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UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE SUTATAUSA DIEGO MAURICIO USCATEGUI RIVERA INGENIERÍA SANITARIA BOGOTÁ, 2020

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UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISO JOSÉ DE CALDAS

FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES

APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE ALMACENAMIENTO DEL

ACUEDUCTO DE LA VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE SUTATAUSA

DIEGO MAURICIO USCATEGUI RIVERA

INGENIERÍA SANITARIA

BOGOTÁ, 2020

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APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE

ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA

VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE

SUTATAUSA

CONTENIDO

Pág.

1. INTRODUCCIÓN ......................................................................................................................... 7

2. OBJETIVOS ................................................................................................................................ 8

3. MARCO TEORICO ...................................................................................................................... 9

3.1. Tanque de almacenamiento de agua potable ................................................................ 9

3.2. Periodo de diseño ........................................................................................................... 9

3.3. Población ........................................................................................................................ 9

3.3.1. Método exponencial ........................................................................................................ 9

3.3.2. Método geométrico ....................................................................................................... 10

3.4. Caudal de diseño .......................................................................................................... 10

3.5. Variación de consumo .................................................................................................. 12

3.6. Curva de consumo ........................................................................................................ 13

3.7. Curva de suministro y volumen del tanque por curva integral ..................................... 13

3.8. Volumen por capacidad de almacenamiento ............................................................... 13

3.9. Selección de volumen para el tanque de almacenamiento .......................................... 13

3.10. Volumen contra incendios ............................................................................................ 13

3.11. EPANET ........................................................................................................................ 14

4. RESULTADOS ALCANZADOS DURANTE EL DESARROLLO DE LA PASANTIA ................ 15

5. PRODUCTO REALIZADO DURANTE EL DESARROLLO DE LA PASANTÍA (DISEÑO TANQUE DE ALMACENAMIENTO) ................................................................................................. 16

5.1. INFORMACIÓN GENERAL DEL ÁREA DEL PROYECTO .......................................... 16

5.2. LOCALIZACIÓN GEOGRÁFICA .................................................................................. 16

5.3. DESCRIPCIÓN GENERAL DEL MUNICIPIO............................................................... 17

5.4. SERVICIOS PUBLICOS. .............................................................................................. 19

5.4.1. Diagnóstico Integral del Sistema de Acueducto ........................................................... 19

5.4.2. Fuente de suministro. ................................................................................................... 20

5.4.3. Captación. ..................................................................................................................... 21

5.4.4. Aducción. ...................................................................................................................... 23

5.4.5. Tanque desarenador..................................................................................................... 24

5.4.6. Aducción 2 .................................................................................................................... 26

5.4.7. Sistema de Alcantarillado ............................................................................................. 26

5.4.8. Sistema de Aseo ........................................................................................................... 26

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ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA

VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE

SUTATAUSA

5.4.9. Sistema de Energía ...................................................................................................... 27

5.4.10. Sistema Gas Combustible ............................................................................................ 27

5.5. DISPOSICION URBANISTICA ..................................................................................... 27

5.6. PROYECCIÓN DE DEMANDA ..................................................................................... 30

5.6.1. PROYECCION DE POBLACIÓN. ................................................................................. 30

5.6.2. Método Exponencial ..................................................................................................... 31

5.6.3. Método Geométrico ...................................................................................................... 35

5.7. DOTACIÓN Y DEMANDA............................................................................................. 44

5.7.1. Dotación Bruta .............................................................................................................. 45

5.7.2. Caudal medio diario (Qmd) ............................................................................................ 46

5.7.3. Caudal Máximo Diario (QMD) ......................................................................................... 47

5.7.4. Caudal Máximo Horario (QMH) ...................................................................................... 47

5.8. Volumen del tanque de almacenamiento. .................................................................... 49

5.8.1. Curva de demanda horaria. .......................................................................................... 50

5.9. PLANTEAMIENTO DE ALTERNATIVAS ..................................................................... 50

5.9.1. Capacidad de almacenamiento. ................................................................................... 51

5.9.2. Capacidad de regulación. ............................................................................................. 51

5.9.3. ALTERNATIVA 1 .......................................................................................................... 53

5.9.4. ALTERNATIVA 2 .......................................................................................................... 54

5.9.5. Volumen Tanque de almacenamiento Alternativa 1 y 2. .............................................. 55

5.9.6. ALTERNATIVA 3 .......................................................................................................... 59

Alternativa 3.1 - Sistema concebido para servicio 24 horas con sistema de bombeo durante 4 horas .. 59

Alternativa 3.2 - Sistema concebido para servicio 24 horas con sistema de bombeo durante 8 horas. .. 63

Alternativa 3.3 - Sistema concebido para servicio 24 horas con sistema de bombeo durante 12 horas. 68

5.10. ALTERNATIVA 3A ........................................................................................................ 72

5.11. Modelación hidráulica ................................................................................................... 77

5.11.1. Alternativa 1 .................................................................................................................. 77

5.11.2. Alternativa 2 .................................................................................................................. 79

5.11.3. Alternativa 3 .................................................................................................................. 82

5.11.4. Alternativa 3A ................................................................................................................ 88

5.12. ANÁLISIS DE ALTERNATIVAS. ................................................................................... 91

5.12.1. Análisis económico. ...................................................................................................... 91

5.12.2. Costos de construcción................................................................................................. 91

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5.12.3. Análisis técnico. ............................................................................................................ 92

5.12.4. Análisis ambiental. ........................................................................................................ 93

5.12.5. Generación de ruido. .................................................................................................... 93

5.12.6. Emisión de material particulado. ................................................................................... 94

5.12.7. Afectación Cobertura Vegetal ....................................................................................... 94

5.12.8. ANÁLISIS DE RIESGO. ................................................................................................ 95

5.12.9. ANÁLISIS SOCIAL ........................................................................................................ 98

5.12.10. IDENTIFICACIÓN PREDIAL ................................................................................. 98

5.12.11. ANÁLISIS DE INTERFERENCIAS. ..................................................................... 102

1.1.1. Interferencia con red de alcantarillado. .................................................................. 103

1.1.2. Interferencia con red de acueducto ........................................................................ 103

5.13. MATRIZ DE SELECCIÓN DE LA ALTERNATIVA MÁS VIABLE. .............................. 104

5.13.1. Económico. ................................................................................................................. 104

5.13.2. Técnico. ...................................................................................................................... 105

5.13.3. Ambiental. ................................................................................................................... 105

5.13.4. Social. ......................................................................................................................... 105

5.13.5. Riesgo ......................................................................................................................... 105

5.14. SELECCIÓN DE ALTERNATIVA ............................................................................... 106

5.15. Evaluación de puntajes asignados. ............................................................................ 107

5.15.1. Costo de construcción. ............................................................................................... 107

5.15.2. Costo de Operación. ................................................................................................... 107

5.15.3. Costo de adquisición de equipos y mantenimiento. ................................................... 107

5.15.4. Afectación vegetal. ...................................................................................................... 107

5.15.5. Generación de ruido. .................................................................................................. 108

5.15.6. Impacto durante la construcción y Operación. ........................................................... 108

5.15.7. Condición de amenaza. .............................................................................................. 108

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .......................................................................... 109

7. ANEXO FOTOGRÁFICO ........................................................................................................ 111

8. REFERENCIAS ....................................................................................................................... 113

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LISTA DE TABLAS

Pág.

Tabla 1 Coordenadas acueducto del municipio. ............................................................................... 20

Tabla 2 Datos generales línea de aducción 1. .................................................................................. 23

Tabla 3 Datos generales línea de aducción 2. .................................................................................. 26

Tabla 4 Información preliminar poblacional área de influencia del proyecto. ................................... 31

Tabla 5- Tasas de crecimiento del municipio de Sutatausa con información DANE 2018. .............. 32

Tabla 6 -Tasas de crecimiento del municipio de Sutatausa con información SISBEN, Marzo 2019. ........................................................................................................................................................... 32

Tabla 7 -Proyección poblacional método exponencial, municipio de Sutatausa, información DANE. ........................................................................................................................................................... 33

Tabla 8 -Proyección poblacional método exponencial, municipio de Sutatausa, información SISBEN. ........................................................................................................................................................... 34

Tabla 9 - Tasas de crecimiento del municipio de Sutatausa con información DANE 2018. ............. 35

Tabla 10 - Tasas de crecimiento del municipio de Sutatausa con información SISBEN 2019. ...... 36

Tabla 11 -Proyección poblacional método geométrico, municipio de Sutatausa, información DANE. ........................................................................................................................................................... 36

Tabla 12 -Proyección poblacional método geométrico, municipio de Sutatausa, información SISBEN ........................................................................................................................................................... 37

Tabla 13 - Proyección poblacional, proyecto tanque casco urbano de Sutatausa ........................... 39

Tabla 14 -Proyección de población ajustada a las variaciones establecidas ................................... 41

Tabla 15- Ajuste de población por población flotante ....................................................................... 43

Tabla 16 –Dotaciones Netas Máximas ............................................................................................. 45

Tabla 18- Proyección de Caudal de Diseño para el horizonte del proyecto ..................................... 48

Tabla 19 – Volumen de almacenamiento proyectado ....................................................................... 51

Tabla 20 – porcentaje de consumo respecto de la media del municipio .......................................... 52

Tabla 21 – Capacidad de Regulación, Tanque de distribución alimentado por gravedad. .............. 55

Tabla 22- Volumen de regulación ..................................................................................................... 57

Tabla 23 – Volumen de almacenamiento proyectado ....................................................................... 57

Tabla 24 –Capacidad de regulación para duración de bombeo de 4 horas ..................................... 59

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ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA

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SUTATAUSA

Tabla 25 VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO ................................................................................. 61

Tabla 26 – Capacidad de almacenamiento EBAP ............................................................................ 61

Tabla 27 -Capacidad de regulación para duración de bombeo de 8 horas ...................................... 63

Tabla 28- VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO Alt No.3.2 ............................................................. 65

Tabla 29-Capacidad de almacenamiento EBAP ............................................................................... 66

Tabla 30 - Capacidad de regulación para duración de bombeo de 12 horas ................................... 68

Tabla 31 volumen de almacenamiento ............................................................................................. 70

Tabla 32 - Capacidad de almacenamiento EBAP ............................................................................. 70

Tabla 33-Capacidad de regulación para duración de bombeo de 8 horas ....................................... 74

Tabla 34- VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO Alt No.3A ............................................................... 75

Tabla 35- Potencia de la bomba, alternativa 3A ............................................................................... 76

Tabla 36 resumen de costos de construcción tanque para la vereda santa bárbara ....................... 91

Tabla 37-Costos diferenciales de operación de las alternativas con sistema de bombeo en horizonte de diseño ........................................................................................................................................... 92

Tabla 38- Afectación Cobertura Vegetal por Alternativa ................................................................... 95

Tabla 39 - simbología presentada para las áreas en condición de riego y amenaza ...................... 95

Tabla 40 – Códigos prediales alternativa 1 ....................................................................................... 98

Tabla 41- Código predial, Alternativa 2 ........................................................................................... 100

Tabla 42- Asignación de pesos porcentuales para ponderación de los criterio de selección de alternativas ...................................................................................................................................... 104

Tabla 43 Ponderación y selección de alternativas .......................................................................... 106

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SUTATAUSA

1. INTRODUCCIÓN

El municipio de Sutatausa se encuentra ubicado en la provincia del Valle de Ubaté

en el norte del departamento de Cundinamarca, las proyecciones poblacionales del

municipio indican que su crecimiento, comparado con la región, es mínimo y se

proyecta que se mantenga esta tendencia en los próximos años. Sus principales

actividades productivas se encuentran relacionadas con el cultivo de papa,

actividades ganaderas y comerciales, sin embargo, debido su proximidad con la

ciudad de Bogotá, las zonas rurales han visto un incremento en las viviendas

construidas, relacionadas con zonas de descanso o migración temporal de los

capitalinos.

Sumado a esto, el Plan de Desarrollo Municipal (PDM) de Sutatausa, identifica un

potencial turístico en la zona debido a sus recursos paisajísticos, artísticos y

culturales; en consecuencia, se incluye dentro de este documento el Plan de

Desarrollo Turístico Sutatausa: “arte, cultura y paisaje”, donde se identifican los

déficits del municipio frente a esta actividad.

Uno de los principales aspectos a mejorar en el municipio, el cual es causal de baja

productividad y competitividad en la región, es la deficiencia en la infraestructura,

asociada a la calidad de la prestación de los servicios públicos domiciliarios. Con el

fin de subsanar esta deficiencia, la alcaldía municipal de Sutatausa realizó el

concurso de méritos No. 001 de 2018 cuyo objeto son los “ESTUDIOS Y DISEÑOS

PARA LA CONSTRUCCIÓN DEL TANQUE DE ALMACENAMIENTO ACUEDUCTO

DE LA VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE SUTATAUSA”.

Las actividades necesarias para la ejecución del proyecto se ven directamente

relacionadas con la práctica de la ingeniería sanitaria, entre ellas se encuentra la

ejecución del diseño hidráulico, el cual tiene entre sus objetivos realizar las

proyecciones de población y demanda, proponer alternativas de diseño y

finalmente, presentar los diseños hidráulicos necesarios.

El presente informe muestra la trazabilidad de las actividades realizadas durante la

ejecución de la pasantía, la cual se realiza en la firma PROSOLUCIONES S.A.S.

dando apoyo en el diseño hidráulico del tanque de almacenamiento de la vereda

Santa Barbara.

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SUTATAUSA

2. OBJETIVOS

Objetivo General:

• Realizar el apoyo en el diseño hidráulico del tanque de almacenamiento del

acueducto de la vereda Santa Barbara del municipio de Sutatausa.

Objetivos Específicos:

• Establecer alternativas de diseño para el tanque de almacenamiento con las

especificaciones exigidas por la resolución 0330 de 2017.

• Generar modelos hidráulicos de las alternativas presentadas.

• Realizar acompañamiento y apoyo a los diseños de detalle de la alternativa

seleccionada, incluyendo memorias de cálculo, planos de diseño y demás

componentes necesarios para su correcta elaboración.

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3. MARCO TEORICO

3.1. Tanque de almacenamiento de agua potable

Los tanques de almacenamiento de agua potable se usan dentro del sistema de

abastecimiento de agua potable para almacenar el volumen necesario para atender

una población determinada, teniendo en cuenta las variaciones del consumo de

agua a lo largo del día, además, mantienen las presiones mínimas en la red de

suministro, garantizando una distribución optima; También, sirven para almacenar

el volumen necesario para atender situaciones de emergencia. (Corcho Romero &

Duque Serna)

Para realizar el diseño hidráulico de un tanque de almacenamiento, se deben

determinan aspectos como el horizonte del diseño, población proyectada, caudal de

diseño, consumos con variaciones horarias, volumen de emergencias, potencia de

las bombas, etc.

3.2. Periodo de diseño

El articulo 40 de la resolución 0330 de 2017, determina que “Para todos los

componentes de los sistemas de acueducto, alcantarillado y aseo, se adopta como

periodo de diseño 25 años”.

3.3. Población

Para la proyección de la población a servir, en el horizonte de diseño, se usan

diferentes métodos estadísticos, los cuales son extraídos del reglamento técnico de

del sector de agua potable y saneamiento básico -RAS, tomándolo como un manual

de buenas prácticas de ingeniería.

3.3.1. Método exponencial La ecuación utilizada para este método es la siguiente

𝑃𝑓 = 𝑃𝑐𝑖 ∗ 𝑒𝑘𝑡(𝑇𝑓−𝑇𝑐𝑖)

Donde:

Pf: Población correspondiente al año en que se quiere realizar la proyección

Pci: Población correspondiente al censo inicial con información

Tf: Año al cual se quiere proyectar la información

Tci: Año correspondiente al censo inicial con información

K: Tasa de crecimiento de la población la cual se calcula como el promedio

de las tasas calculadas para cada par de censos, así:

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𝐾 =𝑙𝑛𝑃𝑐𝑝 − 𝑙𝑛𝑃𝑐𝑎

𝑇𝑐𝑝 − 𝑇𝑐𝑎

Donde:

Pcp: Población del censo posterior

Pca: Población del ceso anterior

Tcp: Año correspondiente al censo posterior

Tca: Año correspondiente al censo anterior

Ln: Logaritmo natural

3.3.2. Método geométrico La ecuación que se emplea es la siguiente:

𝑃𝑓 = 𝑃𝑢𝑐(1 + 𝑟)𝑇𝑓−𝑇𝑢𝑐

Donde:

Pf: Población correspondiente al año en que se quiere realizar la proyección

Puc: Población correspondiente al ultimo censo registrado o proyecciones

oficiales

Tf: Año al cual se quiere proyectar la información

Tcu: Año correspondiente al último censo registrado o proyecciones oficiales

r: Tasa de crecimiento anual en forma decimal, que se calcula de la siguiente

manera:

𝑟 = (𝑃𝑢𝑐

𝑃𝑐𝑖)

1(𝑇𝑢𝑐−𝑇𝑐𝑖)

− 1

3.4. Caudal de diseño

Para determinar el caudal de diseño para cada componente de un sistema de

distribución de agua potable, se hace uso del articulo 47 de la resolución 0330 de

2017, donde se establece que para realizar el diseño del tanque de almacenamiento

del sistema se debe usar el QMD, correspondiente al caudal máximo diario.

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SUTATAUSA

Para realizar el cálculo del caudal máximo diario, es necesario contar con datos

como la altura promedio sobre el nivel del mar de la zona objeto de estudio, esto

con el fin de seleccionar la dotación neta máxima, según lo estipulado en el articulo

43 de la resolución 0330 de 2017.

ALTURA PROMEDIO SOBRE EL NIVEL DEL

MAR

DOTACIÓN NETA MAXIMA DE LA

ZONA ATENDIDA (L/HAB*DIA)

> 2000 m.s.n.m 120

1000 — 2000 m.s.n.m 130

< 1000 m.s.n.m 140

Fuente: Tabla 1-articulo 43, resolución 0330 de 2017

Para el cálculo de la dotación bruta, se usa la ecuación estipulada en el articulo 44

de la resolución 0330 de 2017.

𝐷𝑏𝑟𝑢𝑡𝑎 =𝑑𝑛𝑒𝑡𝑎

(1 − %𝑝é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠)

Donde:

Dbruta: Dotación bruta

Dneta: Dotación neta

%pérdidas: Porcentaje de pérdidas técnicas máximas para diseño

Ahora bien, para el cálculo del caudal medio diario, caudal máximo diario y el caudal

máximo horario, se utiliza la metodología en el RAS, tomándolo como buenas

prácticas de ingeniería.

El caudal medio diario (Qmd) es el promedio de consumos diarios de caudal en un

periodo de un año, se calcula utilizando la siguiente ecuación: (MVCT, 2010)

𝑄𝑚𝑑 =𝑁𝑜. 𝑠𝑢𝑠𝑐𝑟𝑖𝑝𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠 ∗ 𝐷𝑏𝑟𝑢𝑡𝑎

30

El caudal máximo diario, QMD, corresponde al consumo máximo registrado durante

24 horas a lo largo de un período de un año. (MVCT, 2010), se calcula de la

siguiente manera

𝑄𝑀𝐷 = 𝑄𝑚𝑑 ∗ 𝐾1

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Donde:

K1: Coeficiente de consumo máximo diarios

“Este coeficiente se obtiene e la relación entre el mayor consumo diario y el

consumo medio diario, utilizando los datos registrados en un período mínimo de un

año. En caso de sistemas nuevos, el valor del coeficiente de consumo máximo

diario, k1, será 1.30.” (MVCT, 2010)

El caudal máximo horario, QMH, corresponde al consumo máximo registrado

durante una hora en un período de un año sin tener en cuenta el caudal de incendio.

Se calcula como el caudal máximo diario multiplicado por el coeficiente de consumo

máximo horario, k2. (MVCT, 2010)

𝑄𝑀𝐻 = 𝑄𝑀𝐷 ∗ 𝐾2

“El coeficiente de consumo máximo horario con relación al consumo máximo diario,

k2, puede calcularse, para el caso de ampliaciones o extensiones de sistemas de

acueducto, como la relación entre el caudal máximo horario, QMH, y el caudal

máximo diario, QMD, registrados durante un período mínimo de un año, sin incluir

los días en que ocurran fallas relevantes en el servicio.

En el caso de sistemas de acueductos nuevos, el coeficiente de consumo máximo

horario con relación al consumo máximo diario, k2, corresponde a un valor

comprendido entre 1.3 y 1.7 de acuerdo con las características locales.” (MVCT,

2010)

3.5. Variación de consumo

Las variaciones de consumo en una población están determinadas por varios

factores como el clima, sus actividades sociales y de las costumbres de los

habitantes. En general, los valores máximos se presentan en las horas de comida,

sin embargo, se debe considerar el tamaño de la población, toda vez que entre

mayor sean los habitantes mayor variación tendrán sus costumbres. (López Cualla,

2010)

En la mayoría de ocasiones no se cuenta con esta información, por tal razón, se

debe realizar trabajo en campo para obtenerla o hacer uso de curvas de variación

de consumo de datos conocido de poblaciones cercanas y con condiciones

similares a las de estudio.

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ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA

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3.6. Curva de consumo

La curva integral de consumo se establece una vez construida la curva de variación

horaria, para la construcción de esta curva se tienen en cuenta los valores de

consumo acumulados en un periodo de 24h. (López Cualla, 2010)

3.7. Curva de suministro y volumen del tanque por curva

integral

Para la construcción de la curva de suministro, primero se debe seleccionar el tipo

de alimentación que se tenga al tanque de almacenamiento (gravedad o por

bombeo) para un periodo de 24 horas. Esta claridad se debe tener debido a que en

los sistemas por gravedad se alimenta el tanque durante las 24 horas del día y en

los sistemas por bombeo se pueden tener diferentes horarios de bombeo, lo cual

influye en el cálculo del volumen del tanque.

Con estos datos (curva integral de consumo y la curva de suministro) se construye

la curva integral, con el fin de obtener el volumen del tanque de almacenamiento.

El volumen total del tanque bajo esta metodología será la suma del déficit máximo

y del máximo exceso presentado en la curva integral. (López Cualla, 2010)

3.8. Volumen por capacidad de almacenamiento

Según el articulo 81 de la resolución 0330 de 2017, “La capacidad de

almacenamiento debe ser igual a 1/3 del volumen distribuido a la zona que va a ser

abastecida en el día de máximo consumo.”

3.9. Selección de volumen para el tanque de almacenamiento

El articulo 81 de la resolución 0330 de 2017 dice que “Volumen útil del tanque de

almacenamiento. El volumen de diseño debe ser la mayor cantidad obtenida entre

la capacidad de regulación y la capacidad de almacenamiento.”

3.10. Volumen contra incendios

La resolución 0330 de 2017 establece que “El volumen de almacenamiento

determinado se debe incrementar para provisión de control de incendios

estructurales en los siguientes porcentajes, de acuerdo con el nivel de riesgo

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SUTATAUSA

establecido en los “planes de gestión de riesgo y estrategia de respuesta" de la

localidad respectiva, en el marco de la Ley 1523 de 2012.”

• Riesgo ALTO: 25%

• Riesgo MEDIO: 20%

• Riesgo BAJO: 15%

3.11. EPANET

La resolución 0330 de 2017, establece en su articulo 51 que “Todos los sistemas de

redes de distribución deben contar con un modelo hidráulico, a través del cual se

pueda predecir el comportamiento frente a diferentes condiciones operativas, de

mantenimiento o de expansión.”

Para este fin, en el actual proyecto se usa el software de distribución gratuita

EPANET, las metodologías planteadas se basan en lo consultado en los manuales

técnicos los cuales se encuentran en el aplicativo, menú de ayuda. Adicionalmente,

se utilizó el libro EJERCICIOS PRACTICOS EN EPANET, escrito por Juan

Sebastián de Plaza Solorzano, el cual se puede encontrar en la pagina web de la

universidad piloto de Colombia.

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4. RESULTADOS ALCANZADOS DURANTE EL

DESARROLLO DE LA PASANTIA

• Generación de alternativas: Se generaron alternativas de diseño las cuales

contemplan sistemas por gravedad y sistemas por bombeo, cumpliendo con

los parámetros establecidos por la resolución 0330 de 2017.

• Generación de modelos: Se generaron modelos hidráulicos en el software

EPANET, en el cual se realizaron programaciones para el prendido y

apagado de bombas, se calcularon todos los parámetros necesarios para el

correcto funcionamiento del modelo, como la curva integral de consumo,

alturas de nodos, volúmenes de cada tanque de almacenamiento ajustando

el volumen de una estructura rectangular a una estructura cilíndrica.

• Apoyo en la selección de alternativa: Se realizó apoyo técnico en la

selección de la alternativa más viable, teniendo en cuenta las condiciones

propias del proyecto.

• Practica ingenieril: Durante el desarrollo de la pasantía, fue posible realizar

acompañamiento técnico en diferentes proyectos manejados por la empresa,

adicionales al diseño hidráulico del tanque de almacenamiento, entre

algunos, están las construcciones de infraestructura vial en la ciudad de

Bogotá. Uno de ellos, es la construcción de la Av. San Antonio (calle 183) entre la Av.

Boyacá y la Cra. 54D; en este, se generó un modelo lluvia escorrentía el cual,

una vez aprobado, permitió la utilización de métodos de instalación de tubería

de gran diámetro (1.2 m) por método sin zanja (tuneliner), además, se

realizaron ajustes a los diseños de la red de alcantarillado pluvial.

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5. PRODUCTO REALIZADO DURANTE EL DESARROLLO DE

LA PASANTÍA (DISEÑO TANQUE DE

ALMACENAMIENTO)

5.1. INFORMACIÓN GENERAL DEL ÁREA DEL PROYECTO

5.2. LOCALIZACIÓN GEOGRÁFICA

El Municipio de Sutatausa – Cundinamarca pertenece a la provincia de Ubaté, está

localizado a 2.550 metros sobre el nivel del mar, se encuentra ubicado al nororiente

del departamento de Cundinamarca, con una latitud norte 5.15 10 latitud oeste 73

51 25. Temperatura media de 14° C. Precipitación media anual: 851 mm. El 70% de

su territorio presenta una topografía montañosa con tres cuencas hidrográficas que

vierten su caudal al río Ubaté.

Ilustración 1 Mapa Localización Geográfica Sutatausa

Fuente: Documento DTS Diagnostico, Revisión general del Esquema de Ordenamiento territorial Sutatausa.

El proyecto beneficia a la vereda Santa Bárbara, del municipio de Sutatausa, sin

embargo, se realiza un análisis de los aspectos del área urbana del municipio debido

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SUTATAUSA

a que el tanque se abastecerá de la planta de tratamiento de agua potable (PTAP)

destinada para esta área, la localización espacial del proyecto se encuentra en las

coordenadas:

• Geográficas Norte: 5.248205 Este: -73.855411

• Planas X=172104.807 Y= 124620.741

5.3. DESCRIPCIÓN GENERAL DEL MUNICIPIO

La extensión territorial del municipio es de 67 km2 dentro de la subcuenca del rio

Suta la cual drena al rio Ubaté.

Ilustración 2 Mapa división Política

Fuente: Documento Secretaria de Planeación de Sutatausa.

Al municipio lo constituyen 13 veredas (Concubita, Hato Viejo, Mochila, Naval,

Novoa, Ojo de Agua, Palacio, Pedregal, Peñas de Boquerón, Peñas de Cajón,

Salitre, Santa Bárbara, Chipaquin) y el centro urbano, con altura promedio de 2550

msnm y temperatura media anual de 14°C.

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Ilustración 3 Mapa división política Rural Sutatausa

Fuente: Documento DTS Diagnostico, Revisión general del Esquema de Ordenamiento territorial

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5.4. SERVICIOS PUBLICOS.

5.4.1. Diagnóstico Integral del Sistema de Acueducto El sistema de acueducto de Sutatausa se abastece del Río Agua Clara, éste cuenta

con un sistema de captación de bocatoma de fondo construida hace

aproximadamente 30 años, una línea de

aducción que tiene un diámetro de 6” en PVC y conecta a un desarenador, una línea

de aducción en 6” y 4” de diámetro en PVC de aproximadamente 2.7 km que conecta

a la planta de tratamiento, dos tanques de almacenamiento que distribuyen a la red

de distribución compuesta por un sistema mallado de tuberías de 2” y 3” en PVC

dirigida dando cobertura del 100%.(CONSORCIO SES - ARQ, 2012).

El acueducto del municipio de Sutatausa toma su agua del río Agua Clara y un

porcentaje menor a la mitad (47 %) tiene agua potable para su abastecimiento,

mientras que el restante correspondiente al 53 % de la población lo realiza

directamente de ríos, pozos, aljibes o manantiales sin recibir un proceso de

potabilización que mejore la calidad del agua que recibe cada habitante en sus

casas. (CONSORCIO SES - ARQ, 2012).

Ilustración 4 Localización componentes sistema de acueducto.

Fuente: CONSORCIO SES - ARQ, 2012

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A continuación, se relacionan las Coordenadas correspondientes a la localización

de los componentes del sistema de acueducto del municipio.

Tabla 1 Coordenadas acueducto del municipio.

INFRAESTRUCTURA COORDENADAS

BOCATOMA

5.2472222 N -73.870277 O

DESARENADOR

5.2472222 N -73.87004444444443 O

PTAP

5.2475 N -73.84944 O

5.4.2. Fuente de suministro. El municipio tiene como único recurso hídrico para el consumo humano el Río Agua

Clara perteneciente a la microcuenca Agua Clara que hace parte de la subcuenca

del Río Suta que a su vez hace parte de la cuenca del Río Ubaté.

La microcuenca del río Agua Clara tiene una superficie de captación total de

1809.82 Has lo cual representa el 28.17% del área del municipio de Sutatausa. Esta

se encuentra ubicada en la parte occidental del municipio y limita al oriente con la

divisoria de aguas del río Aguasal y al nororiente con la divisoria de aguas del río

Suta, al occidente y al sur con el municipio de Tausa. El agua que recibe esta

microcuenca pertenece a las quebradas Hato viejo, Dorotea, Mochila, El Cencero y

Boquerón de los Candados. Adicionalmente, la concesión de aguas superficiales a

favor del Municipio de Sutatausa expedida mediante la resolución No. 3922 del 13

de Diciembre de 2010 para abastecer el Acueducto del Perímetro Urbano en un

caudal de 6.29 l/s, para derivar de la fuente en uso público Río Agua Clara con

destino a satisfacer necesidades de consumo doméstico (Anexo 3). Este caudal

resulta insuficiente para el período de diseño el cual es de 7.93 l/s por lo cual se

requiere solicitar la ampliación de la concesión de aguas superficiales a partir del

año 2027 teniendo en cuenta que el caudal disponible de la fuente de suministro es

de 69 l/s. (CONSORCIO SES - ARQ, 2012).

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Fuente: Quebradas y ríos existentes en la zona del casco urbano del Municipio de Sutatausa.

5.4.3. Captación. El acueducto posee un sistema de captación con bocatoma de fondo, esta fue

construida hace más de 30 años y posee una línea de aducción en PVC con un

diámetro de 6 pulgadas hasta el desarenador; una línea de aducción también en

PVC con diámetros de 4 y 6 pulgadas con aproximadamente 2,7 km de longitud que

llega a la planta de tratamiento. Cuenta con dos tanques de tratamiento que

distribuyen al sistema de mallado del casco urbano con tuberías de 2 y 3 pulgadas.

(CONSORCIO SES - ARQ, 2012).

El municipio de Sutatausa cuenta con un sistema de captación por gravedad sobre

el cauce del Rio Agua clara. La bocatoma está compuesta por un canal de concreto

compuesto por dos aletas aguas arriba de 3.40 m de largo, 0.30 m de ancho y aguas

abajo de 2.70 m de largo, 0.30 m de ancho. Allí el caudal a ser abastecido es

conducido hasta una captación de fondo compuesta por dos rejillas de 0.90m

x0.30m con 24 varillas de ½” y una separación de 250 mm entre varillas. La tubería

de entrada a la aducción y de salida mediante válvula de compuerta para lavado

son de 6” de diámetro. (CONSORCIO SES - ARQ, 2012).

La capacidad máxima de la rejilla de fondo se aproxima mediante el cálculo del

caudal que pasa a través de los orificios de la rejilla, el caudal captado es de 32.23

l/s el cual se encuentra por encima del caudal de diseño establecido (Numeral

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B.4.4.2 RAS 2000 QMD + 5% de pérdidas* Qm + 5%Necesidades PTAP*Qm) para

periodo actual, 5.08 l/s, y para periodo de diseño, 7.93 l/s. Para evitar la incrustación

de materiales en la rejilla, se adopta una velocidad de paso por los orificios de la

rejilla de 0.10 m/s. (CONSORCIO SES - ARQ, 2012).

Ilustración 5 Esquema Bocatoma.

Fuente: Diagnostico Esquema de Ordenamiento Territorial Sutatausa

El sistema de captación es por gravedad, este sistema aprovecha la diferencia de

alturas existente desde donde está la bocatoma hasta el tanque de

almacenamiento, la bocatoma allí puesta está compuesta por un canal hecho en

concreto y que se compone por dos aletas aguas arriba de 3,40 m de largo, 0,30 de

ancho; aguas abajo las medidas son de 2,70 m de largo y 0,30 m de ancho. Posterior

a la toma del caudal, éste se conduce hasta la captación de fondo que se compone

por dos rejillas de 0,90 m x 0,30 m con 24 varillas de ½” y una separación de 250

mm entre varillas. Tanto la tubería de entrada a la aducción y de salida mediante

válvula de compuerta para lavado son ambas de 6” de diámetro. (CONSORCIO SES

- ARQ, 2012).

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5.4.4. Aducción. La línea de aducción 1 transporta el caudal de la bocatoma hasta desarenador con

una antigüedad de 25 años, descrito en los siguientes ítems, esta consta de una

longitud de tubería de 43.72 m en PVC de 6” de diámetro. Para esta línea de

aducción se realizó una comprobación de diseño para verificar que el caudal que

puede ser conducido por la tubería sea mayor al caudal de diseño tanto a periodo

actual como a periodo de diseño. (CONSORCIO SES - ARQ, 2012).

La línea de aducción que va desde la bocatoma hasta el desarenador se analizó a

partir de una comprobación de diseño de tuberías simples. La cota de salida de la

bocatoma de la tubería es la 2676.445 y la cota de llegada al desarenador es la

2674.858, con lo que se obtiene una cabeza hidráulica de 1.59 m. Adicionalmente

se establece un coeficiente global de pérdidas menores km de 2, en el cual se

incluyen las pérdidas debido a la presencia de entrada, salida y uniones.

(CONSORCIO SES - ARQ, 2012).

Tabla 2 Datos generales línea de aducción 1.

Característica Magnitud

Longitud de la red entre la Bocatoma y el Desarenador

43.72 metros ML.

Diámetro y Material de la tubería 6” PVC

Cota de salida de la Bocatoma 2676.445 m.s.n.m.

Cota de Entrada al Desarenador 2674.858 m.s.n.m.

Diferencia de altura 1.59 m.

Funcionamiento A presión con descarga libre en el tanque desarenador

Para las condiciones anteriores, se tiene como resultado unas pérdidas por fricción

de 1.07 m, pérdidas menores de 0.51 m y una velocidad media de flujo de 2.24 m/s.

El caudal máximo correspondiente que pasa a través de la línea de aducción es de

40.9 L/s el cual es superior tanto al caudal de diseño establecido

(QMD+5%Necesidades PTAP*Qm) a periodo actual, 4.90 l/s, como al caudal a

periodo de diseño, 7.65 l/s. Adicionalmente se verificó el comportamiento de la línea

de aducción para el caudal a periodo de diseño, mediante el cual se valida

nuevamente que ésta cuenta con la capacidad suficiente y presenta presiones

adecuadas anexo se encuentra el plano de línea piezométrica. (CONSORCIO SES

- ARQ, 2012).

En la línea de conducción se presentan tuberías con velocidades de 2.24 m/seg,

para lo cual se evaluaron sus condiciones de golpe de ariete, verificando que la red

existente cumpla con esta condición NOTA: se asume que las redes instaladas en

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el municipio son PVC-UM RDE 21 (a = 368 m/s). Dado que la velocidad del fluido

en la red existente de 2.11 m/s, se tiene:

mDp 18.8481,9

368*24.2==

Ecuación 5-1

Al multiplicar este valor 1,3 como lo indica el RAS 2000 obtenemos un valor de

sobrepresión de 109.43 m.c.a. (155.64 psi). Teniendo en cuenta que la presión de

servicio de esta clase de tubería es de 200 psi, se concluye que la tubería

estructuralmente no debería tener problemas de sobrepresión. (CONSORCIO SES

- ARQ, 2012).

5.4.5. Tanque desarenador El tanque desarenador tiene dimensiones de 5.4 m x 1.50 m y 2.3 m de profundidad,

con una edad de construcción de aproximadamente 30 años, al igual que a la

bocatoma, se le realiza mantenimiento cada 3 meses. Éste cuenta con una zona de

entrada, una zona de sedimentación de aproximadamente 8.1 m2 y de una zona de

salida. En la cámara de entrada se tiene una pantalla difusora con 10 orificios de ½”

de diámetro distribuidos en dos hileras. Adicionalmente cuenta una cámara de

excesos que por medio de un tubo de 6” llega a una cámara donde se encuentra la

válvula de lavado de 6”. (CONSORCIO SES - ARQ, 2012).

Para el desarenador existente se evaluó su capacidad hidráulica tomando como

caudal de diseño el caudal máximo diario a periodo de diseño, QMD. Luego se

calculó la velocidad de sedimentación de una partícula en zona de transición,

tomando una temperatura promedio de 15°, un peso específico de 2.65 gr/cm3 para

las partículas de arenas que serán removidas con diámetros mayores a 0.05 mm y

con una eficiencia del 87.5% según lo establecido en el Reglamento Técnico de

Agua Potable y Saneamiento Básico. (CONSORCIO SES - ARQ, 2012).

Ilustración 6 Desarenador.

Fuente: CONSORCIO SES - ARQ, 2012

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La capacidad del desarenador está dada por el caudal de diseño multiplicado por el

periodo de retención obteniendo un valor de 16.57 m3. Por lo tanto, el área

superficial máxima requerida del desarenador se encuentra a partir de la relación

entre la capacidad y la profundidad útil, C/H, de lo cual se obtiene un valor de 11.04

m2. Mientras que el área superficial mínima requerida está dada por la relación entre

el caudal de diseño y la velocidad de sedimentación, QMD/Vs, con un valor de 4.02

m2. (CONSORCIO SES - ARQ, 2012).

El área superficial efectiva del desarenador actualmente es de 8.1 m2, 5.4 m x 1.5

m, de la zona de sedimentación por lo cual esta estructura no presenta problemas

a periodo de diseño y por consiguiente tampoco en el periodo actual. La carga

hidráulica superficial para el tanque desarenador es de 84.57 m3/m2*día, Q/As. La

velocidad de traslación es de 3.52 mm/seg mientras que la velocidad de traslación

máxima es de 4.08 mm/seg. (CONSORCIO SES - ARQ, 2012).

QMD 7.93 Lts/seg

VISCOSIDAD 0.01139 cm/seg

VELOCIDAD DE SEDIMENTACION 0.197 cms/seg

TIEMPO QUE DURA LA PARTICULA EN TOCAR FONDO 759.954 seg

PERIODO DE RETENCION DE LAS PARTICULAS 2089.875 seg

PERIODO DE RETENCION DE LAS PARTICULAS 34.831 min

CAPACIDAD DEL DESARENADOR 16.573 M3

SUPERFICIE MAXIMA 11.048 M2

SUPERFICIE MINIMA 4.018 M2

LARGO SEDIMENTADOR 5.400 M

ANCHO SEDIMETNADOR 1.500 M

RELACION LARGO/ANCHO 3.600

DIMENSIONAMIENTO DESARENADOR 8.100 M2

AREA TRANSVERSAL DEL DESARENADOR 2.250 M2

VELOCIDAD DE TRASLACION 0.004 M/seg

VELOCIDAD DE TRASLACION 3.524 mm/seg

VELOCIDAD MAXIMA DE TRASLACION 4.018 mm/seg

Aun cuando el desarenador existente cumple tanto para periodo actual como para

periodo de diseño, se recomienda la construcción de un desarenador en paralelo al

existente de tal manera que se cuente con una estructura adicional en casos de

mantenimiento rutinario a uno de los dispositivos, requerimiento consecuente con lo

establecido en el RAS-2000. (CONSORCIO SES - ARQ, 2012).

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5.4.6. Aducción 2 La línea de aducción 2 transporta el caudal desde el desarenador hasta la Planta

de Tratamiento existente en el casco urbano, descrita en los siguientes ítems, la

línea de aducción consta de 2773 metros de tubería de 6” y 4” de PVC.

Tabla 3 Datos generales línea de aducción 2.

Característica Magnitud

Longitud de la red entre el Desarenador y la Planta de Tratamiento

2721.575 metros ML.

Diámetro y Material de la tubería 6” y 4” PVC

Cota de salida del Desarenador 2675.179 m.s.n.m.

Cota de Entrada al Planta de Tratamiento 2657.685 m.s.n.m.

Diferencia de altura 17.49 m.

Funcionamiento A presión con descarga libre en el tanque de la Planta de Tratamiento

El trazado de la tubería recorre el sistema montañoso entre la Bocatoma y la Planta

de Tratamiento recorriendo las hondonadas del terreno. El resultado de la

modelación muestra que la tubería tiene una capacidad máxima aproximada de

10.33 L/s y una velocidad de 1.32 m/s y un promedio de pérdidas de 15.8 m/km lo

cual cumple con los requerimientos de capacidad del sistema. (CONSORCIO SES

- ARQ, 2012).

Adicionalmente se realiza la comprobación de la capacidad de la tubería para las

condiciones de diseño, para un caudal de 7.65 l/s (QMD+5%Necesidades

PTAP*Qm). El resultado de la modelación transportando este caudal muestra que

la tubería tiene una velocidad de 0.94 m/s y un promedio de pérdidas de 8.58 m/km.

(CONSORCIO SES - ARQ, 2012).

5.4.7. Sistema de Alcantarillado El servicio de alcantarillado existe completamente para el área urbana del municipio, puesto que en las veredas se maneja principalmente los pozos sépticos para el manejo de aguas residuales. Es importante mencionar que no existe para el sistema de alcantarillado municipal una Planta para el Tratamiento de Aguas Residuales. (Sutatausa)

5.4.8. Sistema de Aseo Para la recolección y transporte puerta a puerta (salvo en los casos en que los volúmenes generados o las limitaciones de las vías de acceso no permitan el paso de los vehículos) hasta el sitio de disposición final, se tiene un contrato con la

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Empresa de Servicios Públicos del municipio de Villa de San Diego de Ubaté EMSERVILLA S.A. E.S.P., la frecuencia de recolección es de una vez por semana.

El sistema de aseo comprende la recolección y/o disposición que se le da a los

residuos sólidos provenientes de las viviendas y establecimientos existentes en el

casco urbano y en las veredas contiguas al mismo: Santa Bárbara y Ojo de Agua.

En términos cuantificables, se tiene una cobertura de recolección urbana de 73,5 %

(midiendo el número de usuarios sobre el número de viviendas en la cabecera) y

una recolección del 7,4 % (midiendo el número de usuarios sobre el número de

viviendas rurales) en la zona rural. (Secretaria de Infraestructura, 2015)

5.4.9. Sistema de Energía El sistema de energía comprende la electricidad para los hogares, así como el

alumbrado en el espacio público. El casco urbano municipal posee un cubrimiento

de energía del 100 %, contrario al alumbrado público donde la cobertura no alcanza

a ser total. El cubrimiento de energía en el área rural es del 81 % para las viviendas

existentes. La empresa CODENSA (perteneciente al grupo Enel), es la empresa

prestadora del servicio de energía en todas las veredas, a pesar de que se registra

un cubrimiento total en ellas, dentro de la información recolectada se tiene que, si

bien algunos predios dentro de las veredas no poseen acceso a energía, esto se

presenta por la ausencia de gestión para realizar la conexión, puesto que se tienen

los puntos próximos para realizarla. (Secretaria de Infraestructura, 2015)

5.4.10. Sistema Gas Combustible Dentro del EOT del año 2001, en su artículo 58. Gasoducto Centro – Oriente, se

hace mención al programa de servicios públicos domiciliarios de la nación, dentro

del cual para el municipio de Sutatausa y en un gran parte paralelo a la autopista

Zipaquirá – Ubaté, está la tubería transportadora de gas natural que conduce a

Bogotá y otros territorios de la sabana. El gasoducto Centro – Oriente recorre en el

municipio de Sutatausa del km 6 + 40 m al km 9 + 110 m; una extensión total de

3070 m. Se menciona además que la planta o estación reductora de presiones

(citygate) está construida en la vereda Santa Bárbara por el costado norte del

perímetro urbano. (Sutatausa)

5.5. DISPOSICION URBANISTICA

Dentro del EOT vigente del municipio de Sutatausa se reconocen dos centros

poblados en el área rural que son Tausavita Y Peñas de Boquerón. Fuera de estos

dos asentamientos rurales reconocidos, se pudo evidenciar la existencia de

procesos de suburbanización del suelo rural asociados a subdivisión predial que

están generando lo que se pudiera llamar asentamientos humanos en el área rural

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que en unos casos en específico son más consolidados que en los otros. De estos

procesos de suburbanización del área rural se identificaron cinco que hemos

llamado asentamientos humanos rurales, dos de ellos (La Quinta y El Chircal) se

encuentran ubicados al sur de la zona urbana los cuales presentan un desarrollo de

viviendas tal, que si se mira a la luz de lo expresado por el DANE como centro

poblado “se define como una concentración de mínimo veinte (20) viviendas

contiguas, o adosadas entre sí, ubicada en el área rural de un municipio o de un

corregimiento Departamental ” , se encuentran más cercanos de ser un centro

poblado que los restantes tres asentamientos identificados (Palacio, Concubita y

Girones). El crecimiento de los asentamientos El Chircal y La Quinta es más

“acelerado” que los demás asentamientos identificados en parte por su cercanía con

la zona urbana. (Sutatausa)

El asentamiento humano de Girones cuenta con un lote de tamaño urbano de

aproximadamente 10 pequeños predios de los cuales están construidos seis y es

probable que los restantes cuatro predios terminen su consolidación, pero el área

cercana a estos predios no cuenta con la misma dinámica, los predios son mucho

más extensos y aunque si existen viviendas no son viviendas contiguas entre sí. El

asentamiento humano Concubita presenta un desarrollo de viviendas no contiguas

de no más de diez y aunque en el sector cuenta con una cancha múltiple y una

escuela que permite que la población rural sea más asidua a este sector por estos

servicios, no existe una consolidación tal que pueda dar origen a un centro poblado

bajo la definición del DANE. El asentamiento humano Palacio cercano del centro

poblado Tausavita no es más que un pequeño asentamiento discontinuo con

viviendas no contiguas que se encuentra en proceso de consolidación, sin embargo,

bajo la definición del DANE para centro poblado, el sector Palacio no cabría para

ser tenido en cuenta como centro poblado. (Sutatausa)

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Ilustración 7 Mapa Disposición Urbanística del municipio de Sutatausa

Fuente: Diagnostico Esquema de Ordenamiento Territorial Sutatausa.

Ilustración 8 Centros poblados de Afectación del proyecto

Fuente: Google Eart

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5.6. PROYECCIÓN DE DEMANDA

Teniendo en cuenta los datos suministrados por la Oficina asesora de Servicios

Públicos del municipio de Sutatausa, información actualizada de la oficina de

SISBEN del municipio y la información base del plan maestro de acueducto y

alcantarillado, se realizan las predicciones de la demanda para el periodo

establecido, siguiendo los lineamientos de la Resolución 0330 de 2017 y el

reglamento técnico del sector de agua potable y saneamiento básico (RAS) del

Ministerio de vivienda, Ciudad y Territorio bajo los cuales se realiza la valoración de

la población a servir en el horizonte de diseño.

5.6.1. PROYECCION DE POBLACIÓN.

Según lo establecido en el RAS título B “Para llevar a cabo la proyección de la

población objeto del diseño, se deben tener en cuenta las proyecciones del DANE

hasta el año en que éstas se encuentren disponibles. El último dato de población

disponible en el DANE se debe tomar como un último censo en el proceso de

proyección de la población.”

Sin embargo, la información DANE representa el crecimiento total del casco urbano

del municipio sin disgregación alguna, en consecuencia esta información permite

establecer tasas de crecimiento del municipio como referente para la proyección de

la población a servir en los registros oficiales de usuarios suministrados por el

prestador de servicios públicos del municipio de Sutatausa (ANEXO 1), que en el

particular de Sutatausa es la Oficina asesora de Servicios Públicos, en donde se

evidencian un total actual de 117 suscriptores, además de la información

suministrada por la oficina de SISBEN del municipio (ANEXO 2) y la información de

la ficha Sisbén del departamento nacional de planeación DNP (ANEXO 3).

Al no existir históricos de la zona a beneficiar con el proyecto, se realiza la obtención

de una tasa de crecimiento representativa del casco urbano del municipio con

información oficial del DANE y suponiendo un comportamiento similar en el área de

estudio, además, se realiza una comparación de las tasas obtenidas con la

información del SISBEN y las utilizadas en otros estudios de proyección del

municipio.

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Tabla 4 Información preliminar poblacional área de influencia del proyecto.

Información preliminar

Suscriptores 117 Suscriptores

Densidad 3.20 Hab/Hogar

Habitantes 374 Habitantes

Fuente: Oficina asesora de servicios públicos de Sutatausa -DANE

En la tabla anterior se observan los datos de suscriptores y la densidad promedio

para el municipio (extraído de la información DANE 2018), con lo cual se obtiene

una población inicial del área de estudio correspondiente a 374 Habitantes.

5.6.2. Método Exponencial

La ecuación que emplea el método exponencial es la siguiente:

𝑃𝑓 = 𝑃𝑐𝑖 ∗ 𝑒𝐾𝑔̅̅ ̅̅ ∗(𝑇𝑓−𝑇𝑐𝑖)

Dónde:

Pf= Población correspondiente al año para el que se requiere realizar la

proyección [Hab].

Pci= Población correspondiente al último censo registrado [Hab].

Kg= Tasa de crecimiento promedio.

Tf= Año de proyección.

Tci= Año correspondiente al último censo registrado.

Donde la tasa de crecimiento promedio de la población Kg se calcula como el

promedio de las tasas calculadas para cada par de censos de la siguiente manera:

𝐾𝑔 =ln( 𝑃𝑐𝑝) − ln( 𝑃𝑐𝑎)

(𝑇𝑐𝑝 − 𝑇𝑐𝑎)

Pcp= Población del censo posterior [Hab].

Pca= Población censo anterior [Hab].

Tcp= Año correspondiente al censo posterior.

Tca= Año correspondiente al censo anterior.

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Ln= Logaritmo natural.

En la siguiente tabla se observan los datos oficiales del DANE del municipio de

Sutatausa para los años 1985, 1993, 2005 y 2018, además, se calculan las tasas

de crecimiento entre censos, se obtiene la tasa de crecimiento promedio Kg y se

realiza una comparación con la tasa promedio obtenida con la información del

SISBEN.

El promedio de las tasas de crecimiento se realiza para los últimos tres censos, es

decir para los años 1993, 2005 y 2018, debido a que la tasa de crecimiento hallada

para el periodo comprendido entre los años 1985 y 1993 es baja comparada con las

demás y representaría un error estadístico teniendo en cuenta que el

comportamiento del municipio en los últimos censos tiene una tendencia similar en

los últimos periodos intercensales.

Tabla 5- Tasas de crecimiento del municipio de Sutatausa con información DANE 2018.

TASA DE CRECIMIENTO METODO EXPONENCIAL CABECERA MUNICIPAL SUTATAUSA

1985 1993 2005 2018 3868 3871 4742 5258

K 0.01% 1.69% 0.79% Kg= 1.243%

Fuente: Consultoría PROSOLUCIONES SAS Tabla 6 -Tasas de crecimiento del municipio de Sutatausa con información SISBEN, Marzo 2019.

TASA DE CRECIMIENTO METODO EXPONENCIAL CABECERA MUNICIPAL SUTATAUSA

1985 1993 2005 2019 3868 3871 4742 5693

k 0.01% 1.69% 1.30% 1.498%

Fuente Los consultores

En la tabla anterior se observa la tasa de crecimiento hallada con los datos de

SISBEN para marzo de 2019, obteniendo una tasa promedio superior a la hallada

con la información del DANE. La diferencia entre tasas de crecimiento es debido a

la disparidad de habitantes en el año 2018 para el DANE y el año 2019 para el

SISBEN.

Las proyecciones de población para cada tasa se observan a continuación.

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APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE

ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA

VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE

SUTATAUSA

Ilustración 9- Curva de crecimiento población, municipio de Sutatausa, información DANE, tasa K= 1.243%

Fuente PROSOLUCIONES S.A.S

Tabla 7 -Proyección poblacional método exponencial, municipio de Sutatausa, información DANE.

AÑO POBLACIÓN AÑO POBLACIÓN

2019 374 2033 445

2020 379 2034 451

2021 383 2035 456

2022 388 2036 462

2023 393 2037 468

2024 398 2038 474

2025 403 2039 480

2026 408 2040 486

2027 413 2041 492

2028 418 2042 498

2029 423 2043 504

2030 429 2044 510

2031 434 2045 517

2032 440 2046 523 Fuente PROSOLUCIONES SAS

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PROYECCIÓN DE POBLACIÓN, INFORMACIÓN DANE

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APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE

ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA

VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE

SUTATAUSA

Ilustración 10- Curva de crecimiento población, municipio de Sutatausa, información SISBEN, tasa K= 1.498%

Fuente PROSOLUCIONES SAS

Tabla 8 -Proyección poblacional método exponencial, municipio de Sutatausa, información SISBEN.

AÑO POBLACIÓ

N AÑO

POBLACIÓN

2019 374 2033 461

2020 380 2034 468

2021 385 2035 475

2022 391 2036 482

2023 397 2037 490

2024 403 2038 497

2025 409 2039 504

2026 415 2040 512

2027 422 2041 520

2028 428 2042 528

2029 434 2043 536

2030 441 2044 544

2031 448 2045 552

2032 454 2046 560 Fuente PROSOLUCIONES SAS

0

100

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300

400

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PROYECCIÓN DE POBLACIÓN, INFORMACIÓN SISBEN

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APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE

ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA

VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE

SUTATAUSA

5.6.3. Método Geométrico

La ecuación que emplea el método exponencial es la siguiente:

Población año para el que se quiere proyectar la población

Población último año censado con información

Población censo inicial con información

Población del censo posterior

Población del censo anterior

Ultimo año censado con información

Año censo inicial con información

Año al cual se quiere proyectar la información

Año censo posterior

Año censo anterior

En la siguiente tabla se observan los datos oficiales del DANE del municipio de

Sutatausa para los años 1985, 1993, 2005 y 2018, además, se calculan las tasas

de crecimiento entre censos, se obtiene la tasa de crecimiento promedio y se realiza

una comparación con la tasa promedio obtenida con la información del SISBEN.

El promedio de las tasas de crecimiento se realiza para los últimos tres censos, es

decir para los años 1993, 2005 y 2018, debido a que la tasa de crecimiento hallada

para el periodo comprendido entre los años 1985 y 1993 es baja comparada con las

demás y representaría un error estadístico teniendo en cuenta que el

comportamiento del municipio en los últimos censos tiene una tendencia similar en

los últimos periodos intercensales.

Tabla 9 - Tasas de crecimiento del municipio de Sutatausa con información DANE 2018.

TASA DE CRECIMIENTO METODO GEOMETRICO 1985 1993 2005 2018 3868 3871 4742 5258

0.01% 1.69% 0.79%

1.243% Fuente PROSOLUCIONES SAS

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ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA

VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE

SUTATAUSA

Tabla 10 - Tasas de crecimiento del municipio de Sutatausa con información SISBEN 2019.

TASA DE CRECIMIENTO METODO GEOMETRICO 1985 1993 2005 2019 3868 3871 4742 5693

0.01% 1.71% 1.31%

1.510% Fuente PROSOLUCIONES SAS

Las proyecciones de población para cada tasa se observan a continuación.

Ilustración 11 - Curva de crecimiento población, municipio de Sutatausa, información DANE, tasa K= 1.243%

Fuente PROSOLUCIONES SAS

11 -Proyección poblacional método geométrico, municipio de Sutatausa, información DANE.

AÑO POBLACIÓN AÑO POBLACIÓN

2019 374 2033 445

2020 379 2034 450

2021 383 2035 456

2022 388 2036 461

2023 393 2037 467

2024 398 2038 473

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300

400

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AÑO

PROYECCIÓN DE POBLACIÓN, INFORMACIÓN DANE

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APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE

ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA

VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE

SUTATAUSA

AÑO POBLACIÓN AÑO POBLACIÓN

2025 403 2039 479

2026 408 2040 485

2027 413 2041 491

2028 418 2042 497

2029 423 2043 503

2030 428 2044 509

2031 434 2045 516

2032 439 2046 522 Fuente PROSOLUCIONES SAS

Ilustración 12 -Curva de crecimiento población, municipio de Sutatausa, información SISBEN, tasa K= 1.508%

Fuente PROSOLUCIONES SAS

Tabla 12 -Proyección poblacional método geométrico, municipio de Sutatausa, información SISBEN

AÑO POBLACIÓN AÑO POBLACIÓN

2019 374 2033 461

2020 380 2034 468

2021 385 2035 475

2022 391 2036 482

2023 397 2037 490

2024 403 2038 497

2025 409 2039 505

2026 415 2040 512

0

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PROYECCIÓN DE POBLACIÓN, INFORMACIÓN SISBEN

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APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE

ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA

VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE

SUTATAUSA

AÑO POBLACIÓN AÑO POBLACIÓN

2027 422 2041 520

2028 428 2042 528

2029 434 2043 536

2030 441 2044 544

2031 448 2045 552

2032 454 2046 560 Fuente PROSOLUCIONES SAS

Dado que se desea obtener una tasa representativa del municipio con la información

base, y debido a que las tasas halladas por los métodos lineal y geométrico solo

contemplan el último censo y el censo inicial (López Cualla, 2010) y no consideran

los cambios temporales que sufrió la población a lo largo de cierto periodo, se hace

uso del método exponencial o logarítmico, ya que este contempla una tasa (Kg) que

evalúa el comportamiento del municipio entre censos, la cual es representativa del

comportamiento poblacional del área de estudio.

La tasa seleccionada para el presente proyecto corresponde a la calculada con la

información extraída de los reportes del año 2019 del SISBEN, específicamente el

reporte base certificada Marzo 2019 (Departamento Nacional de Planeación, s.f.),

esta decisión tiene como base la información de SISBEN propia del municipio

(ANEXO 3), en la cual se relaciona un total de 5693 habitantes para el municipio

con su respectiva identificación lo que ha criterio de la consultoría supone un dato

real actualizado.

Con base en el informe de diagnóstico del plan maestro de acueducto del municipio

y el informe de diseño del tanque de almacenamiento para el casco urbano de

Sutatausa, se ajusta la proyección de la población teniendo en cuenta los aspectos

descritos en dichos informes y que tienen afectación directa sobre el área de

influencia del proyecto.

Dicho informe, realizado por H2O consulting mediante contrato N° EPC-PDA-C-251,

contempla un crecimiento espontaneo de la población del municipio en general,

debido a la finalización de proyectos de construcción. Dado que en el área de

influencia del actual estudio se vienen desarrollando proyectos de construcción y

que del mismo modo se debe prever el incremento de población, se hace uso de la

información obtenida del estudio mencionado.

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APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE

ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA

VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE

SUTATAUSA

Ilustración 13 - Curva de crecimiento población, proyecto tanque casco urbano de Sutatausa

Fuente: Producto No. 2, Estudios y diseños de detalle, contrato N° EPC-PDA-C-251

Tabla 13 - Proyección poblacional, proyecto tanque casco urbano de Sutatausa

Fuente: Producto No. 2, Estudios y diseños de detalle, contrato N° EPC-PDA-C-251

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APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE

ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA

VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE

SUTATAUSA

En el estudio anterior se observa un crecimiento en el año 2022, en el cual (H2O Consulting, 2018) asume que los proyectos de construcción que se ejecutan en la actualidad se encuentran finalizados por lo que habría un crecimiento espontaneo de la población. La tasa representativa para ese crecimiento, utilizando el método geométrico, es de Kg= 24%. Como se mencionó anteriormente, este comportamiento se replica en el presente estudio con el fin de dar una representación a la situación actual del área de estudio dado que se ha observado la puesta en marcha de nuevos proyectos de vivienda, en la siguiente imagen, extraída de Google Earth del año 2016, se observa la densificación del área de estudio para ese año y se contrasta con el área de expansión sub-urbana planteada en la revisión y ajuste general del esquema de ordenamiento territorial (EOT) del municipio, elaborado en diciembre de 2018 (ANEXO 4)

Ilustración 14 - Ubicación área de influencia del proyecto

Fuente: Google Earth

PTA

P

ÁREA DE

INFLUENCIA

CASCO

URBANO

SUTATAUSA

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APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE

ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA

VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE

SUTATAUSA

Se debe aplicar un aumento poblacional, esta tasa que representa la finalización de los proyectos de construcción de vivienda la cual se aplica como un porcentaje de crecimiento adicional al establecido para el método geométrico y se aplica a partir del año 2022 hasta el año de proyección. A continuación, se observa la curva de crecimiento poblacional del municipio contemplando estas variaciones.

Ilustración 15 - Curva de proyección ajustada

Tabla 14 -Proyección de población ajustada a las variaciones establecidas

AÑO POBLACIÓN AÑO POBLACIÓN

2019 374 2033 572

2020 380 2034 581

2021 385 2035 589

2022 485 2036 598

2023 492 2037 607

2024 500 2038 617

2025 507 2039 626

2026 515 2040 635

2027 523 2041 645

2028 531 2042 655

2029 539 2043 664

2030 547 2044 674

2031 555 2045 685

2032 563 2046 695 Fuente PROSOLUCIONES SAS

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APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE

ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA

VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE

SUTATAUSA

Uno de los factores adicionales que se deben considerar en la proyección de la

demanda tiene que ver con el ajuste de la población flotante del municipio, es decir,

la población que no reside permanentemente en el municipio y que habita por un

espacio corto de tiempo por razones de trabajo, turismo o alguna otra actividad

temporal (MVCT, 2010).

Para la determinación de este porcentaje se acudió a lo datos suministrados en el

plan maestro de acueducto y alcantarillado del municipio, realizado por el consorcio

SES-ARQ, los cuales asignan 7.1% de población flotante; y los datos de los estudios

y diseños para la construcción del tanque de almacenamiento de agua potable para el

casco urbano del municipio de Sutatausa, realizado por H2O consulting, los cuales asignan

10% de población flotante.

Teniendo en cuenta las descripciones de las proyecciones turísticas que contempla

el municipio y que además éste plantea dentro de su plan de desarrollo un capitulo

denominado “Plan de Desarrollo Turístico Sutatausa: … “arte, cultura y paisaje” que

fortalece este sector gracias a el atractivo turístico de los farallones, se opta por el

mayor porcentaje utilizado de los antes mencionados, con el fin de establecer un

volumen más adecuado para el área de estudio y que la red tenga un

funcionamiento óptimo a lo largo del periodo de diseño disminuyendo la posibilidad

de falla y , en consecuencia, la población flotante corresponde a un 10% de la

población total cada año de diseño, como se muestra a continuación.

Page 43: UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISO JOSÉ DE CALDAS …

APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE

ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA

VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE

SUTATAUSA

Ilustración 16 –Población proyectada y población flotante proyectada

Fuente PROSOLUCIONES SAS

Tabla 15- Ajuste de población por población flotante

METODO EXPONENCIAL

AÑO Población

[Hab]

Población flotante

[Hab]

Población Total [Hab]

2019 374 37 411

2020 380 38 418

2021 385 39 424

2022 485 49 534

2023 492 49 542

2024 500 50 550

2025 507 51 558

2026 515 52 567

2027 523 52 575

2028 531 53 584

2029 539 54 593

2030 547 55 602

2031 555 56 611

2032 563 56 620

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APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE

ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA

VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE

SUTATAUSA

METODO EXPONENCIAL

AÑO Población

[Hab]

Población flotante

[Hab]

Población Total [Hab]

2033 572 57 629

2034 581 58 639

2035 589 59 648

2036 598 60 658

2037 607 61 668

2038 617 62 678

2039 626 63 688

2040 635 64 699

2041 645 64 709

2042 655 65 720

2043 664 66 731

2044 674 67 742

2045 685 68 753

2046 695 70 765 Fuente PROSOLUCIONES SAS

5.7. DOTACIÓN Y DEMANDA

Para la determinación de la dotación neta del municipio se tuvieron en cuenta los

estudios para proyecciones del sistema, realizados para el desarrollo del plan

maestro de acueducto y alcantarillado del municipio de Sutatausa, y las

proyecciones realizadas para los estudios y diseños del tanque de almacenamiento

de agua potable para el casco urbano del municipio de Sutatausa, realizado por

H2O consulting, el cual es un componente del sistema similar al objeto del presente

estudio.

De acuerdo a lo establecido en la resolución 0330 de 2017, en donde se establece

que para poblaciones ubicadas a una altura superior a los 2000 metros sobre el

nivel del mar, la dotación neta máxima corresponde a 120 l/Hab*día y que este valor

se establece en los estudios mencionados anteriormente, debido a que el municipio

se encuentra a 2550 m.s.n.m., el presente estudio mantiene dicha dotación, para

realizar las proyecciones de caudales correspondientes. A continuación, se observa

la tabla 1 de la resolución 0330 de 2017.

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APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE

ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA

VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE

SUTATAUSA

Tabla 16 –Dotaciones Netas Máximas

ALTURA PROMEDIO SOBRE EL NIVEL DEL MAR

DOTACIÓN NETA MAXIMA DE LA ZONA ATENDIDA (L/HAB*DIA)

> 2000 m.s.n.m 120

1000 — 2000 m.s.n.m 130

< 1000 m.s.n.m 140 Fuente: Resolución 0330/2017

5.7.1. Dotación Bruta

Para el cálculo de la dotación bruta se tiene en cuenta la metodología prevista en el

RAS, donde se establece un cálculo basando en la ponderación de pérdidas la cual

se ilustran en la siguiente ecuación:

𝐷𝑏𝑟𝑢𝑡𝑎 =𝑑𝑛𝑒𝑡𝑎

(1 − %𝑝é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠)

Dbruta: Dotación bruta

Dneta: Dotación neta [L/Hab*Día]

%perdidas: Porcentaje de pérdidas técnicas máximas para el diseño.

El porcentaje de pérdidas técnicas máximas, corresponde a la diferencia entre el

volumen de agua tratada y medida a la salida de las plantas potabilizadoras y el

volumen de agua entregado a la población, este valor no puede superar el 25% y

se dividen en dos grandes grupos: Técnicas y Comerciales. Las pérdidas técnicas

corresponden a las diferentes fugas que se puedan presentar en el sistema y las

comerciales se relacionan con las conexiones fraudulentas, suscriptores por fuera

de la base de datos del prestador del servicio o deficiencia en la operación de los

micromedidores.

Realizando una revisión de los estudios y diseños mencionados anteriormente y los

cuales han sido utilizados como base para la presente proyección, se encuentra que

el valor usado por ambos diseños es el máximo permitido, correspondiente al 25%,

el análisis correspondiente al presente estudio se realiza teniendo en cuenta los

componentes que lo forman así:

En la Ilustración 14 - Ubicación área de influencia del proyecto, se observa la

ubicación de la planta de tratamiento de agua potable (PTAP) del municipio y la

ubicación del tanque que abastece actualmente la zona de influencia del proyecto,

la cual se proyecta como estación de bombeo (dicha información se abarca

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APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE

ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA

VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE

SUTATAUSA

detalladamente en el capítulo de alternativas), aunque no se tiene certeza de la

línea de conducción entre la planta y el tanque actual, dicha información gráfica

permite contemplar que esta línea de conducción debe pasar por la parte baja de la

cuenca para subir nuevamente a donde se localiza actualmente el tanque de

almacenamiento, lo que conlleva la utilización de aditamentos generales y

especiales, además, al contemplarse una estación de bombeo ésta tendrá otros

aditamentos los cuales son los que se contemplan en las pérdidas técnicas del

sistema.

En cuanto a las perdidas comerciales, no se tiene certeza de dicho valor por lo que

se usa el máximo establecido en el RAS. En consecuencia, el presente estudio hace

uso del valor máximo establecido en la resolución 0330 de 2017 y utilizado en

estudios previos similares para el municipio de Sutatausa, obteniendo una dotación

bruta de la siguiente manera:

𝐷𝑏𝑟𝑢𝑡𝑎 =120

𝐿𝐻𝑎𝑏 ∗ 𝑑í𝑎

(1 − 0.25)

𝐷𝑏𝑟𝑢𝑡𝑎 = 160𝐿

𝐻𝑎𝑏 ∗ 𝑑í𝑎

5.7.2. Caudal medio diario (Qmd)

El caudal medio diario se calcula teniendo en cuenta la población proyectada en la Tabla 17- Ajuste de población por población flotante y la dotación bruta calculada, corresponde al promedio de consumos diarios de caudal de un periodo de un año, se calcula utilizando la siguiente ecuación:

𝑄𝑚𝑑 =𝑃𝑜𝑏𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 ∗ 𝐷𝑏𝑟𝑢𝑡𝑎

86400

𝑄𝑚𝑑 =765 𝐻𝑎𝑏 ∗ 160

𝐿𝐻𝑎𝑏 ∗ 𝑑í𝑎

86400

𝑄𝑚𝑑 = 1,4𝑙

𝑠

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APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE

ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA

VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE

SUTATAUSA

5.7.3. Caudal Máximo Diario (QMD)

Correspondiente al consumo máximo durante 24h a lo largo de un periodo de 1 año,

su cálculo se realiza multiplicando el Caudal Medio Diario (Qmd) por un coeficiente

de consumo K1 (MVCT, 2010), como indica la siguiente ecuación:

𝑄𝑀𝐷 = 𝑄𝑚𝑑 ∗ 𝐾1

De acuerdo a la información suministrada a esta consultoría, (H2O Consulting,

2018) realizó una medición para la obtención del valor del coeficiente K1 en la

elaboración de los estudios y diseños del tanque de almacenamiento de agua

potable para el casco urbano del municipio de Sutatausa, encontrando que el “valor

obtenido fue muy alto” el cual rebasa los límites normativos en este caso se ajusta

el coeficiente al valor máximo recomendado en el RAS para los valores de K1 y K2,

el cual se describe más adelante, además, la información del plan maestro de

acueducto y alcantarillado del municipio relaciona también los valores máximos para

dichos coeficientes.

En consecuencia, en el presente estudio se hace uso de los valores máximos

teniendo en cuenta lo establecido en la información base y que ésta fue objeto de

estudio y aprobación por parte de la entidad. No sin antes indicar como

recomendación el hecho de la necesidad de que el municipio aplique políticas de

ahorro y uso eficiente del recurso hídrico para lograr estándares mínimos de

consumo

El valor correspondiente para K1= 1,30.

𝑄𝑀𝐷 = 1,4𝑙

𝑠∗ 1,30

𝑄𝑀𝐷 = 1,8𝑙

𝑠

5.7.4. Caudal Máximo Horario (QMH)

Corresponde al consumo máximo registrado durante una hora en un periodo de un

año, se calcula multiplicando el Caudal Máximo Diario (QMD) por un coeficiente de

consumo máximo horario K2, como lo indica la siguiente ecuación:

𝑄𝑀𝐻 = 𝑄𝑀𝐷 ∗ 𝐾2

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ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA

VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE

SUTATAUSA

El valor del coeficiente K2 se selecciona teniendo en cuenta los estudios

anteriormente mencionados, en los cuales se hace uso del máximo permisible por

la normatividad actual, donde se especifica que el valor no puede ser superior a 1,6

en poblaciones menores a 12500 habitantes. En consecuencia, el presente informe

contempla dicho valor máximo, teniendo en cuenta que éste ya fue aprobado en

otros estudios similares para el municipio, manteniendo la recomendación indicada

en el numeral anterior.

𝑄𝑀𝐻 = 1,8𝑙

𝑠∗ 1,6

𝑄𝑀𝐻 = 2,94𝑙

𝑠

Teniendo en cuenta las proyecciones poblacionales que se calcularon

anteriormente, se calcula el caudal medio diario, caudal máximo diario y el caudal

máximo horario para cada año durante el horizonte de diseño el cual debe ser de

25 años según lo estipulado en la resolución 0330 de 2017.

Tabla 18- Proyección de Caudal de Diseño para el horizonte del proyecto

METODO EXPONENCIAL

Qm QMD QMH AÑO

Población [Hab]

Población flotante

[Hab]

Población Total [Hab]

2019 374 37 411 0.76 0.99 1.58

2020 380 38 418 0.77 1.01 1.61

2021 385 39 424 0.79 1.02 1.63

2022 485 49 534 0.99 1.28 2.06

2023 492 49 542 1.00 1.30 2.09

2024 500 50 550 1.02 1.32 2.12

2025 507 51 558 1.03 1.34 2.15

2026 515 52 567 1.05 1.36 2.18

2027 523 52 575 1.07 1.38 2.22

2028 531 53 584 1.08 1.41 2.25

2029 539 54 593 1.10 1.43 2.28

2030 547 55 602 1.11 1.45 2.32

2031 555 56 611 1.13 1.47 2.35

2032 563 56 620 1.15 1.49 2.39

2033 572 57 629 1.17 1.51 2.42

2034 581 58 639 1.18 1.54 2.46

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ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA

VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE

SUTATAUSA

METODO EXPONENCIAL

Qm QMD QMH AÑO

Población [Hab]

Población flotante

[Hab]

Población Total [Hab]

2035 589 59 648 1.20 1.56 2.50

2036 598 60 658 1.22 1.58 2.54

2037 607 61 668 1.24 1.61 2.57

2038 617 62 678 1.26 1.63 2.61

2039 626 63 688 1.27 1.66 2.65

2040 635 64 699 1.29 1.68 2.69

2041 645 64 709 1.31 1.71 2.73

2042 655 65 720 1.33 1.73 2.77

2043 664 66 731 1.35 1.76 2.82

2044 674 67 742 1.37 1.79 2.86

2045 685 68 753 1.39 1.81 2.90

2046 695 70 765 1.42 1.84 2.94 Fuente PROSOLUCIONES SAS

5.8. Volumen del tanque de almacenamiento.

Los tanques de almacenamiento son depósitos de agua que tienen la función de

regular el consumo y el suministro del sistema, logrando de esta forma compensar

las variaciones que existen entre el caudal de entrada al tanque y el consumo

normal de los suscriptores en un rango temporal del día. El objetivo primordial de

los tanques, de es cubrir las necesidades de la demanda de agua en los momentos

picos, permitiendo una recuperación del volumen en las horas de bajo consumo

para poder suministrar, sin problema, el agua demandad en las horas de máximo

consumo. (MVCT, 2010)

Para la determinación del volumen de diseño del tanque de almacenamiento se

deben establecer las necesidades de demanda y las variaciones de consumo en el

día (MVCT, 2010). La demanda se obtiene a partir a partir de lo establecido en el

capítulo de dotación y demanda del presente informe, y para determinar las

variaciones de consumo, se hace uso de la información obtenida del Plan Maestro

de Acueducto y Alcantarillado del municipio de Sutatausa, realizado por el consorcio

SES-ARQ.

El volumen de diseño del tanque de almacenamiento, se obtiene teniendo en cuenta

lo establecido en el artículo 81 de la resolución 0330 de 2017, donde se establece

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ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA

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SUTATAUSA

que el volumen útil del tanque de almacenamiento debe ser la mayor cantidad

obtenida entre la capacidad de regulación y la capacidad de almacenamiento.

5.8.1. Curva de demanda horaria.

La curva de demanda horaria utilizada en el presente estudio corresponde a la

obtenida en el diagnóstico del municipio de Sutatausa, realizado por el consorcio

SES-ARQ durante la realización del plan maestro de acueducto y alcantarillado del

municipio.

En dicho estudio se plantea el uso de la curva característica del municipio de

Cucunuba debido a que no se cuenta con estudios propios del municipio en periodos

horarios continuos de 24 horas, y es la misma que servirá dentro de la consultoría

para la conformación de la curva integral del proyecto.

La curva de factores de consumo horario que se referencia como base de análisis

es la siguiente:

Ilustración 17- Curva de variación horaria de la demanda

Fuente PROSOLUCIONES SAS

5.9. PLANTEAMIENTO DE ALTERNATIVAS

El planteamiento de alternativas se basa en la necesidad que presenta el municipio

de cubrir sus áreas de expansión y el objetivo de que el sistema de interconexión

entre el tanque de la PTAP y el tanque proyectado se realice por gravedad. En

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

1,60

1,80

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

% D

E C

ON

SUM

O

HORAS

CURVA DE VARIACIÓN HORARIA DE LA DEMANDA

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ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA

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SUTATAUSA

general, las alternativas planteadas corresponden a los trazados del corredor de

conducción entre los tanques mencionados, las cuales obedecen a condiciones

preliminares topográficas, técnicas y prediales para su definición.

Teniendo en cuenta que el Tanque se proyecta para abastecer una zona que se

encuentra en desarrollo, el planteamiento de las alternativas se concentra en

generar un trazado que cumpla con las condiciones hidráulicas para que en lo

posible su conducción no se realice por bombeo, además, que se generen las

menores interferencias con predios. En los corredores de cada alternativa planteada

se consideran los predios afectados.

5.9.1. Capacidad de almacenamiento.

El artículo 81 de la resolución 0330 de 2017 establece que la capacidad de

almacenamiento debe ser 1/3 del volumen distribuido a la zona en el día de mayor

consumo.

Tabla 19 – Volumen de almacenamiento proyectado

VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO

QMD 1.8 l/s

VOLUMEN 155.52 m3/d VOLUMEN UTIL 1/3

VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO 51.84 m3 Fuente PROSOLUCIONES SAS

5.9.2. Capacidad de regulación.

El artículo 81 de la resolución 0330 de 2017 establece que la capacidad de

regulación se debe estimar, a partir de los patrones de consumo, mediante el

empleo de métodos gráficos o analíticos.

El volumen de almacenamiento se calcula con base en los datos de consumo de la

población y su distribución horaria (López Cualla, 2010), el comportamiento del

consumo horario fue analizado teniendo como base la proyección de consumo del

plan maestro de acueducto y alcantarillado del municipio, realizado por el consorcio

SES-ARQ y el cual es planteada en el capítulo “Curva de demanda horaria” del

presente informe.

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ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA

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SUTATAUSA

Tabla 20 – porcentaje de consumo respecto de la media del municipio

Hora % De

consumo medio

Hora % De

consumo medio

1 0.41 13 1.41

2 0.35 14 1.55

3 0.34 15 1.34

4 0.38 16 1.41

5 0.55 17 1.34

6 0.76 18 1.55

7 1.11 19 1.48

8 1.50 20 1.00

9 1.38 21 0.83

10 1.28 22 0.69

11 1.17 23 0.49

12 1.34 24 0.23 Fuente PROSOLUCIONES SAS

Con base en esta información se realiza las proyecciones del volumen del tanque

para las 3 alternativas, las cuales se han planteado con conexión entre el tanque

existente ubicado en la PTAP y el tanque proyectado, una de ellas considera su

trazado siguiendo la cota de salida del tanque de la PTAP con una ubicación final

por debajo de la cota inicial con el fin de contemplar las pérdidas en el sistema,

razón por la cual su corredor estaría ubicado por predios eminentemente privados.

La segunda, contempla 4 tramos, dos de ellos contemplan su corredor por vía, y los

otros dos por predios, sin embargo, esta alternativa genera menor área de

intervención tanto vial como predial, además, la conexión entre los tanques se

realiza por gravedad y su cota final está por encima de la cota de entrega a la red

de distribución.

La tercera alternativa considera el trazado por el corredor vial del municipio y de la

vereda Santa Babara, llegando a una cota superior que la salida del tanque de la

PTAP por lo que en su trazado se considera una estación de bombeo y así

garantizar el correcto funcionamiento hidráulico, para esto, se consideran 3 horarios

de funcionamiento de la siguiente manera:

• La primera de ellas con una duración de bombeo de 4 horas, seleccionando

el periodo comprendido entre la hora 9 y la hora 12 del día.

• La segunda tiene una duración de bombeo de 8 horas, en el periodo

comprendido entre la hora 9 y la hora 16 del día.

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SUTATAUSA

• La tercera contempla una duración de bombeo de 12 horas, con un periodo

comprendido entre la hora 7 y la hora 18 del día. A continuación, se presentan

detalladamente cada una de las alternativas planteadas.

5.9.3. ALTERNATIVA 1

Esta alternativa tiene una longitud preliminar de 1192 m, su trazado se realizó

siguiendo la cota de salida del tanque ubicado en la PTAP, en su mayoría, este

corredor de conducción se plantea el paso por predios privados, llegando a un área

ubicada en una cota mayor a la de la zona que abastecerá el proyecto por lo que se

garantiza que el suministro a la red de distribución se podrá realizar por gravedad. Ilustración 18- Trazado preliminar, Alternativa 1

Fuente PROSOLUCIONES SAS

En general, esta alternativa garantiza que la conducción se realice por gravedad

con bajo número de aditamentos como purgas y ventosas, aspecto que constituye

factores de determinación en la selección a consensuar con las partes interesadas

para la selección de alternativas, sin embargo, se puede observar que su

planteamiento no se realiza por vías y es necesario realizar su respectivo estudio

predial y de servidumbres.

El perfil preliminar de esta conducción refleja que la cota de salida del tanque está

por encima de la cota de llegada propuesta para el tanque, condición que

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ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA

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SUTATAUSA

garantizaría que la conexión entre los mismos se pueda realizar por gravedad,

además, la ubicación propuesta para el tanque objeto de estudio lo posiciona en

una cota superior al área de influencia requerida por el diseño garantizando bajos

costos de operación por la ausencia de bombeo y una distribución por gravedad

como lo exige la norma.

5.9.4. ALTERNATIVA 2 Esta alternativa tiene una longitud preliminar de 745 m, su trazado se realiza desde

el tanque ubicado en la PTAP, realizando recorrido por la carretera Palacio con

destino el casco urbano de Sutatausa, posteriormente, realizando una derivación

hacia el este en el K0+193 donde se realiza cruce con algunos predios, luego, toma

la vía principal de una vereda próxima al municipio que tiene dirección hacia la

carretera Novoa, haciendo un giro en el K0+527, pasando por predios para llegar a

la ubicación propuesta para esta alternativa, la cual se ubica en aproximaciones a

una vía de acceso.

Ilustración 19- Trazado preliminar, Alternativa 2

Fuente PROSOLUCIONES SAS

Su corredor está dividido en 4 partes, dos viales y dos por predios que serán

definidos posteriormente, su perfil hidráulico preliminar indica que la conexión entre

los tanques se puede realizar por gravedad, evitando bombeo, además, la cota del

tanque proyectado está por encima de la cota de entrega a la red de suministro lo

que también garantiza que está se opere por gravedad.

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ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA

VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE

SUTATAUSA

El perfil preliminar de esta conducción refleja que la cota de salida del tanque está

por encima de la cota de llegada propuesta para el tanque, condición que

garantizaría que la conexión entre los mismos se pueda realizar por gravedad,

además, la ubicación propuesta para el tanque objeto de estudio lo posiciona en

una cota superior al área de influencia requerida por el diseño garantizando bajos

costos de operación por la ausencia de bombeo y una distribución por gravedad

como lo exige la norma.

5.9.5. Volumen Tanque de almacenamiento Alternativa 1 y 2.

Siguiendo lo establecido en la resolución 0330 de 2017, se realiza el cálculo de la

capacidad de regulación para el tanque de almacenamiento de la vereda Santa

Bárbara, del municipio de Sutatausa.

La capacidad de regulación se debe estimar a partir de los patrones de consumo de

cada zona abastecida, estos patrones se describen en la Ilustración 17- Curva de

variación horaria de la demanda y Tabla 20 – porcentaje de consumo respecto de

la media del municipio.

Con dicha información se realiza el cálculo para la obtención de la curva integral de

suministro de la siguiente manera:

Tabla 21 – Capacidad de Regulación, Tanque de distribución alimentado por gravedad.

CAPACIDAD DE REGULACIÓN REQUERIDA

Hora % De

consumo medio

Suministro [m3]

Demanda [m3]

Suministro acumulado

[m3]

Demanda acumulada

[m3]

Volumen de almacenamiento

[m3]

1 0.41 6.48 2.67 6.48 2.67 3.81

2 0.35 6.48 2.27 12.96 4.94 8.02

3 0.34 6.48 2.18 19.44 7.12 12.32

4 0.38 6.48 2.49 25.92 9.61 16.31

5 0.55 6.48 3.59 32.40 13.20 19.20

6 0.76 6.48 4.91 38.88 18.11 20.77

7 1.11 6.48 7.17 45.36 25.28 20.08

8 1.50 6.48 9.72 51.84 35.00 16.84

9 1.38 6.48 8.93 58.32 43.93 14.39

10 1.28 6.48 8.27 64.80 52.20 12.60

11 1.17 6.48 7.61 71.28 59.81 11.47

12 1.34 6.48 8.71 77.76 68.52 9.24

13 1.41 6.48 9.15 84.24 77.67 6.57

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SUTATAUSA

CAPACIDAD DE REGULACIÓN REQUERIDA

Hora % De

consumo medio

Suministro [m3]

Demanda [m3]

Suministro acumulado

[m3]

Demanda acumulada

[m3]

Volumen de almacenamiento

[m3]

14 1.55 6.48 10.03 90.72 87.69 3.03

15 1.34 6.48 8.71 97.20 96.40 0.80

16 1.41 6.48 9.15 103.68 105.55 -1.87

17 1.34 6.48 8.71 110.16 114.26 -4.10

18 1.55 6.48 10.03 116.64 124.29 -7.65

19 1.48 6.48 9.59 123.12 133.87 -10.75

20 1.00 6.48 6.51 129.60 140.39 -10.79

21 0.83 6.48 5.35 136.08 145.74 -9.66

22 0.69 6.48 4.47 142.56 150.21 -7.65

23 0.49 6.48 3.15 149.04 153.36 -4.32

24 0.23 6.48 1.51 155.52 154.87 0.65 Fuente PROSOLUCIONES SAS

Ilustración 20- Curva integral de consumo y suministro

Fuente PROSOLUCIONES SAS

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

110,00

120,00

130,00

140,00

150,00

160,00

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

VO

LUM

EN A

CU

MU

LAD

O

HORA

CURVA INTERGRAL DE CONSUMO Y SUMINISTRO

Suministroacumulado

Demandaacumulada

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De acuerdo con la Tabla 21 y la Ilustración 20, se obtienen los siguientes resultados:

Tabla 22- Volumen de regulación

VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO

QMD 1.8 l/s

DÉFICIT MÁXIMO -10.79 m3

SUPERÁVIT MÁXIMO 20.77 m3

VOLUMEN REQUERIDO 31.55 m3

VOLUMEN CONTRA INCENDIOS (20%)

6.31 m3

VOLUMEN UTIL MINIMO 37.86 m3

Fuente PROSOLUCIONES SAS

Siguiendo lo establecido en el artículo 81 de la resolución 0330 de 2017, la cual

indica que “. El volumen de diseño debe ser la mayor cantidad obtenida entre la

capacidad de regulación y la capacidad de almacenamiento.” Y teniendo en cuento

los datos obtenidos en la Tabla 19 – Volumen de almacenamiento proyectado y la

Tabla 22 se selecciona la capacidad de almacenamiento, obteniendo un volumen

total, teniendo en cuenta el volumen requerido para caudal contra incendio (20%

para riesgo medio), obteniendo:

Tabla 23 – Volumen de almacenamiento proyectado

VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO

QMD 1.8 l/s

VOLUMEN 155.52 m3/d

VOLUMEN UTIL 1/3

VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO

51.84 m3

VOLUMEN CONTRA INCENDIOS (20%)

10.37 m3

VOLUMEN UTIL MINIMO 62.21 m3

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SUTATAUSA

Fuente PROSOLUCIONES SAS

La modelación realizada en el software con el software EPANET, arroja que la

ubicación del tanque, permite realizar el suministro desde la ubicación seleccionada

para los tanques de la alternativa 1 y 2, como se muestra a continuación.

Ilustración 21-Modelación alternativas 1 y 2

Fuente PROSOLUCIONES SAS

Las presiones obtenidas en la modelación, se evidencian en cada nodo establecido

preliminarmente, la modelación se puede realizar con los archivos adjuntados en el

anexo 8-Modelación. Dichas presiones son superiores a las mínimas establecidas

por la Resolución 0330 de 2017, donde se establece que “La presión dinámica

mínima en la red de distribución debe ser de 10 m.c.a. en sistemas con poblaciones

de diseño "de hasta 12.500habitantes. Para poblaciones de diseño de más de

12.500 habitantes la presión dinámica mínima debe ser de 15 m.c.a.”,

adicionalmente, “El área a abastecer con una presión dinámica inferior puede

corresponder hasta el 10% del área total, siempre que la presión mínima sea

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APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE

ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA

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superior o igual a 8 m.c.a para poblaciones de diseño de menos de 12.500

habitantes y de 12 m.c.a para poblaciones de diseño mayor a 12.500 habitantes”.

5.9.6. ALTERNATIVA 3

Alternativa 3.1 - Sistema concebido para servicio 24 horas con sistema de bombeo durante

4 horas

Esta alternativa se plantea con una duración de bombeo de 4 horas en el día, con

el recorrido anteriormente planteado.

Tabla 24 –Capacidad de regulación para duración de bombeo de 4 horas

Hora % De

consumo medio

Suministro [m3]

Demanda [m3]

Suministro acumulado

[m3]

Demanda acumulada

[m3]

Volumen de almacenamiento

[m3] 1 0.41 0 2.67 0.00 2.67 -2.67

2 0.35 0 2.27 0.00 4.94 -4.94

3 0.34 0 2.18 0.00 7.12 -7.12

4 0.38 0 2.49 0.00 9.61 -9.61

5 0.55 0 3.59 0.00 13.20 -13.20

6 0.76 0 4.91 0.00 18.11 -18.11

7 1.11 0 7.17 0.00 25.28 -25.28

8 1.50 0 9.72 0.00 35.00 -35.00

9 1.38 38.88 8.93 38.88 43.93 -5.05

10 1.28 38.88 8.27 77.76 52.20 25.56

11 1.17 38.88 7.61 116.64 59.81 56.83

12 1.34 38.88 8.71 155.52 68.52 87.00

13 1.41 0 9.15 155.52 77.67 77.85

14 1.55 0 10.03 155.52 87.69 67.83

15 1.34 0 8.71 155.52 96.40 59.12

16 1.41 0 9.15 155.52 105.55 49.97

17 1.34 0 8.71 155.52 114.26 41.26

18 1.55 0 10.03 155.52 124.29 31.23

19 1.48 0 9.59 155.52 133.87 21.65

20 1.00 0 6.51 155.52 140.39 15.13

21 0.83 0 5.35 155.52 145.74 9.78

22 0.69 0 4.47 155.52 150.21 5.31

23 0.49 0 3.15 155.52 153.36 2.16

24 0.23 0 1.51 155.52 154.87 0.65 Fuente PROSOLUCIONES SAS

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ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA

VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE

SUTATAUSA

El suministro por bombeo se realiza entre la hora 9 y la hora 12 del día y su caudal

de bombeo se determinó teniendo en cuenta la demanda acumulada durante las 24

horas del día, correspondiente a 154.87 m3/día. Dicho cálculo se realizó

contemplando las 4 horas de bombeo así:

154.87 𝑚3

𝑑í𝑎∗ (

1 𝑑í𝑎

4 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑏𝑜𝑚𝑏𝑒𝑜) = 38.71

𝑚3

Dado que se desea tener un volumen superior que garantice el suministro durante

toda la jornada, el caudal de bombeo utilizado para realizar los cálculos corresponde

a 38.88 m3/h.

Ilustración 22 – Curva integral de consumo y suministro para bombeo de 4 horas

Fuente PROSOLUCIONES SAS

Teniendo en cuenta los datos obtenidos el volumen de regulación para la alternativa

3.1, contemplando un volumen contra incendios del 20% del volumen requerido por

demanda, es el siguiente:

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APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE

ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA

VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE

SUTATAUSA

Tabla 25 VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO

QMD 1.8 l/s

DÉFICIT MÁXIMO -35.00 m3

SUPERÁVIT MÁXIMO 87.00 m3

VOLUMEN REQUERIDO

122.00 m3

VOLUMEN CONTRA INCENDIOS (20%)

24.40 m3

VOLUMEN UTIL MINIMO

146.40 m3

Fuente PROSOLUCIONES SAS

Ahora bien, se debe calcular el volumen del tanque de succión contemplando un

suministro por gravedad de 1.8 l/s constate durante todo el día, este caudal es

mayor al caudal máximo diario con el fin de proporcionar un mayor volumen

acumulado al tanque y que la operación de la bomba no se vea afectada y lo cual

pueda causar daños en el equipo. A continuación, se presenta el cálculo del

volumen de dicho tanque, donde la columna de suministro corresponde al suministro

antes mencionado y la curva de demanda corresponde a las 4 horas de bombeo,

con el caudal expuesto anteriormente.

Tabla 26 – Capacidad de almacenamiento EBAP

Hora Suministro

[m3] Demanda

[m3]

Suministro acumulado

[m3]

Demanda acumulada

[m3] 1 6.48 0.00 6.48 0.00

2 6.48 0.00 12.96 0.00

3 6.48 0.00 19.44 0.00

4 6.48 0.00 25.92 0.00

5 6.48 0.00 32.40 0.00

6 6.48 0.00 38.88 0.00

7 6.48 0.00 45.36 0.00

8 6.48 0.00 51.84 0.00

9 6.48 38.88 58.32 38.88

10 6.48 38.88 64.80 77.76

11 6.48 38.88 71.28 116.64

12 6.48 38.88 77.76 155.52

13 6.48 0.00 84.24 0.00

14 6.48 0.00 90.72 0.00

15 6.48 0.00 97.20 0.00

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APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE

ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA

VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE

SUTATAUSA

Hora Suministro

[m3] Demanda

[m3]

Suministro acumulado

[m3]

Demanda acumulada

[m3] 16 6.48 0.00 103.68 0.00

17 6.48 0.00 110.16 0.00

18 6.48 0.00 116.64 0.00

19 6.48 0.00 123.12 0.00

20 6.48 0.00 129.60 0.00

21 6.48 0.00 136.08 0.00

22 6.48 0.00 142.56 0.00

23 6.48 0.00 149.04 0.00

24 6.48 0.00 155.52 0.00 Fuente PROSOLUCIONES SAS

En consecuencia, el volumen del tanque de regulación debe corresponder a la suma

de los caudales suministrados en las horas que no se bombea, es decir, en el

periodo entre la hora 13 y la hora 24 y el periodo entre la hora 1 y la hora 8, donde

comienza el bombeo. Esto es un total de 20 horas de acumulación de caudal

constante durante el día, lo que equivale a un total de 130 m3, este volumen

corresponde al volumen útil de la EBAP (Alt3.1).

Dada estas condiciones y una Vmáx= 2.0 m/s se encuentra que el diámetro más

apropiado para la impulsión es de 4in, con estos parámetros base se

redimensionaron los componentes mínimos, los cuales se ilustran en las cantidades

previstas para presupuestos que se adjuntan en el anexo No. 7, cálculo de la

alternativa No. 3.1

De acuerdo con las necesidades de transporte de caudal y cabeza de impulsión

total se aplica la siguiente ecuación previendo eficiencias mínimas de 65%

𝑃𝑜𝑡𝐻𝑃 =𝑝𝑄ℎ𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

76

Dónde:

P : Densidad del agua

Q: Caudal bombeado

Pot Hp: Potencia en HP

De acuerdo con estos parámetros y previo estudio de detalle, esta alternativa

requiere una potencia ponderada de 10HP.

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APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE

ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA

VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE

SUTATAUSA

A continuación se presenta el esquema de la alternativa con el fin de dar una

visualización general del mismo.

Ilustración 23 Esquema de la alternativa 3.1

Fuente PROSOLUCIONES SAS

Alternativa 3.2 - Sistema concebido para servicio 24 horas con sistema de bombeo durante

8 horas.

Esta alternativa se plantea con una duración de bombeo de 8 horas en el día, con

el recorrido anteriormente planteado.

Tabla 27 -Capacidad de regulación para duración de bombeo de 8 horas

Hora % De

consumo medio

Suministro [m3]

Demanda [m3]

Suministro acumulado

[m3]

Demanda acumulada

[m3]

Volumen de almacenamiento

[m3] 1 0.41 0 2.67 0.00 2.67 -2.67

2 0.35 0 2.27 0.00 4.94 -4.94

3 0.34 0 2.18 0.00 7.12 -7.12

4 0.38 0 2.49 0.00 9.61 -9.61

5 0.55 0 3.59 0.00 13.20 -13.20

6 0.76 0 4.91 0.00 18.11 -18.11

7 1.11 0 7.17 0.00 25.28 -25.28

8 1.50 0 9.72 0.00 35.00 -35.00

9 1.38 19.44 8.93 19.44 43.93 -24.49

10 1.28 19.44 8.27 38.88 52.20 -13.32

11 1.17 19.44 7.61 58.32 59.81 -1.49

12 1.34 19.44 8.71 77.76 68.52 9.24

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APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE

ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA

VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE

SUTATAUSA

Hora % De

consumo medio

Suministro [m3]

Demanda [m3]

Suministro acumulado

[m3]

Demanda acumulada

[m3]

Volumen de almacenamiento

[m3] 13 1.41 19.44 9.15 97.20 77.67 19.53

14 1.55 19.44 10.03 116.64 87.69 28.95

15 1.34 19.44 8.71 136.08 96.40 39.68

16 1.41 19.44 9.15 155.52 105.55 49.97

17 1.34 0 8.71 155.52 114.26 41.26

18 1.55 0 10.03 155.52 124.29 31.23

19 1.48 0 9.59 155.52 133.87 21.65

20 1.00 0 6.51 155.52 140.39 15.13

21 0.83 0 5.35 155.52 145.74 9.78

22 0.69 0 4.47 155.52 150.21 5.31

23 0.49 0 3.15 155.52 153.36 2.16

24 0.23 0 1.51 155.52 154.87 0.65 Fuente PROSOLUCIONES SAS

El suministro por bombeo se realiza entre la hora 9 y la hora 16 del día y su caudal

de bombeo se determinó teniendo en cuenta la demanda acumulada durante las 24

horas del día, correspondiente a 154.87 m3/día. Dicho cálculo se realizó

contemplando las 8 horas de bombeo así:

154.87 𝑚3

𝑑í𝑎∗ (

1 𝑑í𝑎

8 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑏𝑜𝑚𝑏𝑒𝑜) = 19.35

𝑚3

Dado que se desea tener un volumen superior que garantice el suministro durante

toda la jornada, el caudal de bombeo utilizado para realizar los cálculos se ajusta el

caudal a 19.44 m3/h.

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APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE

ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA

VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE

SUTATAUSA

Ilustración 24 -Curva integral de consumo y suministro para bombeo de 8 horas

Fuente PROSOLUCIONES SAS

Teniendo en cuenta los datos obtenidos el volumen de regulación para la alternativa

2, contemplando un volumen contra incendios del 20% del volumen requerido por

demanda, es el siguiente:

Tabla 28- VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO Alt No.3.2

QMD 1.8 l/s DÉFICIT MÁXIMO -35.00 m3

SUPERÁVIT MÁXIMO 49.97 m3 VOLUMEN REQUERIDO 84.97 m3

VOLUMEN CONTRA INCENDIOS (20%)

16.99 m3

VOLUMEN UTIL MINIMO 101.97 m3 Fuente PROSOLUCIONES SAS

Ahora bien, se debe calcular el volumen del tanque de succión contemplando un

suministro por gravedad de 1.8 l/s constate durante todo el día, este caudal es

mayor al caudal máximo diario con el fin de proporcionar un mayor volumen

acumulado al tanque y que la operación de la bomba no se vea afectada y lo cual

pueda causar daños en el equipo.

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

110,00

120,00

130,00

140,00

150,00

160,00

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

VO

LUM

EN A

CU

MU

LAD

O M

3/S

HORA

CURVA INTERGRAL DE CONSUMO Y SUMINISTRO

Suministroacumulado

Demandaacumulada

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APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE

ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA

VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE

SUTATAUSA

A continuación, se presenta el cálculo del volumen de dicho tanque, donde la

columna de suministro corresponde al suministro antes mencionado y la curva de

demanda corresponde a las 8 horas de bombeo, con el caudal expuesto

anteriormente.

Tabla 29-Capacidad de almacenamiento EBAP

Hora Suministro

[m3]

Demanda

[m3]

Suministro

acumulado

[m3]

Demanda

acumulada

[m3]

1 6.48 0.00 6.48 0.00

2 6.48 0.00 12.96 0.00

3 6.48 0.00 19.44 0.00

4 6.48 0.00 25.92 0.00

5 6.48 0.00 32.40 0.00

6 6.48 0.00 38.88 0.00

7 6.48 0.00 45.36 0.00

8 6.48 0.00 51.84 0.00

9 6.48 19.44 58.32 19.44

10 6.48 19.44 64.80 38.88

11 6.48 19.44 71.28 58.32

12 6.48 19.44 77.76 77.76

13 6.48 19.44 84.24 97.20

14 6.48 19.44 90.72 116.64

15 6.48 19.44 97.20 136.08

16 6.48 19.44 103.68 155.52

17 6.48 0.00 110.16 0

18 6.48 0.00 116.64 0

19 6.48 0.00 123.12 0

20 6.48 0.00 129.60 0

21 6.48 0.00 136.08 0

22 6.48 0.00 142.56 0

23 6.48 0.00 149.04 0

24 6.48 0.00 155.52 0 Fuente PROSOLUCIONES SAS

En consecuencia, el volumen del tanque de regulación debe corresponder a la suma

de los caudales suministrados en las horas que no se bombea, es decir, en el

periodo entre la hora 17 y la hora 24 y el periodo entre la hora 1 y la hora 8, donde

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APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE

ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA

VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE

SUTATAUSA

comienza el bombeo. Esto es un total de 16 horas de acumulación de caudal

constante durante el día, lo que equivale a un total de 104 m3, este volumen

corresponde al volumen útil de la EBAP (Alt 3.2).

Dada estas condiciones y una Vmáx= 2.0 m/s se encuentra que el diámetro más

apropiado para la impulsión es de 3in, con estos parámetros base se

redimensionaron los componentes mínimos, los cuales se ilustran en las cantidades

previstas para presupuestos que se adjuntan en el anexo No. 7, cálculo de la

alternativa No. 3.2

De acuerdo con las necesidades de transporte de caudal y cabeza de impulsión

total se aplica la siguiente ecuación previendo eficiencias mínimas de 65%

𝑃𝑜𝑡𝐻𝑃 =𝑝𝑄ℎ𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

76

Dónde:

P : Densidad del agua

Q: Caudal bombeado

Pot Hp: Potencia en HP

De acuerdo con estos parámetros y previo estudio de detalle, esta alternativa

requiere una potencia ponderada de 5HP.

A continuación, se presenta el esquema de la alternativa con el fin de dar una

visualización general del mismo.

Ilustración 25 Esquema de alternativa No.3.2

Fuente PROSOLUCIONES SAS

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APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE

ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA

VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE

SUTATAUSA

Alternativa 3.3 - Sistema concebido para servicio 24 horas con sistema de bombeo durante

12 horas.

Esta alternativa se plantea con una duración de bombeo de 12 horas en el día, con

el recorrido anteriormente planteado.

Tabla 30 - Capacidad de regulación para duración de bombeo de 12 horas

Hora % De

consumo medio

Suministro [m3]

Demanda [m3]

Suministro acumulado

[m3]

Demanda acumulada

[m3]

Volumen de almacenamiento

[m3]

1 0.41 0 2.67 0.00 2.67 -2.67

2 0.35 0 2.27 0.00 4.94 -4.94

3 0.34 0 2.18 0.00 7.12 -7.12

4 0.38 0 2.49 0.00 9.61 -9.61

5 0.55 0 3.59 0.00 13.20 -13.20

6 0.76 0 4.91 0.00 18.11 -18.11

7 1.11 12.96 7.17 12.96 25.28 -12.32

8 1.50 12.96 9.72 25.92 35.00 -9.08

9 1.38 12.96 8.93 38.88 43.93 -5.05

10 1.28 12.96 8.27 51.84 52.20 -0.36

11 1.17 12.96 7.61 64.80 59.81 4.99

12 1.34 12.96 8.71 77.76 68.52 9.24

13 1.41 12.96 9.15 90.72 77.67 13.05

14 1.55 12.96 10.03 103.68 87.69 15.99

15 1.34 12.96 8.71 116.64 96.40 20.24

16 1.41 12.96 9.15 129.60 105.55 24.05

17 1.34 12.96 8.71 142.56 114.26 28.30

18 1.55 12.96 10.03 155.52 124.29 31.23

19 1.48 0 9.59 155.52 133.87 21.65

20 1.00 0 6.51 155.52 140.39 15.13

21 0.83 0 5.35 155.52 145.74 9.78

22 0.69 0 4.47 155.52 150.21 5.31

23 0.49 0 3.15 155.52 153.36 2.16

24 0.23 0 1.51 155.52 154.87 0.65 Fuente PROSOLUCIONES SAS

El suministro por bombeo se realiza entre la hora 7 y la hora 18 del día y su caudal

de bombeo se determinó teniendo en cuenta la demanda acumulada durante las 24

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APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE

ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA

VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE

SUTATAUSA

horas del día, correspondiente a 154.87 m3/día. Dicho cálculo se realizó

contemplando las 12 horas de bombeo así:

154.87 𝑚3

𝑑í𝑎∗ (

1 𝑑í𝑎

12 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑏𝑜𝑚𝑏𝑒𝑜) = 12.90

𝑚3

Dado que se desea tener un volumen superior que garantice el suministro durante

toda la jornada, el caudal de bombeo utilizado para realizar los cálculos corresponde

a 12.96 m3/h.

Ilustración 26 - Curva integral de consumo y suministro para bombeo de 12horas

Fuente PROSOLUCIONES SAS

Teniendo en cuenta los datos obtenidos el volumen de regulación para la alternativa

3.3, contemplando un volumen contra incendios del 20% del volumen requerido por

demanda, es el siguiente:

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

110,00

120,00

130,00

140,00

150,00

160,00

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

VO

LUM

EN A

CU

MU

LAD

O

HORA

CURVA INTERGRAL DE CONSUMO Y SUMINISTRO

Suministroacumulado

Demandaacumulada

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APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE

ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA

VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE

SUTATAUSA

Tabla 31 volumen de almacenamiento

QMD 1.8 l/s DÉFICIT MÁXIMO 18.11 m3

SUPERÁVIT MÁXIMO 31.23 m3

VOLUMEN REQUERIDO 49.35 m3 VOLUMEN CONTRA INCENDIOS

(20%) 9.87 m3

VOLUMEN UTIL MINIMO 59.21 m3 Fuente PROSOLUCIONES SAS

Ahora bien, se debe calcular el volumen del tanque de succión contemplando un

suministro por gravedad de 1.8 l/s constate durante todo el día, este caudal es

mayor al caudal máximo diario con el fin de proporcionar un mayor volumen

acumulado al tanque y que la operación de la bomba no se vea afectada y lo cual

pueda causar daños en el equipo. A continuación se presenta el cálculo del volumen

de dicho tanque, donde la columna de suministro corresponde al suministro antes

mencionado y la curva de demanda corresponde a las 12 horas de bombeo, con el

caudal expuesto anteriormente.

Tabla 32 - Capacidad de almacenamiento EBAP

Hora Suministro

[m3]

Demanda

[m3]

Suministro

acumulado

[m3]

Demanda

acumulada

[m3]

1 6.48 0.00 6.48 0.00

2 6.48 0.00 12.96 0.00

3 6.48 0.00 19.44 0.00

4 6.48 0.00 25.92 0.00

5 6.48 0.00 32.40 0.00

6 6.48 0.00 38.88 0.00

7 6.48 12.96 45.36 12.96

8 6.48 12.96 51.84 25.92

9 6.48 12.96 58.32 38.88

10 6.48 12.96 64.80 51.84

11 6.48 12.96 71.28 64.80

12 6.48 12.96 77.76 77.76

13 6.48 12.96 84.24 90.72

14 6.48 12.96 90.72 103.68

15 6.48 12.96 97.20 116.64

Page 71: UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISO JOSÉ DE CALDAS …

APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE

ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA

VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE

SUTATAUSA

Hora Suministro

[m3]

Demanda

[m3]

Suministro

acumulado

[m3]

Demanda

acumulada

[m3]

16 6.48 12.96 103.68 129.60

17 6.48 12.96 110.16 142.56

18 6.48 12.96 116.64 155.52

19 6.48 0.00 123.12 0

20 6.48 0.00 129.60 0

21 6.48 0.00 136.08 0

22 6.48 0.00 142.56 0

23 6.48 0.00 149.04 0

24 6.48 0.00 155.52 0 Fuente PROSOLUCIONES SAS

En consecuencia, el volumen del tanque de regulación del bombeo debe

corresponder a la suma de los caudales suministrados en las horas que no se

bombea, es decir, en el periodo entre la hora 19 y la hora 24 y el periodo entre la

hora 1 y la hora 7, donde comienza el bombeo. Esto es un total de 12 horas de

acumulación de caudal constante durante el día, lo que equivale a un total de 77.76

m3, este volumen corresponde al volumen útil en particular esta es la ubica

alternativa que no requiere ampliación del pozo húmedo existente.

Dada estas condiciones y una Vmáx= 2.0 m/s se encuentra que el diámetro más

apropiado para la impulsión es de 3in, con estos parámetros base se

redimensionaron los componentes mínimos, los cuales se ilustran en las cantidades

previstas para presupuestos que se adjuntan en el anexo No. 7, cálculo de la

alternativa No. 3.3

De acuerdo con las necesidades de transporte de caudal y cabeza de impulsión

total se aplica la siguiente ecuación previendo eficiencias mínimas de 65%.

𝑃𝑜𝑡𝐻𝑃 =𝑝𝑄ℎ𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

76

Dónde:

P : Densidad del agua

Q: Caudal bombeado

Pot Hp: Potencia en HP

Page 72: UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISO JOSÉ DE CALDAS …

APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE

ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA

VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE

SUTATAUSA

De acuerdo con estos parámetros y previo estudio de detalle, esta alternativa

requiere una potencia ponderada de 3,5 HP.

Ilustración 27 Esquema alternativa No. 3.3

Fuente PROSOLUCIONES SAS

5.10. ALTERNATIVA 3A

Esta alternativa se plantea posterior al estudio de topografía de detalle, la ubicación

propuesta para el tanque de almacenamiento se selecciona teniendo en cuenta las

presiones mínimas de servicio establecidas por la resolución 0330 de 2017, donde

se obtiene un trazado preliminar de 730.11 m. A continuación, se observa la

ubicación y trazado propuesto para esta alternativa.

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Ilustración 28- ubicación tanque de almacenamiento alternativa 3A

La ubicación mostrada en la ilustración anterior se seleccionó debido a que se

encuentra 25m por encima de la cota de la tubería de salida del tanque de

almacenamiento existente, ubicado en la PTAP del municipio de Sutatausa. El

trazado es, en general, común a la alternativa 2, teniendo en cuenta la afectación

predial y ambiental que causa este, sin embargo, en el final de recorrido, el trazado

de la alternativa 3A sube con el fin de alcanzar una cota 25 m superior a la

establecida para la salida del tanque de almacenamiento existente ubicado en la

PTAP del municipio de Sutatausa.

En consecuencia, para esta alternativa se debe plantear un sistema de bombeo que

conduzca el caudal desde la PTAP del municipio hasta la ubicación seleccionada,

para esto, se concibe un sistema para servicio de 24h con bombeo continuo durante

8 horas, tiempo que fue seleccionado teniendo en cuenta el jornal de un fontanero.

Punto de

entrega

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Tabla 33-Capacidad de regulación para duración de bombeo de 8 horas

Hora % De

consumo medio

Suministro [m3]

Demanda [m3]

Suministro acumulado

[m3]

Demanda acumulada

[m3]

Volumen de almacenamiento

[m3] 1 0.41 0 2.67 0.00 2.67 -2.67

2 0.35 0 2.27 0.00 4.94 -4.94

3 0.34 0 2.18 0.00 7.12 -7.12

4 0.38 0 2.49 0.00 9.61 -9.61

5 0.55 0 3.59 0.00 13.20 -13.20

6 0.76 0 4.91 0.00 18.11 -18.11

7 1.11 0 7.17 0.00 25.28 -25.28

8 1.50 19.44 9.72 0.00 35.00 -35.00

9 1.38 19.44 8.93 19.44 43.93 -24.49

10 1.28 19.44 8.27 38.88 52.20 -13.32

11 1.17 19.44 7.61 58.32 59.81 -1.49

12 1.34 19.44 8.71 77.76 68.52 9.24

13 1.41 19.44 9.15 97.20 77.67 19.53

14 1.55 19.44 10.03 116.64 87.69 28.95

15 1.34 19.44 8.71 136.08 96.40 39.68

16 1.41 0 9.15 155.52 105.55 49.97

17 1.34 0 8.71 155.52 114.26 41.26

18 1.55 0 10.03 155.52 124.29 31.23

19 1.48 0 9.59 155.52 133.87 21.65

20 1.00 0 6.51 155.52 140.39 15.13

21 0.83 0 5.35 155.52 145.74 9.78

22 0.69 0 4.47 155.52 150.21 5.31

23 0.49 0 3.15 155.52 153.36 2.16

24 0.23 0 1.51 155.52 154.87 0.65

El suministro por bombeo se realiza entre la hora 8 y la hora 16 del día y su caudal

de bombeo se determinó teniendo en cuenta la demanda acumulada durante las 24

horas del día, correspondiente a 154.87 m3/día. Dicho cálculo se realizó

contemplando las 8 horas de bombeo así:

154.87 𝑚3

𝑑í𝑎∗ (

1 𝑑í𝑎

8 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑏𝑜𝑚𝑏𝑒𝑜) = 19.35

𝑚3

Dado que se desea tener un volumen superior que garantice el suministro durante

toda la jornada, el caudal de bombeo utilizado para realizar los cálculos se ajusta el

caudal a 19.44 m3/h.

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Ilustración 29 -Curva integral de consumo y suministro para bombeo de 8 horas

Fuente PROSOLUCIONES SAS

Teniendo en cuenta los datos obtenidos el volumen de regulación para la alternativa

3A, contemplando un volumen contra incendios del 20% del volumen requerido por

demanda, es el siguiente:

Tabla 34- VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO Alt No.3A

QMD 1.8 l/s DÉFICIT MÁXIMO -35.00 m3

SUPERÁVIT MÁXIMO 49.97 m3 VOLUMEN REQUERIDO 84.97 m3

VOLUMEN CONTRA INCENDIOS (20%)

16.99 m3

VOLUMEN UTIL MINIMO 101.97 m3 Fuente PROSOLUCIONES SAS

Teniendo en cuenta que la succión se realiza directamente desde la PTAP del

municipio, no es necesaria la inclusión de un tanque de succión, sin embargo, se

realizan los cálculos necesarios para obtener el volumen de succión efluente del

tanque de almacenamiento existente en la planta de almacenamiento, dicho

volumen en m3/h corresponde al horario calculado en la tabla 33, lo cual significaría

un caudal efluente durante las horas de funcionamiento de la bomba de 5.4 l/s.

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

110,00

120,00

130,00

140,00

150,00

160,00

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

VO

LUM

EN A

CU

MU

LAD

O M

3/S

HORA

CURVA INTERGRAL DE CONSUMO Y SUMINISTRO

Suministroacumulado

Demandaacumulada

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Dada estas condiciones y una Vmáx= 2.0 m/s se encuentra que el diámetro más

apropiado para la impulsión es de 2½ in, con estos parámetros base se

redimensionaron los componentes mínimos, los cuales se ilustran en las cantidades

previstas para presupuestos que se adjuntan en el anexo No. 7, cálculo de la

alternativa No. 3A.

De acuerdo con las necesidades de transporte de caudal y cabeza de impulsión

total se aplica la siguiente ecuación previendo eficiencias mínimas de 95%

𝑃𝑜𝑡𝐻𝑃 =𝑝𝑄ℎ𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

76

Dónde:

P : Densidad del agua

Q: Caudal bombeado

Pot Hp: Potencia en HP

Tabla 35- Potencia de la bomba, alternativa 3A

POTENCIA DE LAS BOMBAS

Peso específico del agua 9810 N/m3

Altura dinámica total 30 m

Caudal de diseño

5,4 l/s

85,5920 GPM

19,44 m3/H

Constante de conversión 76

n 0,95 Potencia Hidráulica 1589220 W

Potencia Mecánica 1672863,2 W

Potencia 2,2 HP

De acuerdo con estos parámetros y previo estudio de detalle, esta alternativa

requiere una potencia ponderada de 2.2 HP.

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5.11. Modelación hidráulica

Los resultados de las modelaciones hidráulicas se evidencian en el ANEXO 8 –

MODELACIONES.

5.11.1. Alternativa 1 Teniendo en cuenta las características propias de la alternativa, se realiza la

modelación en EPANET para comprobar las condiciones hidráulicas de la red. El

trazado y el patrón de consumo para la alternativa 1 se observa a continuación:

Ilustración 30- Trazado EPANET, Alternativa 1

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Ilustración 31- Patrón de consumo Alternativa 1

Teniendo en cuenta estas condiciones y las establecidas con anterioridad,

referentes al caudal Máximo Horario, con el cual se diseña la red de distribución, se

obtienen los siguientes datos referentes a caudal y presiones en la red.

Ilustración 32- Caudales en la Red, Alternativa 1

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Como se observa en la ilustración 22, el caudal entre el Tanque de distribución

identificado como “Alternativa_1”, es de 2.96 l/s para la hora de mayor consumo en

la modelación que corresponde a la 13:00 h.

Ilustración 33- Presiones en la red, alternativa 1

En la ilustración anterior, se observan las presiones en la hora de mayor consumo

modelada, donde se evidencia la presión mínima de la red correspondiente a 5

m.c.a., lo cual está acorde a la exigido por la resolución 0330 de 2017.

5.11.2. Alternativa 2 Como se observa en la ilustración 24, el trazado correspondiente a la alternativa 2,

se proyecta como se muestra en capítulos anteriores, conservando sus

características descritas con anterioridad, adicionalmente, el posicionamiento del

tanque de almacenamiento se seleccionó en el mismo posicionamiento de la

alternativa 1.

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Ilustración 34- Trazado red, alternativa 2

Ilustración 35- Patrón de consumo, Alternativa 2

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Ilustración 36- Caudales, Alternativa 2

En la ilustración anterior, se observan los caudales proyectados en la red, observando en la hora de mayor consumo para el año de horizonte, un caudal efluente del tanque de distribución de 2.96 l/s, acorde a lo establecido en el capítulo 1.2 Dotación y Demanda.

Ilustración 37- Presiones en la red, Alternativa 2

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5.11.3. Alternativa 3 Como se describió anteriormente, la alternativa 3 contempla distintas horas de

bombeo, para lo cual se generaron diferentes modelaciones, como se observa a

continuación.

Alternativa 3.1

La alternativa 3.1, contempla 4 horas de bombeo desde el tanque existente, ubicado

en el sector del chircal.

Ilustración 38- Trazado alternativa 3.1

Ilustración 39- Patrón de consumo, alternativa 3.1

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En la ilustración anterior, se observa el patrón de consumo establecido para la

alternativa 3.1, el cual corresponde a la curva de demanda horaria, establecida en

el capítulo 2.5.6 Curva de demanda horaria.

Ilustración 40- Curva característica dela bomba

Para realizar la curva característica en la fase de diseño de alternativas, se tomaron

usaron los datos hallados en el capítulo 2.6.4 ALTERNATIVA 3, donde se

mencionan las características de cada alternativa por bombeo como caudal horario,

volumen y curva de suministro demanda.

Ilustración 41- Caudales en la red, alternativa 3.1

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Alternativa 3.2

La alternativa 3.2, contempla 8 horas de bombeo al día, los resultados de la

modelación se observan a continuación.

Ilustración 42- Trazado alternativa 3.2

Ilustración 43- Patrón de consumo, alternativa 3.2

´

En la siguiente ilustración, se observa la curva característica de la bomba, la cual

se realizó de forma similar a la de la alternativa 3.2.

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Ilustración 44- Curva característica de la bomba, alternativa 3.2

Ilustración 45- Caudales en la red, alternativa 3.2

En la ilustración anterior, se observan los caudales en la red para la hora de mayor

consumo, observando que el caudal modelado entre el tanque de distribución y el

punto de conexión a la red de suministro es superior al establecido en el capítulo de

dotación y demanda.

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Alternativa 3.3

La alternativa 3.3, contempla bombeo durante 12 horas del día. Su trazado y

características modeladas se observan a continuación.

Ilustración 46- Trazado alternativa 3.3

Ilustración 47- Patrón de consumo, alternativa 3.3

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En la siguiente ilustración, se observa la curva característica de la bomba, la cual

se realizó de forma similar a la de la alternativa 3.3.

Ilustración 48- Curva característica de la bomba, alternativa 3.3

Ilustración 49- Caudales en la red, Alternativa 3.3

Como se observa en la ilustración anterior, extractada de la modelación realizada

para la alternativa 3.3, el caudal impulsado por la bomba concuerda con el

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establecido en el capítulo de planteamiento de alternativas, adicionalmente el

caudal efluente del tanque de distribución, en la hora de mayor consumo es superior

al establecido en el capítulo de Dotación y demanda, teniendo en cuenta que la red

de distribución se diseña con el QMH.

5.11.4. Alternativa 3A Como se observa en la ilustración 62, el trazado correspondiente a la alternativa 3A,

se proyecta como se muestra en el capítulo de planteamiento de alternativas,

numeral 2.6.5, conservando sus características descritas con anterioridad.

Ilustración 50- Trazado red, alternativa 3A

Ilustración 51- Patrón de consumo, Alternativa 3A

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En la siguiente ilustración se muestra la curva característica de la bomba que se

utilizó en la modelación de la alternativa 3A.

Ilustración 52- Curva característica de la bomba, alternativa 3A.

Se seleccionó 30 m de altura en la curva con el fin de contemplar las pérdidas del

sistema y las demás características se tomaron de los datos hallados en el capítulo

2.6.5 ALTERNATIVA 3A.

Ilustración 53- Caudales, Alternativa 3A

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Como se observa en la ilustración anterior, extractada de la modelación realizada

para la alternativa 3.A, el caudal impulsado por la bomba concuerda con el

establecido en el capítulo de planteamiento de alternativas, adicionalmente el

caudal efluente del tanque de distribución, en la hora de mayor consumo es superior

al establecido en el capítulo de Dotación y demanda, teniendo en cuenta que la red

de distribución se diseña con el QMH.

Ilustración 54- Presiones en la red, Alternativa 3A

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5.12. ANÁLISIS DE ALTERNATIVAS.

Según lo establecido en la resolución 0330 de 2017 “La comparación de

alternativas deberá considerar los aspectos económicos, técnicos, sociales,

ambientales, financieros, de riesgo y permisos” para lo cual se han planteado

tres alternativas, descritas en el capítulo anterior.

5.12.1. Análisis económico. En los costos del proyecto se analizan en dos factores principales, siendo el primero

el factor de costos de construcción y los costos de operación:

5.12.2. Costos de construcción Respecto a los costos de construcción, se analizan los costos macro del proyecto

teniendo prioridad en la determinación de los aspectos que generan diferencia entre

las diferentes alternativas planteadas, encontrándose que la alternativa 3.1,

contienen el menor tiempo de bombeo pero requiere mayores volúmenes de

almacenamiento tanto en la estación de bombeo como en el tanque de distribución,

además que por efectos de las evaluaciones técnicas, valoradas anteriormente la

línea de impulsión requiere de un diámetro mayor para lograr llevar el caudal

necesario al tanque de distribución. Las alternativas planteadas con conducción por

gravedad, no presentan costos de operación.

Dentro de este análisis se presenta continuación un cuadro resumen de la

valoración de los costos de construcción, del cual se presenta su desglose en el

anexo No. 7

Tabla 36 resumen de costos de construcción tanque para la vereda santa bárbara

Fuente PROSOLUCIONES SAS

ALTERNATIVA SUB TOTAL

ADMON +

IMPREVISTOS

(18%)

UTILIDAD

(5%)

IVA SOBRE

UTILIDAD

(19%)

GRAN TOTAL DE

OBRA

INTERVENTORÍA

(8%)

SUPERVICIÓN

(2%)

GRAN TOTAL

ALTERNATIVAS

3,1 $ 185.224.575,29 $ 33.340.423,55 $ 9.261.228,76 $ 1.759.633,47 $ 229.585.861,07 $ 18.366.868,89 $ 4.591.717,22 $ 252.544.447,17

3,2 $ 150.690.170,17 $ 27.124.230,63 $ 7.534.508,51 $ 1.431.556,62 $ 186.780.465,92 $ 14.942.437,27 $ 3.735.609,32 $ 205.458.512,523A $ 142.647.903,38 $ 25.676.622,61 $ 7.132.395,17 $ 1.355.155,08 $ 176.812.076,24 $ 14.144.966,10 $ 3.536.241,52 $ 194.493.283,86

3,3 $ 132.534.179,17 $ 23.856.152,25 $ 6.626.708,96 $ 1.259.074,70 $ 164.276.115,08 $ 13.142.089,21 $ 3.285.522,30 $ 180.703.726,58

1 $ 132.590.851,94 $ 23.866.353,35 $ 6.629.542,60 $ 1.259.613,09 $ 164.346.360,98 $ 13.147.708,88 $ 3.286.927,22 $ 180.780.997,08

2 $ 101.389.013,40 $ 18.250.022,41 $ 5.069.450,67 $ 963.195,63 $ 125.671.682,11 $ 10.053.734,57 $ 2.513.433,64 $ 138.238.850,32

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Tabla 37-Costos diferenciales de operación de las alternativas con sistema de bombeo en horizonte de diseño

Alternativa Potencia bomba

Funcionamiento (horas)

Costo* Kwh ($)

Costo diario ($)

Consumo mensual ($)

Hp Kw

Alternativa 3.1 10 7,457 4 $1,023.84 $30,539.10 $916,172.99

Alternativa 3.2 5 3,74938 8 $1,023.84 $30,710.12 $921,303.65

Alternativa 3.3 3,3 2,46081 12 $1,023.84 $30,233.71 $907,011.26

Alternativa 3A 2,2 1,64054 8 $1,023.84 $13,437.20 $403,116.11 Fuente PROSOLUCIONES SAS

En segunda instancia, la alternativa No.3.2., considera valores intermedios en

cuanto al almacenamiento en la estación de bombeo y el almacenamiento en el

tanque de distribución, requiriendo un menor diámetro en la impulsión lo que genera

un ahorro significativo en los resultados obtenidos para dicha alternativa.

Mientras que la alternativa No. 3.3 no requiere almacenamiento adicional en la

EBAP al existir un almacenamiento previo suficiente, manteniendo la línea de

impulsión en 3 in, y teniendo una disminución considerablemente del

almacenamiento necesario en el tanque de distribución. La alternativa 3A no

contempla almacenamientos para la estación de bombeo.

Las alternativas por bombeo mantienen un corredor de la línea de distribución que

va desde el tanque proyectado hasta la carrera más baja del área requerida por el

proyecto, permitiendo que las redes existentes se conecten a esta línea y se

desarrolle el urbanismo necesario, exceptuando la alternativa 3A, la cual sigue un

lineamiento similar a la alternativa 2.

Las alternativas contempladas por gravedad, generar un nuevo trazado desde el

tanque existente ubicado en la PTAP del municipio, además, contemplan la línea de

distribución.

5.12.3. Análisis técnico.

Los aspectos mencionados por la resolución 0330 de 2017 (capacidad técnica de la

entidad responsable, disponibilidad de recursos, materiales y mano de obra) son

comunes en las alternativas planteadas y esto no representa afectación en la

selección final, el análisis técnico mencionado se realiza teniendo en cuenta la

operación de cada alternativa y su facilidad constructiva.

Se realiza la revisión de las condiciones actuales del proyecto, encontrando que los

aspectos técnicos inherentes a éste tienen relación con la operación actual del

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mismo, toda vez que el caudal necesario para su funcionamiento es el básico que

satisface a la población, así, el prestador del servicio público garantiza un

abastecimiento constante al tanque de almacenamiento, ya sea su conducción por

gravedad o por un sistema de bombeo como se realiza en la actualidad.

Considerando lo anterior y teniendo en cuenta los aspectos descritos de cada

alternativa se contempla la disponibilidad de los recursos, repuestos y demás

elementos para el funcionamiento del sistema como aspectos a evaluar, otros como

la mano de obra son comunes en las 3 alternativas y no presentaría una afectación

durante la operación del sistema a lo largo del horizonte de diseño, en

consecuencia, este análisis se realiza teniendo en cuenta la vida útil de la bomba

necesaria para cada alternativa teniendo en cuenta su costo inicial (evaluado en el

análisis económico) y estableciendo un porcentaje de este costo en elementos

necesarios para su mantenimiento y el de los tanques de almacenamiento.

La mano de obra si bien constituye un aspecto representativo del impacto social, no

se considera como un aspecto diferenciador de las alterativas, toda vez que este

representa la operación del sistema de bombeo, el cual podrá realizarse por un

operario (fontanero) designado por la oficina asesora de servicios públicos, y su

función será de apagar o prender el sistema, y tener claro el funcionamiento en caso

de emergencia o contingencia. Este aspecto no se evaluó dentro de la instalación

de la bomba contemplando que su precio inicial propuesto contempla dicha

actividad.

5.12.4. Análisis ambiental.

Este capítulo describe los componentes básicos como individuos arbóreos,

generación de ruido, generación de material particulado, que pueden afectar o verse

afectados de acuerdo al trazado común de las tres alternativas que se describieron

anteriormente.

Aspectos como climatología, hidrología, calidad del agua y características del suelo,

además de ser comunes en todas las alternativas, no presentarían afectación

diferencial durante el desarrollo y operación del proyecto.

5.12.5. Generación de ruido.

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La afectación generada por el proyecto durante la construcción de los tanques

tendrá una afectación similar a la actual, debido a los proyectos de construcción que

se vienen adelantando en el municipio y los cuales son generadores de ruido.

Durante la operación del sistema habrá afectación por el ruido generado por la

estación de bombeo y esta se evalúa dependiendo de las horas de bombeo de cada

alternativa.

• Alternativa 3.1: 4 horas de bombeo continuo.

• Alternativa 3.2: 8 horas de bombeo continuo.

• Alternativa 3.3: 12 horas de bombeo continuo.

• Alternativa 3A: 8 horas de bombeo continuo

Aunque la afectación por exposición continua al ruido puede ocasionar problemas

en el desarrollo normal de las actividades diarias de una comunidad y generar

alteraciones de la tranquilidad y bienestar de las personas, no se asocia

directamente con la perdida de la audición. (Ambiente, s.f.), por esta razón, el

horario de bombeo se realiza en horas de la mañana y tarde, reduciendo la

afectación al sueño de los habitantes de la zona.

5.12.6. Emisión de material particulado.

La emisión atmosférica de material particulado es generada por la intervención de

la vía del municipio, durante la construcción del sistema de impulsión para las tres

alternativas por igual, al considerar que las mismas tienen igual corredor

económicamente más viable, además de la emisión de este material generada por

la construcción del tanque y la estación de bombeo. También, en este ítem

considera los residuos de construcción o demolición (RCD) que se van a generar

durante el desarrollo de las obras y que se evidencia como costos en los

presupuestos de esta etapa del proyecto.

En general, esta afectación tiene algún pequeño impacto excesivamente durante la

construcción del sistema, durante la operación en el horizonte de diseño se

considera nula la emisión de material particulado.

5.12.7. Afectación Cobertura Vegetal El análisis preliminar de afectación ambiental se realiza teniendo en cuenta la

afectación a la cobertura vegetal durante la etapa de construcción del proyecto

debido a que los ítems propuestos por la resolución 0330 de 2017 en su artículo 14

(Protección de las fuentes hídricas, Optimización de recursos y minimización de

contaminantes) no se tienen en cuenta dentro del alcance del presente proyecto.

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VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE

SUTATAUSA

Tabla 38- Afectación Cobertura Vegetal por Alternativa Longitud

Total (m)

Longitud

afectación

cobertura vegetal

(m)

%

afectación

vegetal

Alternativa 1 1192 1192 100%

Alternativa 2 745 357.6 48%

Alternativa 3 335 67 20%

Alternativa 3A 730.11 350 47.9% Fuente PROSOLUCIONES SAS

En la tabla anterior se observa la longitud de afectación a la cobertura vegetal, la

cual es igual a la afectación predial toda vez que, como se observa en las

ilustraciones de planteamiento de cada alternativa, la afectación de la cobertura

vegetal se realiza en las mismas zonas de afectación a servidumbres.

5.12.8. ANÁLISIS DE RIESGO.

Para el análisis de riesgo de las alternativas, se tuvo en cuenta el “MAPA

CATEGORIAS DE PROTECCIÓN Y DESARROLLO RESTRINGIDO” (anexo 4),

elaborado por CIDITER en diciembre de 2018 para la “Revisión y ajuste general

- Esquema de ordenamiento territorial municipio de Sutatausa - Departamento

Cundinamarca”, donde se establecen las áreas en condición de amenaza y riesgo.

A continuación, se presenta una ilustración de la zona de estudio, extraída el mapa

referenciado en el párrafo anterior, donde se identifican las amenazas o riesgos a

los que puede estar sometido el proyecto y las convenciones utilizadas.

Tabla 39 - simbología presentada para las áreas en condición de riego y amenaza

Fuente: MAPA CATEGORIAS DE PROTECCIÓN Y DESARROLLO RESTRINGIDO

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SUTATAUSA

Ilustración 55 - Mapa de riesgo casco urbano de Sutatausa y vereda Santa Bárbara.

Fuente: MAPA CATEGORIAS DE PROTECCIÓN Y DESARROLLO RESTRINGIDO

En consecuencia, tanto el área de influencia del proyecto, como la zona donde se

plantea la construcción de los tanques de almacenamiento de cada alternativa y la

estación de bombeo de agua potable (EBAP) para la alternativa 3, no se evidencian

impactos por remoción en masa, inundación, avenidas torrenciales, máxime que

con relación a este último las redes se encuentran en situación de excavación sobre

la superficie del terreno lo que permite afirmar con respecto al análisis de las

alternativas no solo que el riesgo es muy bajo sino que no representa una diferencial

en la escogencia de las alternativas planteadas.

Adicionalmente, el documento DTS diagnóstico, que realiza la revisión general del

esquema de ordenamiento territorial – EOT municipio de Sutatausa-Cundinamarca,

relaciona la categorización de la amenaza por incendios forestales en el municipio

de Sutatausa, la cual se describe a continuación.

CASCO

URBANO

SUTATAUSA

ÁREA DE

INFLUENCIA

PTA

P

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SUTATAUSA

Ilustración 56- Índice de Riesgo por Incendio Forestal, Municipio de Sutatausa

La ilustración anterior muestra el mapa de categorización por amenazada de

incendio forestal y realiza una localización espacial del área de influencia del

proyecto, encontrado que esta se encuentra en una zona de riego medio, por tal

razón, las alternativas planteadas contemplan un aumento del 20% del volumen de

almacenamiento, previendo tales eventos y siguiendo lo consignado en la

resolución 0330 de 2017. Sin embargo, las alternativas planteadas se encuentran

inmersas dentro del mismo riesgo, por tal razón, no se considera un aspecto

diferencial en la evaluación de alternativas.

Área de influencia del

proyecto

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SUTATAUSA

5.12.9. ANÁLISIS SOCIAL En general los proyectos de abastecimiento de agua, donde el sistema o uno de sus

componentes se vean afectados para mejorar las condiciones del mismo, traen

consigo beneficios a la comunidad asociados al mejoramiento de la calidad de vida,

sin embargo, durante la construcción del proyecto se realizan interferencias del

trazado con la circulación peatonal y vehicular dificultando el acceso a las viviendas

cercanas al proyecto. Teniendo en cuenta que el área de influencia tiene una vía de

acceso única para acceder a la parte alta y que el trazado de las alternativas

planteadas con sistema de bombeo es común en todas, se deberá considerar un

manejo de esta situación que disminuya dichas afectaciones sin depender de la

alternativa seleccionada.

Con el fin de generar una visión general de la afectación predial de cada una de las

alternativas, se realiza una consulta en el IGAC de la parcelación en la zona, dando

como resultado la totalidad de dos predios afectados con su respectivo código

catastral nacional. En la siguiente ilustración, se observan dichos predios.

5.12.10. IDENTIFICACIÓN PREDIAL

Alternativa 1

Como se describió anteriormente, esta alternativa se contempla siguiendo la cota

de salida del tanque, por tal razón, su trazado no se ubicó sobre corredores viales

del municipio y su afectación predial es la mayor, a continuación, se describe la

información extraída de la base de datos del IGAC en su sistema de información

geográfico. En total se identifican 18 predios afectados por esta alternativa.

Tabla 40 – Códigos prediales alternativa 1

PREDIO CODIGO NACIONAL CODIGO DE VEREDA CODIGO ANTERIOR

1 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020100000

2 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020100000

3 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020200000

4 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020200000

5 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020200000

6 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020200000

7 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020200000

8 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020200000

9 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020000000

10 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020100000

11 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020000000

12 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020000000

13 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020000000

14 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020100000

15 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020200000

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SUTATAUSA

PREDIO CODIGO NACIONAL CODIGO DE VEREDA CODIGO ANTERIOR

16 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020100000

17 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020200000

18 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020100000 Fuente IGAC

Ilustración 57- figura predial, Alternativa 1

PTAP

Sutatau

sa

Localizac

ión

tanque

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Alternativa 2

Esta alternativa se proyecta en 4 tramos, como se describió anteriormente, donde

dos de ellos tienen afectación predial sobre 4 predios que, según su parcelación, se

reuniría efectivamente en 2 grandes afectaciones como se observa en la figura

anterior. Tabla 41- Código predial, Alternativa 2

PREDIO CODIGO CATASTRAL NACIONAL CODIGO DE LA VEREDA CODIGO CATASTRAL ANTERIOR

7 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020100000

10 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020100000

19 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020100000

22 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020100000

Ilustración 58-figura predial, Alternativa 3

PTAP

Sutatausa

Localizaci

ón tanque

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Conexión a Red de Distribución (Alt. 1 y 2)

Esta conexión se realiza desde el punto previsto en las alternativas 1 y 2 para la

ubicación del tanque de distribución, hasta un punto de conexión a la red existente,

donde se garantizaría el suministro a todo el sector.

Alternativa 3

Las tres alternativas se proyectan con trazados comunes desde la estación de

bombeo hasta el tanque de almacenamiento que proveerá la red de suministro, por

tal razón los predios afectados corresponden a los referenciados para las

alternativas planteadas.

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Ilustración 59- Afectación trazado común alternativa 3

Fuente PROSOLUCIONES SAS

5.12.11. ANÁLISIS DE INTERFERENCIAS.

Teniendo en cuenta la información suministrada por la supervisión del contrato y

realizada por el consorcio SES-ARQ en el proyecto “AJUSTE, ACTUALIZACIÓN,

TERMINACIÓN O FORMULACIÓN DE PLANES MAESTROS DE LOS SISTEMAS

DE ACUEDUCTO Y ALCANTARILLADO EN ZONAS URBANAS Y CENTROS

NUCLEADOS DEL DEPARTAMENTO DE CUNDINAMARCA”, se realiza el análisis

de interferencias con redes de acueducto y alcantarillado existentes encontrado que

las alternativas propuestas no generarían interferencia, como se muestra a

continuación.

Este análisis de interferencias se realiza con el fin de evitar en lo posible cruces con

otras redes y en el caso de generarse, garantizar alternativas viables.

2

1

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1.1.1. Interferencia con red de alcantarillado. Ilustración 60- Interferencias alcantarillado

Fuente PROSOLUCIONES SAS

Como se puede observar en la imagen anterior, no existen cruces con las redes de

alcantarillado existentes en el municipio, aspecto que facilita la puesta en marcha

de la conducción toda vez que la instalación de la tubería de conducción debe

realizarse por el método de zanja.

1.1.2. Interferencia con red de acueducto Ilustración 61- Interferencias Acueducto

Fuente PROSOLUCIONES SAS

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En la ilustración anterior se observa que no existen cruces con la red existente de

acueducto del municipio, aspecto que facilita la puesta en marcha del sistema, tal y

como se mencionó en el ítem anterior.

5.13. MATRIZ DE SELECCIÓN DE LA ALTERNATIVA MÁS

VIABLE.

Con el fin de determinar la alternativa viable para la ejecución del proyecto, se

realiza una matriz de valoración multicriterio, en la cual se le asigna un puntaje a

cada aspecto evaluado, agrupándose en 4 grupos: Económico, técnico, ambiental

y social, los cuales inciden directamente sobre la ejecución del proyecto.

A continuación, se presenta el peso porcentual que se asigna a cada uno de ellos:00

Tabla 42- Asignación de pesos porcentuales para ponderación de los criterio de selección de alternativas

Criterios y parámetros Peso Porcentual

Económico Costos de construcción 20% 40%

Costos de operación 20%

Técnico Costo de adquisición equipos y

mantenimiento 20% 20%

Ambiental Generación de ruido 5%

15% Afectación cobertura Vegetal 10%

Social

Impacto durante la construcción 5% 15%

Impacto durante la operación 10%

Riesgo Condición de amenaza 10% 10% Fuente PROSOLUCIONES SAS

A cada aspecto se le asigna un peso porcentual y una calificación de 0 a 100

dependiendo de su ventaja o desventaja sobre las demás alternativas, el mayor

peso será la alternativa más viable para cada aspecto.

5.13.1. Económico.

Este criterio considera el trazado de cada alternativa, su longitud y valor de

construcción del tanque de almacenamiento junto con las estructuras

complementarías que pudieran llevar cada una. Este criterio tiene como peso

porcentual final 50%, subdividiéndose en 4 criterios así:

• Costos de construcción 20% -Considera el valor preliminar de la

construcción de cada alternativa, descrita en la Tabla 36 y en el Anexo No.

7.

• Costos de Operación 30% -Se basa en los costos mensuales asociados a

la operación del tanque, como lo requieren las alternativas planteadas por

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bombeo. En este punto no se contempla el análisis de mantenimiento de la

estructura del tanque toda vez que no representa un valor diferencial. El

análisis de adquisición de equipos se evalúa más adelante.

Cabe aclarar que los precios presentados en el análisis económico, corresponden

a precios preliminares de las actividades mencionadas.

5.13.2. Técnico.

Este criterio contempla la complejidad constructiva y la operación y manteniendo de

cada alternativa, teniendo en cuenta la vida útil de los equipos necesarios. Este

criterio tiene como peso porcentual final 20%, subdividiéndose en 2 criterios así:

Costo de adquisición equipos y mantenimiento 20% -Contempla la adquisición de

los equipos necesarios para cada alternativa dependiendo de su vida útil,

adicionalmente, contempla el mantenimiento de dichos equipos.

5.13.3. Ambiental.

Este criterio analiza si el trazado afecta la cobertura vegetal del municipio, se le

asigna un peso porcentual de 10%, adicionalmente, se evalúa la afectación por

generación de ruido en las diferentes alternativas durante su operación en el periodo

de diseño, asignado un peso porcentual de 5% para este punto, obteniendo un total

de 15% para el componente ambiental.

5.13.4. Social. Considera la afectación en la normalidad durante la implementación de cada

alternativa, se le asigna un peso porcentual de 15%.

5.13.5. Riesgo Contempla la ubicación espacial de cada alternativa y realiza una comparación con

los mapas de riesgo establecidos por el municipio, se le asigna un peso porcentual

de 10%.

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5.14. SELECCIÓN DE ALTERNATIVA

La evaluación por alternativa se realiza de 0 a 100, siendo 100 el puntaje que refleja

mejores condiciones de cada aspecto y 0 las más deficientes afectadas

Tabla 43 Ponderación y selección de alternativas

ASPECTO PESO

ALT 1 ALT 2 ALTERNTIVA 3

ALT 3A CONCEPT

O ALT 3.1

ALT 3.2

ALT 3.3

ECO

NO

MIC

O

Costo de construcción

20% 83 100 43 56 64 60 Alternativ

a 2

Costo de Operación

20% 100 100 30 40 50 80 Alternativ

a 1 y 2

TÉC

NIC

O Costo de

adquisición de equipos y mantenimie

nto

20% 100 100 50 40 30 80 Alternativ

a 1 y 2

AM

BIE

NTA

L

Afectación Vegetal

10% 0 52 80 80 80 80 Alt 3.1,

3.2 y 3.3

Generación de ruido

5% 100 100 35 25 10 50 Alternativ

a 1 y 2

SOC

IAL Impacto

durante la construcción y operación

15% 0 50 80 80 90 50 Alt 3.1,

3.2 y 3.3

RIE

SGO

Condición de amenaza

10% 80 80 80 80 80 80 Todas las alternativ

as

CONCEPTO 100%

69.6 85.7 54.3 56.5 58.8 70 Alternativ

a 2

Fuente PROSOLUCIONES SAS

En conclusión, la alternativa que se considera más viable es el número 2, teniendo

en cuenta los aspectos descritos anteriormente los cuales constituyen factores

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determinantes en la selección, y que se presenta a consideración y consenso por

las partes interesadas. Sin embargo, es indispensable precisar el estudio de

topografía, el cual indica que las alternativas contempladas por gravedad no

cumplirían con las presiones de servicio mínimas exigidas por la resolución 0330 de

2017.

5.15. Evaluación de puntajes asignados.

5.15.1. Costo de construcción. El valor asignado a cada alternativa corresponde a la relación de costos enunciada

en la Tabla 36, donde el mayor valor asignado (ALTERNATIVA 2), corresponde a la

mejor calificación y el puntaje asignado a las alternativas restantes corresponde a

la relación porcentual del valor de la alternativa 2 con respecto a estas.

5.15.2. Costo de Operación. El puntaje corresponde al costo de operación para cada alternativa, considerando

las horas de bombeo para cada una la relación realizada para cada alternativa,

respecto al costo diario y mensual de cada una. El puntaje otorgado a la alternativa

1 y la alternativa 2 corresponde al máximo posible, teniendo en cuenta que dichas

alternativas no contemplan bombeo en su concepción.

5.15.3. Costo de adquisición de equipos y mantenimiento. Este criterio contempla el valor de la adquisición de los equipos necesarios para el

correcto funcionamiento de cada alternativa, teniendo en cuenta la potencia

asignada en cada una. Dicha relación se establece teniendo en cuenta los precios

preliminares de las bombas para cada alternativa, descritos en el anexo 7. Las

alternativas 1 y 2 contemplan un puntaje máximo, teniendo en cuenta que no

contemplan bombeo en su concepción y que el mantenimiento general de la

estructura del tanque no es diferencial en la selección de alternativas, toda vez que

todas lo deben contemplar.

5.15.4. Afectación vegetal. Su asignación corresponde a los valores porcentuales establecidos en la tabla 38,

donde se evidencia la longitud total de cada una y el porcentaje que afecta.

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5.15.5. Generación de ruido. El puntaje asignado a cada alternativa se relaciona con los valores de duración de

bombeo, establecidos en el numeral 4.3.1, a las alternativas 1 y 2, al con contemplar

bombeo en su concepción, se les asigna puntaje máximo.

5.15.6. Impacto durante la construcción y Operación. Su calificación se realiza teniendo en cuenta la afectación durante la construcción

del tanque de almacenamiento y su operación. Durante la primera etapa, se

relaciona la afectación predial de cada alternativa y la generación de impactos

sociales asociados a la alternación de la normalidad en el diario de los pobladores,

como lo son la afectación vial de cada una.

5.15.7. Condición de amenaza.

Su valor está asociado a lo establecido en la ilustración 68 e ilustración 69, donde

se establecen los niveles de riego en el municipio. No se asigna puntaje diferencial,

teniendo en cuenta que la ubicación de todas se proyecta en zonas con asignación

de riesgo similar.

En conclusión, la alternativa que se considera más viable es el número 2, teniendo

en cuenta los aspectos descritos anteriormente los cuales constituyen factores

determinantes en la selección, y que se presenta a consideración y consenso por

las partes interesadas.

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6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

• En el desarrollo de la pasantía fue posible estudiar las condiciones

preliminares para el diseño del tanque de almacenamiento, se abarcaron las

condiciones hidráulicas que permiten el uso efectivo de los caudales de

dotación, al mismo tiempo se encontraron consideraciones de profundidad

para evaluar los limitantes de la topografía de la zona. El resultado final es

una compilación de las variables hidráulicas, simulaciones y condiciones de

operación para cada una de las alternativas de diseño.

• La alternativa de diseño que tuvo una mejor adaptación a las condiciones del

proyecto fue el sistema de bombeo, debido a que la topografía de la zona no

es la idónea para trabajar con un sistema a gravedad. Una de las principales

recomendación del sistema de bombeo es su alto costo de mantenimiento y

operación, debido a que se requiere de un personal de monitoreo.

• Las condiciones hidráulicas de los modelos de simulación, contemplaron la

red de conducción, el tanque de almacenamiento y la red de distribución, a

su vez el tanque de almacenamiento evalúa los volúmenes teóricos. Para el

caso de la red de distribución se utilizó un sistema de bombeo, en el cual se

estudiaron los diferentes horarios de bombeo y la variabilidad de la presión

en los nudos de demanda, encontrando que la mejor modelación abarca

escenarios dinámicas que permiten valorar el uso del equipo de bombeo en

horarios de baja demanda.

• Los cálculos de los caudales en cada nudo de suministro, consideró la

proyección de la población para un periodo de 25 años, dotación del caudal

nominal en casos de suministro neto, demanda por habitante que garantice

el cubrimiento de las necesidades básicas. En el caso del tanque de

almacenamiento se estudió la cubicación por cada uno de las alternativas,

encontrando que el diseño más robusto es realizado en la alternativa de

gravedad, ya que se debe garantizar una regulación constante del caudal de

demanda.

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7. ANEXO FOTOGRÁFICO

PROYECTO TANQUE DE SUTATAUSA

Acompañamiento comisión topográfica, municipio de Sutatausa.

Acompañamiento comisión topográfica, municipio de Sutatausa.

Planta de tratamiento de agua potable del municipio de Sutatausa.

Planta de tratamiento de agua potable del municipio de Sutatausa.

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Tanques de almacenamiento existentes, vereda Santa Barbara.

Planta de tratamiento de agua potable del municipio de Sutatausa.

OTROS PROYECTOS

Acompañamiento al especialista en redes húmedas en la construcción de la Av. La Sirena, en Bogotá.

Diseño de red pluvial y generación de planos de obra para la construcción de la Av. La Sirena, en Bogotá.

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8. REFERENCIAS

Corcho Romero, F., & Duque Sierra, J. (2005). Acueductos, Teoría y Diseño.

Universidad de Medellín.

Lopéz Cualla, R. (2010). Elementos de Diseño para Acueductos y Alcantarillados.

Escuela Colombiana de Ingeniería.

de Plaza Solórzano, J. S. (2017). Ejercicios prácticos en EPANET.

Resolución 0330 de 2017

Ambiente, S. D. (s.f.). ambiente bogota. Obtenido de

http://ambientebogota.gov.co/ruido

Departamento Nacional de Planeación. (s.f.). sisben.gov.co. Obtenido de

https://www.sisben.gov.co/Territorios/Paginas/Reportes%20Base%20Certificada/a

nos2019.aspx

H2O Consulting. (2018). Estudios y Diseños para la Construcción del Tanque de

Almacenamiento de Agua Potable para el Casco Urbano del Municipio de

Sutatausa.

Secretaria de Infraestructura, P. y. (2015). Municipio de Sutatausa. Sutatausa.

Sutatausa, M. d. (s.f.). REVISIÓN GENERAL DEL ESQUEMA DE

ORDENAMIENTO TERRITORIAL – EOT MUNICIPIO DE SUTATAUSA,

CUNDINAMARCA.

CONSORCIO SES - ARQ, (2012) Plan maestro de Acueducto y Alcantarillado de

diferentes municipios del departamento de Cundinamarca.