indicador de eficiencia de personal (número de empleados por cada 1.000
suscriptores), correspondiente a los últimos dos años (2009 y 2010) es de 3.5, el cual se
encuentra por dentro de los parámetros de eficiencia comparados con Empresas similares
del sector.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia
JUNTA DIRECTIVAPRESIDENTE - SECRETARIO
GERENTE - DIRECTIVOS
Asistente Operario Calificado.
Asistencial Operario
Asistencial – Conductor.
CONTADORDirector
Administrativo y Financiero
Técnico Administrativo
REVISOR FISCAL
141
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
12.2.1 Sistematización de procesos administrativos y comerciales
En la actualidad, la Empresa de Servicios Públicos de Coyaima E.S.P. cuenta con el
software ACUAMAN, a través del cual se apoyan las actividades de facturación,
contabilidad y manejo de almacén. El programa de facturación existente permite generar
de manera sistematizada la facturación mensual, así como la generación de reportes de
acuerdo con las necesidades propias de información del Municipio y entidades de
vigilancia y control (SSPD, Contraloría, etc.). No obstante, tiene como limitación que en la
oficina no se tiene un manejo sistemático para algunos reportes que pudieran necesitarse
(ejemplo: facturación y recaudos mensuales y anuales consolidados, cartera, etc.) no está
en línea con la empresa que da soporte del software la cual se encuentra ubicada en la
Ciudad de Ibagué. Lo anterior no permite tener la celeridad en la información, en especial
para la entrega de informes ante las entidades de control y seguimiento; más importante,
generar reportes para que puedan ser analizados por la junta directiva y a misma
gerencia.
Es necesario que el software de apoyo con el que cuenta la Empresa “ACUAMAN” sea
más accesible en cuanto a generar los reportes de información que son solicitados por las
entidades de control y seguimiento (recaudado vs facturado, cartera, etc.), especialmente
la SSPD.
12.3 ASPECTOS ECONÓMICOS-FINANCIEROS
Desde el punto de vista de la gestión comercial, la Empresa de Servicios Públicos de
Coyaima E.S.P. no viene dando cumplimiento a las obligaciones legales derivadas de la
Ley 142 de 1994, particularmente en cuanto a la implementación de los estudios de
costos y tarifas, especialmente por no adoptar las metodologías establecidas por la
Comisión de Regulación de Agua Potable y Saneamiento Básico – CRA para los servicios
de acueducto y alcantarillado (Resolución No. 287 de 2004) y aseo (Resolución No. 351 y
352 de 2005).
La Empresa viene dando cumplimiento a las principales obligaciones legales, tales como
la implementación del PUC, la separación contable de los servicios, así como el giro de
los recursos de subsidios con destino a los suscriptores clasificados en los Estratos 1 y 2. Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811
Bogotá, Colombia 142
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
La vinculación del Municipio al PDA contribuye a la viabilidad financiera de la prestación
de los servicios, especialmente en lo relacionado con los recursos de inversión y
subsidios en los próximos años. No obstante, la Empresa debe empezar a trabajar en la
implementación del PUC bajo las normas internacionales, Resolución 2815 de 28 de
marzo de 2011.
12.4 ACCIONES PRIORITARIAS
Con base en el diagnóstico integral realizado, como primera propuesta está el
Fortalecimiento Institucional a la Empresa de Servicios Públicos EMPUCOY ESP. Para el
efecto, se relacionan acciones prioritarias por realizar:
Actualización del Organigrama y manual de funciones, capacitaciones
permanentes al personal administrativo y operativo, teniendo en cuenta los programas
que maneja el Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial como Gestión
Empresarial, Costos y Tarifas, Agua No Contabilizada, Jornadas Educativas, etc.
La Empresa debe actualizar el RUPs para el año 2011 ante la SSPD y actualizar el
cargue de información al SUI.
El municipio deberá iniciar el proceso Fortalecimiento Institucional de La Empresa
de Servicios Públicos de COYAIMA S.A. ESP EMPUCOY S.A. ESP. que ha sido creada
por acuerdo del Concejo Municipal, cumpliendo varios requisitos entre los que cabe
resaltar cobrar las tarifas de acuerdo con las normas y fórmulas de la Comisión de
Regulación de Agua Potable y Saneamiento Básico (CRA), informar y reportar al SUI y
cumplir con las normas de calidad del agua para el consumo humano establecidas por el
gobierno nacional.
El municipio debe iniciar con ayuda del Ministerio de Ambiente Vivienda y
Desarrollo Territorial u otras entidades autorizadas, un proceso de Fortalecimiento
Institucional que lleve al Municipio a cumplir como objetivo final los requisitos indicados
desde la ley 142 de 1.994 y retomados por la Directiva 015 de la Procuraduría General de
la Nación para disponer de buen servicio, con un ente prestador eficiente que pueda
lograr aceptables indicadores de gestión empresarial, como los indicadores de recaudo,
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 143
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
de agua no contabilizada, control de cartera, cobertura, calidad del agua, entre otros
indicadores.
El no cumplimiento de esta normatividad puede llevar al Municipio a la
descertificación por parte de la Superintendencia de Servicios Públicos Domiciliarios con
lo cual pierde, así sea temporalmente, el manejo de los servicios y los beneficios de
apoyo económico que da el Sistema General de Participaciones (Ley 715 de 2001 y 1176
de 2007).
La Empresa debe implementar de manera permanente un Programa de Cultura
del Agua que permita socializar a la comunidad sobre el uso racional del agua, adelantar
e implementar capacitaciones de jornadas educativas apoyada en otras entidades con la
Alcaldía, los colegios, CORTOLIMA, ONGs, etc.
La empresa de implementar en el sistema una adecuada medición del agua, ya
que no posee macromedidores mecánicos o electrónicos para la medición del agua
captada y tratada, adicionalmente no cuenta con un sistema de micromedidores,
generando problemas de control de pérdidas y de sostenibilidad para la empresa de
servicios públicos e incumpliendo con la normatividad vigente.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 144
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
13 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Actualmente se presentan alto consumos de agua por parte de la población de
Coyaima, por esta razón es indispensable desarrollar un programa de uso eficiente
y racional del agua de manera paralela a la ejecución de las obras planteadas en
el Plan Maestro, en caso contrario el sistema no funcionara de manera adecuada.
Las válvulas de cierre permanente (VCP) proyectadas deberán permanecer
cerradas de acuerdo con la sectorización hidráulica planteada y de esta manera no
se genera mezclas y problemas de presiones en el sistema de distribución.
La instalación de micromedidores se considera necesaria en la medida que se
dispone de datos reales del consumo y así efectuar los cálculos de agregaciones y
desagregaciones del balance de hídrico para los sectores hidráulicos y para el
Municipio de Coyaima. Desde el punto de vista ambiental el medidor mostrara al
usuario sus desperdicios de agua y creará consciencia en el usuario hacia el
ahorro y conservación de las fuentes hídricas.
El programa de control de presiones es considerado uno de los más importantes,
debido que regula y mantiene las presiones en el sistema. Esta condición es
favorable desde el punto de vista del control frente a la aparición de fugas, dado
que mantiene en lo posible mínimas las variaciones de presión en el sistema, que
es una de las condiciones más desfavorable en la aparición de fugas.
Las redes de distribución de agua potable, son “activos bajo tierra” que no solo
representan un gran porcentaje en la valoración de una empresa de acueducto y
alcantarillado, sino que también, por causa de su deficiente condición, generan
pérdidas permanentes de agua, daños ambientales y problemas en la salud
pública, reflejadas finalmente en pérdidas económicas, por lo tanto se recomienda
al administrador del acueducto local llevar registros históricos relacionados con
fallas, roturas o información alguna correspondiente a estadísticas de daños.
Se recomienda que la instalación de los medidores inicie por usuarios comerciales,
institucionales, usuarios de estrato 3, usuarios de estrato 2 y por ultimo de estrato.Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811
Bogotá, Colombia 145
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
La actual PTAP tiene una capacidad de tratamiento hasta el año 2031, por esta
razón se recomienda construir una nueva planta de tratamiento Para cubrir las
zonas de expansión, la Urbanización Coyaima Vive y barrios altos cuya capacidad
sería de 4.42 l/s y así se suplirá de Agua Potable a toda la población del casco
urbano del municipio hasta el período de diseño (año 2036). Debido a que todavía
no se ha definido ni adquirido el sitio definitivo donde se construirá la nueva
PTAP, la consultoría establece que esta debe quedar localizada a una cota
máxima de 410 m.s.n.m.
Las pérdidas actuales de agua son imposibles de cuantificar, por lo cual se
requiere la implementación de la solución integral planteada en el presente
proyecto. Una vez se encuentre en operación la micromedición junto con un
sistema tarifario acorde al consumo, la sectorización y la macromedición, se puede
llegar a una reducción de pérdidas del 25 %.
Es importante realizar inspecciones rutinarias y de mantenimiento, en períodos
regulares de tiempo como parte de programas de prevención de daños o como
fundamento para acciones de limpieza, reposición de acabados en las diferentes
estructuras que componen el sistema de acueducto como los son la bocatoma de
la Quebrada Meche, el desarenador, los viaductos, la Planta de Tratamiento y el
tanque de almacenamiento.
Con la construcción del nuevo desarenador y la optimización de las líneas de
aducción y conducción, instalando los accesorios necesarios (ventosas y purgas),
se logrará una repartición adecuada de la presión en la red de distribución
alcanzando un óptimo funcionamiento de la línea de conducción.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 146
ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA EL ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE COYAIMA
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
BIBLIOGRAFÍA
mAlcaldía Municipal de Coyaima Tolima. (2000). Esquema de Ordenamiento
Territorial de Coyaima Tolima.
APHA, AWWA, WEF., (2005). Standard Methods for the Examination of Water and
Wastewater, 21 st edition, American Public Health Association, Washington, DC.
CORTOLIMA. Corporación Autónoma Regional del Tolima. (2006), Resolución Nº
350 del 04 de abril de 2006, por la cual se otorga una concesión de aguas y se
adoptan otras medidas.
Lopez Cualla, R. (2000). Elementos de diseño para Acueducto y Alcantarillado.
Segunda Edición. Bogotá. Editorial Escuela Colombiana de Ingeniería.
Mc Graw Hill Handbooks. (2005). Water Treatment Plant Desing, (4ª.ed), American
Water Works Association.
Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial. (2008, junio) Diagnóstico
técnico e institucional de la prestación de los servicios de acueducto, alcantarillado
y aseo. UT FORDES. Departamento del Tolima. Municipio de Coyaima.
Ministerio de la Protección Social. (2007, mayo 9). Decreto 1575, por el cual se
establece el sistema para la protección y control del agua para consumo humano.
Ministerio de la Protección Social, Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo
Territorial.(2007).Resolución 2115, por medio de la cual se señalan características,
instrumentos básicos y frecuencias del sistema de control y vigilancia para la
calidad del agua para consumo humano.
Ministerio de Salud, (Marzo, 1998). Decreto 475, por lo cual se expiden normas
técnicas de calidad del agua potable.
Calle 60 A No 5-51 Teléfono: 3100811 Bogotá, Colombia 147