DA_PROCESO_11-1-68458_217000001_2771603

1

EMPRESA DE OBRAS SANITARIAS DE CALDAS

EMPOCALDAS S.A. E.S.P

MEMORIAS DE CÁLCULOMEMORIAS DE CÁLCULOMEMORIAS DE CÁLCULOMEMORIAS DE CÁLCULO

MEJORAMIENTO LINEA DE ADUCCION MEJORAMIENTO LINEA DE ADUCCION MEJORAMIENTO LINEA DE ADUCCION MEJORAMIENTO LINEA DE ADUCCION

PROVENIENTE DE SPROVENIENTE DE SPROVENIENTE DE SPROVENIENTE DE SAN JUAN MUNICIPIO AN JUAN MUNICIPIO AN JUAN MUNICIPIO AN JUAN MUNICIPIO DE MARQUETALIADE MARQUETALIADE MARQUETALIADE MARQUETALIA

Memorias de CálMemorias de CálMemorias de CálMemorias de Cálculo. Mejoramiento línea de aducción proveniente de San Juanculo. Mejoramiento línea de aducción proveniente de San Juanculo. Mejoramiento línea de aducción proveniente de San Juanculo. Mejoramiento línea de aducción proveniente de San Juan. Municipio de . Municipio de . Municipio de . Municipio de

MarquetaliaMarquetaliaMarquetaliaMarquetalia

2

TABLA DE CONTENIDOTABLA DE CONTENIDOTABLA DE CONTENIDOTABLA DE CONTENIDO

TABLA DE CONTENIDO .......................................................................................................... 2

LISTA DE TABLAS .................................................................................................................... 4

LISTA DE ILUSTRACIONES .................................................................................................... 5

INTRODUCCIÓN ....................................................................................................................... 6

MEJORAMIENTO ADUCION PROVENIENTE DEL ROSARIO MUNICIPIO DE MARQUETALIA ........................................................................................................................ 7

CONTEXTO MUNICIPAL ......................................................................................................... 7

1.1 LOCALIZACION GEOGRAFICA ................................................................................................. 7

1.2 LÍMITES ................................................................................................................................. 9

1.3 RECURSO HIDRICO ...............................................................................................................10

1.4 APROVECHAMIENTO HIDRICO ..............................................................................................11

1.5 POBLACIÓN ..........................................................................................................................11

1.6 GEOLOGÍA ............................................................................................................................12

1.7 PROPIEDADES, USOS DEL SUELO Y COBERTURA ....................................................................12

1.8 PRESTACIÓN DE SERVICIOS PÚBLICOS ..................................................................................13

DIAGNÓSTICO DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE MARQUETALIA .....................................................................................................................................................17

2.1 FUENTES DE ABASTECIMIENTO .............................................................................................18

2.2 CAPTACIÓN ..........................................................................................................................19

2.3 ADUCCIÓN BOCATOMAS-DESARENADORES ..........................................................................20

2.4 DESARENADORES .................................................................................................................21

2.5 CONDUCCIONES. ..................................................................................................................22

2.6 PLANTA DE TRATAMIENTO ...................................................................................................23

2.6.1 CALIDAD DEL AGUA TRATADA ..........................................................................................23

2.7 SISTEMA DE ALMACENAMIENTO ...........................................................................................24

2.8 REDES DE DISTRIBUCION ......................................................................................................25

2.9 MACROMEDICIÓN .................................................................................................................25

2.10 CONEXIONES DOMICILIARIAS Y MICROMEDICIÓN ...............................................................26

DESCRIPCION DE LA LÍNEA DE ADUCCION PROVENIENTE DEL RÍO SAN JUAN

DEL MUNICIPIO DE MARQUETALIA ..................................................................................27

ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO ACTUAL DE LA LÍNEA DE ADUCCIÓN. ...........28



3

ESTIMACIÓN DE LA POBLACIÓN FUTURA .......................................................................37

3.1 JUSTIFICACIÓN .....................................................................................................................37

3.2 INTRODUCCIÓN ...............................................................................................................37

3.3 CRECIMIENTO POBLACIONAL EN COLOMBIA............................................................39

3.4 MÉTODOS MATEMÁTICOS PARA LA ESTIMACIÓN DE LA POBLACIÓN FUTURA .......................41

3.5 ESTIMACION DE LA POBLACION FUTURA DEL MUNICIPIO DE MARQUETALIA. ....................46

PARÁMETROS DE DISEÑO PARA LA LINEA DE ADUCCION. .........................................49

4.1 NIVEL DE COMPLEJIDAD. ......................................................................................................49

4.2 PERÍODO DE DISEÑO .............................................................................................................50

4.3 DOTACIÓN NETA ..................................................................................................................51

4.4 PÉRDIDAS TECNICAS .............................................................................................................52

4.5 DOTACIÓN BRUTA ................................................................................................................52

4.6 CAUDAL MEDIO DIARIO .......................................................................................................53

4.7 DEMANDA MEDIA DE OTROS USOS .................................. ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO. 4.8 ESTIMACIÓN DE LA DEMANDA MEDIA DE AGUA. ............. ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO. 4.9 COEFICIENTE DE CONSUMO MÁXIMO DIARIO (K1) .................................................................53

4.10 CAUDAL MAXIMO DIARIO. ..................................................................................................54

4.11 CAUDAL PARA NECESIDADES EN LA PLANTA DE TRATMIENTO. ............................................54

4.12 PERDIDAS EN LA ADUCCION. ...............................................................................................55

4.13 CAUDAL DE DISEÑO. ...........................................................................................................55

DESCRIPCION DEL PROBLEMA O NECESIDAD. .............................................................26

SIMULACIÓN HIDRÁULICA DE LA LINEA DE ADUCCION A FUTURO.........................56

5.1 CREACIÓN DEL MODELO HIDRÁULICO ...................................................................................56

5.2 SIMULACIÓN POR ESCENARIOS..............................................................................................57

5.3 CLASE Y TIPO DE TUBERÍA A UTILIZAR ..................................................................................62

5.4 VELOCIDADES MÍNIMA Y MÁXIMA ........................................................................................65

5.5 INFRAESTRUCTURA PROYECTADA PARA LA OPTIMIZACION DE LA CONDUCCION SAN JUAN ...66

ANEXO NO. 1. CÁLCULO DEL CAUDAL DE DISEÑO PARA LA LINEA DE ADUCCION ..................................................................................................................................................... 68



4

LISTA DE TABLASLISTA DE TABLASLISTA DE TABLASLISTA DE TABLAS

TABLA 1. USO ACTUAL MICRO CUENCA SAN JUAN DEL MUNICIPIO DE MARQUETALIA ... 18

TABLA 2. USO ACTUAL MICRO CUENCA PENAGOS DEL MUNICIPIO DE MARQUETALIA ... 19

TABLA 3. BOCATOMAS DEL MUNICIPIO DE MARQUETALIA ................................... 19

TABLA 4. DESARENADORES DEL MUNICIPIO DE MARQUETALIA .............................. 21

TABLA 5. LÍNEAS DE ADUCCIÓN DEL MUNICIPIO DE MARQUETALIA ......................... 22

TABLA 6. MICROMEDICIÓN MUNICIPIO DE MARQUETALIA. .................................... 26

TABLA 7. VALORES DE RUGOSIDAD ABSOLUTA PARA DIFERENTES TIPOS DE MATERIALES. ... 29

TABLA 8. RESULTADOS SIMULACIÓN SAN JUAN CONDICIÓN ACTUAL (TUBERÍAS) ............. 34

TABLA 9. RESULTADOS SIMULACIÓN SAN JUAN CONDICIÓN ACTUAL (NODOS) ............... 36

TABLA 10. POBLACIÓN CENSO DANE MUNICIPIO DE MARQUETALIA. ....................... 47

TABLA 11. POBLACIÓN CENSO DANE MUNICIPIO DE MARQUETALIA. ....................... 48

TABLA 12. PROYECCIÓN DE POBLACIÓN MÉTODO GEOMÉTRICO MUNICIPIO DE

MARQUETALIA. ................................................................................. 49

TABLA 13. NIVELES DE COMPLEJIDAD DEL SISTEMA ................................................ 50

TABLA 14. PERIODOS DE DISEÑO PARA LÍNEAS DE ADUCCIÓN. ................................... 51

TABLA 15. CÁLCULO DE LA DOTACIÓN NETA LÍNEAS DE ADUCCIÓN ............................ 52

TABLA 16. PORCENTAJE MÁXIMO ADMISIBLE DE PÉRDIDAS TÉCNICAS. ¡E¡E¡E¡ERRORRRORRRORRROR!!!! MMMMARCADOR NO ARCADOR NO ARCADOR NO ARCADOR NO

DEFINIDODEFINIDODEFINIDODEFINIDO....

TABLA 17. VALORES DE K1 DE ACUERDO AL NIVEL DE COMPLEJIDAD DEL SISTEMA .......... 54

TABLA 18. RESULTADOS SIMULACIÓN SAN JUAN CONDICIÓN FUTURA (TUBERÍAS) ........... 59

TABLA 19. RESULTADOS SIMULACIÓN SAN JUAN CONDICIÓN FUTURA (NODOS) ............. 61

TABLA 20. VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN DE LA ONDA EN TUBERÍAS DE PVC ................ 64

TABLA 21. TUBERÍA A INSTALAR SEGÚN CLASE Y DIÁMETRO. .................................... 66



5

LISTA DE LISTA DE LISTA DE LISTA DE ILUSTRACIONESILUSTRACIONESILUSTRACIONESILUSTRACIONES

ILUSTRACIÓN 1. LOCALIZACIÓN GEOGRÁFICA MUNICIPIO DE MARQUETALIA ................ 7

ILUSTRACIÓN 2. FOTO AEREA DEL MUNICIPIO DE MARQUETALIA ................................. 8

ILUSTRACIÓN 3. USO ACTUAL DEL SUELO ........................................................... 13

ILUSTRACIÓN 4. ORGANIGRAMA-EMPOCALDAS SA ESP .......................................... 16

ILUSTRACIÓN 5. BOCATOMA SAN JUAN .............................................................. 20

ILUSTRACIÓN 6. BOCATOMA PENAGOS ............................................................... 20

ILUSTRACIÓN 7. DESARENADOR DE SAN JUAN ...................................................... 22

ILUSTRACIÓN 8. CONDUCCION SAN JUAN ........................................................... 23

ILUSTRACIÓN 9. TANQUE DE ALMACENAMIENTO DE AGUA POTABLE ........................... 25

ILUSTRACIÓN 10. MAPA DE MATERIALES ADUCCION MARQUETALIA........................ 28

ILUSTRACIÓN 11. SIMULACIÓN ADUCCIÓN SAN JUAN CONDICIÓN ACTUAL .................... 31

ILUSTRACIÓN 12. PRESIONES, ELEVACIONES Y LÍNEA DE PIEZOMETRICA EN CONDUCCIÓN SAN

JUAN .................................................................................................. 36

ILUSTRACIÓN 13. . SIMULACIÓN ADUCCIÓN SAN JUAN CONDICIÓN FUTURA. ................. 57

ILUSTRACIÓN 14. .PRESIONES, ELEVACIONES Y LÍNEA PIEZOMETRICA EN ADUCCIÓN SAN JUAN

BOCATOMA –PLANTA DE TRATAMIENTO CONDICIÓN FUTURA. .. ¡E¡E¡E¡ERRORRRORRRORRROR!!!! MMMMARCADOR NO ARCADOR NO ARCADOR NO ARCADOR NO

DEFINIDODEFINIDODEFINIDODEFINIDO....



6

INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN

La Gobernación de Caldas en su afán por mejorar la calidad de vida de la

comunidad que habita en el departamento, solicito a la Empresa de Obras

Sanitarias de Caldas EMPOCALDAS S.A. E.S.P. la realización de diseños de redes de

acueducto y alcantarillado de varios municipios del departamento de Caldas con

el fin de ser presentados y aprobados por el MAVDT y así obtener las diferentes

partidas económicas para su ejecución; dentro de este proceso los diseños son

previamente entregados al Plan Departamental de Aguas de Caldas, entidad

encargada de realizar la revisión y viabilidad de los mismos.

En el presente informe se encuentran contenidos los parámetros de diseño para el

mejoramiento de la línea de aducción proveniente de la quebrada el Rosario hacia

la planta de tratamiento de agua potable del municipio de MARQUETALIA. Los

lineamientos que rigen cada uno de los parámetros de diseño se encuentran

contenidos en el Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento

Básico, RAS 2000, y la resolución 2320 del 27 de Noviembre de 2009,

documentos emitidos por el ministerio de Desarrollo Económico y el ministerio

de ambiente, vivienda y desarrollo territorial.

Además se presentan las memorias de cálculo correspondientes al diseño

hidráulico de la línea de aducción y se incluyen las tablas de resultados

correspondientes a los cálculos de la simulación hidráulica hecha en el programa

Watercad.



7

MEJORAMIENTO ADUCION PROVENIENTE DEL ROSARIO MUNICIPIO DE MEJORAMIENTO ADUCION PROVENIENTE DEL ROSARIO MUNICIPIO DE MEJORAMIENTO ADUCION PROVENIENTE DEL ROSARIO MUNICIPIO DE MEJORAMIENTO ADUCION PROVENIENTE DEL ROSARIO MUNICIPIO DE

MARQUETALIAMARQUETALIAMARQUETALIAMARQUETALIA

CONTEXTO MUNICIPALCONTEXTO MUNICIPALCONTEXTO MUNICIPALCONTEXTO MUNICIPAL

1.11.11.11.1 Localizacion geograficaLocalizacion geograficaLocalizacion geograficaLocalizacion geografica

Ilustración 1. Localización geográfica municipio de MARQUETALIA



8

El municipio de Marquetalia se encuentra localizado en la hoya del Magdalena,

correspondiente a la parte más baja del Departamento de Caldas, sobre su parte

Nororiental, en la cual tiene asiento, además del municipio, las poblaciones de

Pensilvania, La Dorada, Marulanda, Manzanares y Samaná. Se encuentra localizado

a los 15° 18' de Latitud Norte y 75° 3' de Longitud al Oeste del Meridiano de

Greenwich.

El relieve es de carácter montañoso y quebrado, fuertemente ondulado con

pendientes pronunciadas, enclavado en la cordillera Central o de los Andes, con

una altura aproximada de 1600 m.s.n.m. Su topografía plana es del 2% ondulada

del 28% y quebrada en un 70%, con una temperatura media de 20°C. Dentro de su

conformación posee todos los pisos térmicos con un promedio de 600 hectáreas

en clima frío, 7450 en clima templado y 1050 en clima cálido y húmedo,

determinado por la baja altura sobre el nivel del mar y la cercanía al río

Magadalena.

Entre los rasgos sobresalientes del relieve del municipio, merece citarse las

siguientes alturas: Altos Penagos, en 1780 mts s.n.m.: La Venecia, con 1800

m.s.n.m. Las esquinas con una elevación de 1700 m.s.n.m. Otras elevaciones

importantes son los Cerros de San Gregorio, La paila y la Unión, que forman los

picos de mayor realce en Marquetalia.

Ilustración 2. Foto Aerea del Municipio de Marquetalia



9

1.21.21.21.2 LímitesLímitesLímitesLímites

De conformidad con lo establecido en la ordenanza número 01 de 1970 y en los

artículos 12 y 17 del Decreto 803 de 1940, el municipio está enmarcado por los

siguientes límites: Al norte con Samaná y Pensilvania, Al sur con el municipio de

Fresno - Mariquita (Tolima), Al oriente con el municipio de Victoria y Al occidente

con el municipio de Manzanares.

El límite con Pensilvania inicia en la confluencia de la quebrada La Paila con el río

La Miel, continuando aguas abajo hacia la desembocadura del río Tenerife, punto

de confluencia entre los municipios de Pensilvania, Manzanares y Marquetalia;

prosiguiendo por el río La Miel hasta encontrarse con la quebrada Dantas donde

comienza el límite con Victoria, continuando por ésta aguas arriba hacia su

nacimiento en el cruce de la carretera que de Marquetalia conduce a Victoria,

siguiendo en dirección sur al nacimiento de la quebrada Danticas y por esta aguas

bajo hasta la desembocadura en el río Guarinó, que es límite con Fresno (Tolima);

continuando aguas arriba hasta la confluencia del río San Juan en donde se ubica

el límite con Manzanares, y por este aguas arriba hacia su nacimiento, de ahí en

dirección Noroeste, hasta el cerro La Paila donde nace la quebrada La Paila,

continuando aguas a bajo hasta encontrarse con el río La Miel.

Administrativamente el municipio se encuentra conformado por la cabecera

municipal y el corregimiento de Santa Elena.

La cabecera municipal ejerce jurisdicción en las veredas de Alegrías, Buenos Aires,

Campo Alegre, Costa Rica, Cúcuta, El Aguacate, El Chocó, El Placer, El Porvenir,

Encimadas, La Bamba, La Esmeralda, La Estrella, La Florida, La Maporita, La Miel,

La Palma, La Parda, La Playa, La Quiebra, La Rosal, La Tebaida, Las Gaviotas,

Lituania, Los Zainos, Patiobonito, San Gregorio, San Juan, San Luis, Unión Alta,

Unión Baja y Unión Esperanza.

Corregimiento de Santa Elena: Comprende las veredas Altobonito, El Palmar, El

Retiro, El Rosario, El Vergel, Gancho, Guacas, Guarinó - Guamo, Guarinó - San

Roque, Guayaquil, La Bella, La Mirla, La Moscovita, San Pablo, San Roque y Santa

Elena



10

1.31.31.31.3 Recurso HidricoRecurso HidricoRecurso HidricoRecurso Hidrico

El territorio municipal se distribuye entre las cuencas de los ríos La Miel al norte y

Guarinó al sur, que a su vez pertenecen a la gran hoya hidrográfica del río

Magdalena. Las principales fuentes superficiales son: Río Guarinó, río La Miel y río

San Juan, que tienen sus afluentes en la cordillera central, dando origen a

corrientes cuya longitud y caudal permiten su aprovechamiento para fortalecer el

desarrollo socio - económico del municipio. A nivel urbano se determinaron 5

microcuencas, separadas entre sí por una cuchilla en dirección aproximada N 70º

E, que hace las veces de línea divisoria de aguas entre las cuencas de los ríos La

Miel y Guarinó; estas son las quebradas El Tigre y La Parda que forman parte de la

cuenca del río La Miel y quebradas El Hospital, Minitas y La Zona, que constituyen

una fracción de la cuenca del río Gaurinó.

Río Guarinó:Río Guarinó:Río Guarinó:Río Guarinó: Importante para los municipios del oriente del departamento por la

oferta hídrica que ofrece y las regalías que a través de los proyectos de

generación de energía pueda brindar. Nace en el municipio de Marulanda en la

vereda El Páramo, forma el límite con el departamento del Tolima, su trayecto en

Marquetalia va desde la confluencia del río San Juan hasta la desembocadura de la

quebrada Danticas, en dirección Oeste - Este, a su paso recorre las veredas La

Rosal, Cúcuta, Campo Alegre, Guarinó - San Roque, Guarinó - Guamo, Altobonito

y San Pablo; recibiendo las aguas de las quebradas El Silencio, Palmichal, El Oro,

La Chorrera, Minitas, San Gregorio, La Ciega, La Unión, Gallineta y Danticas.

Río La Miel:Río La Miel:Río La Miel:Río La Miel: Nace en Pensilvania y sirve de límite municipal por el norte con

Samaná y Pensilvania; es uno de los ríos más importantes del oriente Caldense

para la generación de energía por sus caudalosas aguas y además ofrece un buen

recurso pesquero para la comunidad; baña con sus aguas el territorio de

Marquetalia desde el sitio donde desemboca la quebrada La Paila hasta la

confluencia con la quebrada Dantas, a su paso recorre las veredas Unión -

Esperanza, La Unión Baja, San Luis, La Miel, La Tebaida, El Placer, Los Zainos,



11

Patiobonito, La Bella, El Vergel, La Mirla, La Moscovita, El Rosario y El Palmar. Sus

principales tributarios en el municipio son las quebradas La Sonora, San Lorenzo

con sus quebradas tributarias El Gancho, El Pomo, El Nudo, La Mulata y Piedras de

Moler; quebrada Los Zainos con sus afluentes menores Los Naranjos, Honda, El

Oso, La Poseta, El Placer, Los Aguacates, Alacranes y quebrada La Esperanza, que

a su vez recibe las aguas de las quebradas Penagos, La Parda con sus tributarias

quebradas El Tigre, Las Gaviotas y Patiobonito.

Río San Juan:Río San Juan:Río San Juan:Río San Juan: Importante por ser la principal fuente abastecedora del acueducto

urbano y servir de límite entre Marquetalia y Manzanares; nace en el Cerro

Guadalupe en Manzanares y lleva sus aguas al río Guarinó; cuenta con

innumerables caños, manantiales y quebradas como fuentes tributarias, entre

ellas La Marina, El Corozal, La Frijolera y otros de menor importancia.

1.41.41.41.4 Aprovechamiento HidricoAprovechamiento HidricoAprovechamiento HidricoAprovechamiento Hidrico

El acueducto del área urbana se abastece por gravedad del río San Juan, que nace

en el Cerro Guadalupe jurisdicción de Manzanares y la quebrada Penagos que

nace en la vereda La Estrella y constituía la fuente del antiguo acueducto. La

planta de tratamiento se encuentra ubicada en el Cerro de la Cruz a una hora

aguas arriba de la carretera y la bocatoma se localiza aproximadamente a 10 Km.

de este punto. En el territorio municipal se determinaron cinco cuencas

hidrográficas correspondientes al río La Miel, quebrada Piedras de Moler,

quebrada Los Zainos, río San Juan y río Guarinó. Sin embargo dentro de estas

cuencas existe un sinnúmero de microcuencas que surten de agua al acueducto

urbano y a los acueductos veredales, que únicamente cuentan con desarenador y

tanque de almacenamiento.

1.51.51.51.5 PoblaciónPoblaciónPoblaciónPoblación



12

En el censo realizado por el DANE en el 2005, MARQUETALIA cuenta con una

población de 14.798 habitantes de los cuales 5.806 se encuentran en el área

urbana, concentrando el 39.23% de la población.

1.61.61.61.6 Geología Geología Geología Geología

La geología del Municipio esta compuesta principalmente por unidades cuyas

edades se encuentran desde el período paleozoico hasta el cuaternario, siendo las

más representativas el complejo Cajamarca, rocas hipoabisales porfídicas, rocas

sedimentarias y tobas. Marquetalia se ve afectada por la falla de La Palestina, la

cual atraviesa el municipio en dirección Norte - Sur. En el área urbana existen

depósitos de caída piroclástica y glacifluviales, con espesores hasta de 10 cm, los

cuales corresponden a niveles alternantes de cenizas color café, tamaño arena

muy fina; ceniza de color gris, tamaño medio a grueso y pómez de color ocre,

tamaño lapilli.

1.71.71.71.7 Propiedades, Propiedades, Propiedades, Propiedades, Usos del SueloUsos del SueloUsos del SueloUsos del Suelo y coberturay coberturay coberturay cobertura

Según reporte de la Unidad Municipal de Asistencia Técnica Agropecuaria

(UMATA), el 73,21% de los predios del municipio tienen una extensión menor de 3

Ha. y el 97% tiene menos de 10 Ha.; el área promedio de los predios se calcula en

2,55 Ha.

El área del municipio es de 9.033 Ha. distribuidos así: 5.600 Ha. dedicadas a

cultivos agrícolas como café, caña, caucho, frutales y algunos transitorios como

maíz y fríjol, posee 1.680 Ha. en pastos, dispuestos para la ganadería, 407 Ha. se

encuentran en bosque y guadua y 1.346 Ha. corresponden a áreas no cultivadas.

La disposición porcentual que en la actualidad se le esta dando al suelo en el

municipio de Marquetalia, esta esquematizada en el gráfico “Uso Actual del

Suelo”.



13

Ilustración 3. Uso Actual del Suelo

En Marquetalia se distinguen cinco unidades cartográficas, de acuerdo a la

metodología del IGAC, que realiza un análisis sobre los suelos para determinar las

limitaciones y vocaciones similares, su entorno geográfico y distribución natural.

1.81.81.81.8 Prestación de Servicios PúblicosPrestación de Servicios PúblicosPrestación de Servicios PúblicosPrestación de Servicios Públicos

La prestación del servicio de acueducto, alcantarillado y aseo en el Municipio de

MARQUETALIA es ejecutada por EMPOCALDAS S.A. E.S.P.

EMPOCALDAS S.A. E.S.P. Empresa de Obras Sanitarias de Caldas, con NIT.

890803239-9, es una Sociedad Anónima Comercial de Nacionalidad Colombiana,

del Orden Departamental, clasificada como empresa de servicios públicos, con

autonomía administrativa, patrimonial y presupuestal, sometida al régimen

aplicable a las empresas de servicios públicos y a las normas especiales que rigen

las empresas del Sector de Obras Sanitarias; el capital de la empresa es 100% of

icial, y los accionistas son el Departamento y 21 municipios de Caldas.

EMPOCALDAS se constituyó bajo la escritura pública Nº. 867 de 30 de junio de

1976 otorga por la Notaria Tercera del Círculo de Manizales, bajo la denominación

de EMPRESA DE OBRAS SANITARIAS DE CALDAS LIMITADA.



14

Luego, a través EMPOCALDAS se constituyó bajo la escritura pública Nº. 1483 de

fecha 18 de diciembre de 1997, otorgada por la Notaría Tercera del Círculo de

Manizales, cambió su denominación por EMPRESA DE OBRAS SANITARIAS DE

CALDAS S.A. EMPRESA DE SERVICIOS PÚBLICOS DOMICILIARIOS – EMPOCALDAS

S.A. E.S.P.

INSCRIPCIÓN EN EL RUPS

La empresa de Obras Sanitarias de Caldas EMPOCALDAS S.A. E.S.P, cuenta con

Registro Único de Prestadores de Servicios RUPS, cuya última inscripción fue el 30

de septiembre de 2.008.

Reporte de Información al SUI

EMPOCALDAS S.A E.S.P, cuenta con contraseña en el SUI y reporte información

con periodicidad.

ESTATUTOS, ESTRUCTURA ORGANICA Y FUNCIONAMIENTO.

Mediante Escritura Nº. 1437 de junio 24 de 2.008, quedó protocolizada la

reforma a los Estatutos en su objeto social: La Sociedad se propone como objeto

Social principal la prestación de servicios públicos de Acueducto y Alcantarillado,

Aseo, Energía Eléctrica, Gas Domiciliario y demás servicios Públicos Domiciliarios

en cualquier parte del territorio colombiano y/o en el Exterior, con sujeción a las

reglas que rijan en el territorio del correspondiente Departamento, Municipio, y /o

en el Exterior, en este caso con sujeción a lo dispuesto por las normas cambiarias

o fiscales.

Para el cumplimiento del objeto y de conformidad a los artículo 14.22, 14.23,

14.25, de la Ley 142 de 1994 en concordancia con el artículo 14.24 de la Ley 142

de 1.994, Ley 689 de 2.001, la Sociedad se encargará de la distribución municipal

de agua apta para consumo humano, incluida su conexión y medición y las



15

actividades complementarias, tales como captación de agua y procesamiento,

tratamiento, almacenamiento, conducción y transporte; la recolección municipal

de residuos, principalmente líquidos, por medio de tuberías y/o conducto y las

demás actividades complementarias de transporte, tratamiento y disposición final

de tales residuos; la recolección municipal de residuos.

ESTATUTOS, ESTRUCTURA ORGANICA Y FUNCIONAMIENTO

Los estatutos de la entidad fueron adoptados mediante Escritura Pública 1483 de

1993 otorgada por la Notaría Tercera del Círculo de Manizales y posteriormente

fueron modificados mediante Escrituras Públicas Nºs. 2214 de 2.004 de la Notaría

Quinta del Círculo de Manizales y 1437 de 2.008 de la Notaría Tercera del Círculo

de Manizales.

En los Estatutos de la Sociedad se señala que su dirección y administración será

ejercida por los siguientes órganos principales:

a. La Asamblea General de Accionistas

b. La Junta Directiva

c. El Gerente

d. El Suplente del Gerente

Los empleos se clasifican según el Decreto 1569 de 1998 en los niveles siguientes

jerárquicos:

• Directivos

• Asesor

• Ejecutivo

• Profesional

• Técnico

• Administrativo

• Operativo



16

Organigrama

Ilustración 4. Organigrama-Empocaldas SA ESP

SERVICIOS QUE PRESTA

Acueducto: Captación y conducción de agua cruda, potabilización del agua

captada, distribución del agua tratada, mantenimiento de las redes, labores

comerciales de facturación y recaudo.

EMPOCALDAS S.A. E.S.P



17

Alcantarillado: Recolección y transporte de aguas residuales y aguas lluvias,

labores de mantenimiento de las redes, labores comerciales de facturación y

recaudo.

ZONA DE INFLUENCIA

Empocaldas tiene a su cargo las siguientes seccionales:

Aguadas Marulanda Supía

Anserma MARQUETALIA Victoria

Belalcázar Neira Viterbo

Chinchiná Palestina Arauca

Filadelfia Riosucio Arma

La Dorada Risaralda San José

Marmato Salamina Kilómetro 41

Marquetalia Samaná Guarinocito

DIAGNÓSTICO DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE DIAGNÓSTICO DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE DIAGNÓSTICO DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE DIAGNÓSTICO DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE MARQUETALIAMARQUETALIAMARQUETALIAMARQUETALIA

De acuerdo con el numeral A.4.8 del Ras 2000 es necesario evaluar las

condiciones físicas y de operación de la infraestructura actual, buscando el

máximo aprovechamiento de estas obras dentro del proyecto propuesto.

Debe evaluarse la posibilidad de la utilización de obras existentes como parte de

las obras civiles e infraestructura necesarias para el proyecto.

El sistema de acueducto del municipio de MARQUETALIA está compuesto por 2

captaciones, 2 desarenadores, 2 conducciones, una planta de tratamiento de agua

potable, un tanque de almacenamiento y la red de distribución. Todo el sistema

funciona por gravedad. Se tiene planos de redes de Acueducto, del año 2005.

Hasta a la fecha no se ha actualizado.



18

2.12.12.12.1 Fuentes de abastecimientoFuentes de abastecimientoFuentes de abastecimientoFuentes de abastecimiento

El municipio de MARQUETALIA se abastece principalmente de dos fuentes que

están asociadas a dos micros cuencas de abastecimiento:

• Microcuenca San Juan:Microcuenca San Juan:Microcuenca San Juan:Microcuenca San Juan: Ubicada en jurisdicción de Manzanares, surte de

agua el acueducto urbano del Municipio, incluyendo la zona rural de

Alegrías, San Gregorio y La Estrella.

Para la quebrada San Juan se tiene una concesión de agua de 22.77 l/s

legalizada ante la Corporación Autónoma regional de Caldas con su última

fecha de actualización en Agosto 10 de 2009.

• Micro cuencaMicro cuencaMicro cuencaMicro cuenca de la quebrada de la quebrada de la quebrada de la quebrada PenagosPenagosPenagosPenagos:::: Ubicada en la vereda La Estrella, es

servidumbre del acueducto viejo; beneficia con el fluido líquido a las

veredas La Palma, La Esperanza y La Quiebra, se han adquirido 23 Ha.

como zona protectora por parte del Municipio, EMPOCALDAS y el Comité de

Cafeteros, para garantizar su recuperación.

El uso actual del suelo de las Micro cuencas se puede detallar en la siguiente

tabla:

USOUSOUSOUSO

SAN JUANSAN JUANSAN JUANSAN JUAN

AREA AREA AREA AREA

(Ha)(Ha)(Ha)(Ha)

(%)(%)(%)(%)

BNP 133.9 99.2

PPH 1.1 0.8

TOTALTOTALTOTALTOTAL 135135135135 100100100100

Tabla 1. Uso actual micro cuenca San Juan del municipio de MARQUETALIA



19

USOUSOUSOUSO

PENAGOSPENAGOSPENAGOSPENAGOS

AREA AREA AREA AREA

(Ha)(Ha)(Ha)(Ha)

(%)(%)(%)(%)

APC 42.6 98.2

AFC 0.8 1.8

TOTALTOTALTOTALTOTAL 43.443.443.443.4 100100100100

Tabla 2. Uso actual micro cuenca Penagos del municipio de MARQUETALIA

Donde:

BNL: Bosque Natural Latifoliado

PPH: Pastos Potrero Herbaceo

PPA: Pastos Potrero Arbustivo

APC: Café al sol

AFC: Café con sombrío

2.22.22.22.2 CaptaciónCaptaciónCaptaciónCaptación

El sistema de captación para el municipio de MARQUETALIA cuenta con dos

bocatomas tipo convencional de fondo, las cuales captan el 100% del agua

requerida por el municipio para su consumo. El estado de las estructuras estan

regulares y tienen una capacidad total de captación de 120 LPS.

A continuación se presenta el tipo y la capacidad de cada captación:

Número Nombre Bocatoma Tipo Caudal de Diseño

L/seg

1 San Juan De Fondo 100

2 Penagos De Fondo 20

Tabla 3. Bocatomas del Municipio de MARQUETALIA



20

Ilustración 5. Bocatoma San Juan

Ilustración 6. Bocatoma Penagos

2.32.32.32.3 Aducción BocatomaAducción BocatomaAducción BocatomaAducción Bocatomassss----DesarenadorDesarenadorDesarenadorDesarenadoreseseses

El sistema está conformado por dos aducciones que llevan el agua de bocatoma a

Desarenador, la capacidad total de aducción del sistema es 115 L/seg. Su estado

es regular.

A continuación se presentan las características de cada una de las líneas:



21

• Aducción Aducción Aducción Aducción San JuanSan JuanSan JuanSan Juan:::: Tiene una capacidad de transporte de 100 lps, está

compuesta por tubería en material AC de diámetro 8” en una longitud de

100 mts.

• Aducción Aducción Aducción Aducción PenagosPenagosPenagosPenagos:::: Tiene una capacidad de transporte de 15 lps, está

compuesta por tubería de Asbesto cemento de 6” en una longitud de 20

mts.

•

2.42.42.42.4 DesarDesarDesarDesarenadorenadorenadorenadoreseseses

Existen dos desarenadores en concreto los cuales están ubicados posteriormente

a cada línea de aducción del sistema.

La capacidad de desarenación total del sistema es 115 l/s y su estado es regular.

Las características principales de los desarenadores del municipio de

MARQUETALIA son:

Número Nombre Desarenador Capacidad Material

L/seg

1 San Juan 100 Concreto

2 Penagos 15 Concreto

Tabla 4. Desarenadores del Municipio de MARQUETALIA



22

•

•

•

•

•

•

•

Ilustración 7. Desarenador de San Juan

•

2.52.52.52.5 ConduccioConduccioConduccioConducciones.nes.nes.nes.

Para transportar el agua cruda de los desarenadores a la planta de tratamiento en

el municipio de MARQUETALIA se cuenta con 2 aducciones. La longitud total de

las 2 aducciones es 8.958 m, su capacidad total 30 L/s y su estado es regular.

Las características principales de estas 2 aducciones son:

Número Nombre Capacidad Diametro Material Longitud Longitud Total

L/seg m m

1 Conducción San

Juan 20

6 AC 4.647

7.508 6 PVC 603

8 AC 803

8 HF 1455

2 Conducción Penagos 10 6 AC 1.450 1.450

Tabla 5. Líneas de aducción del Municipio de MARQUETALIA



23

Ilustración 8. Conduccion San Juan

2.62.62.62.6 Planta de tratamiePlanta de tratamiePlanta de tratamiePlanta de tratamientontontonto

La planta de tratamiento del Municipio de MARQUETALIA está localizada en la

cabecera municipal, recibe el nombre de Estromelios, es de tipo convencional con

una capacidad de 25 LPS. En la planta de tratamiento son llevados a cabo los

siguientes procesos:

• Coagulación

• Floculación

• Sedimentación

• Filtración

• Desinfección

• Pruebas de análisis organolépticos, fisicoquímicos y microbiológicos,

cumpliendo y superando la periodicidad establecida por la ley de acuerdo a

la población atendida

2.6.12.6.12.6.12.6.1 CCCCalidad del Agua traalidad del Agua traalidad del Agua traalidad del Agua tratadatadatadatada



24

El agua suministrada al municipio está sujeta a la realización de análisis

organolépticos, fisicoquímicos y microbiológicos, cumpliendo y superando la

periodicidad establecida por la ley de acuerdo a la población atendida.

Empocaldas controla la calidad del agua que suministra a la población analizando

parámetros fisicoquímicos como se indica:

• Cada hora: ph, turbiedad, cloro residual y color

• Una vez por día: temperatura, olor y sabor. alcalinidad total, hierro, dureza

total, nitritos, sulfatos, y cloruros

• Una vez al año caracterización realizada por un laboratorio externo: ph,

conductividad, turbiedad, color aparente, olor y sabor, alcalinidad total,

dureza total, cloro residual, cloruros, fluoruros, sulfatos, nitratos, nitritos,

fosfatos, cianuro libre, aluminio, calcio, magnesio, manganeso, selenio,

antimonio, molibdeno, cromo total, cadmio, bario, níquel, hierro total, zinc,

cobre, plomo, plaguicidas organoclorados, plaguicidas, organofosforados,

carbono orgánico total, hidrocarburos aromáticos, poli cíclicos (pah's),

trihalometanos, arsénico, mercurio, coliformes totales, escherichia coli y

recuento de mesofilos.

2.72.72.72.7 Sistema de Sistema de Sistema de Sistema de AlmacenamientoAlmacenamientoAlmacenamientoAlmacenamiento

La localidad tiene un tanque de almacenamiento semienterrado en

concreto, localizado dentro de la planta de tratamiento. Dicho tanque tiene

una capacidad de 520 m3. Su estado es regular.



25

Ilustración 9. Tanque de Almacenamiento de Agua Potable

Sistemas de Almacenamiento Alterno:Sistemas de Almacenamiento Alterno:Sistemas de Almacenamiento Alterno:Sistemas de Almacenamiento Alterno: Respecto al sistema de suministro alterno

algunas viviendas poseen almacenamiento de agua individual y en los tanques

de lavado de ropa.

2.82.82.82.8 Redes de distribucionRedes de distribucionRedes de distribucionRedes de distribucion

Despues del tanque se tiene una conducción de 1.086 metros en 6” asbesto

cemento y PVC que conecta el almacenamiento con la red de distribución.

La red de disitribucíon esta compuesta por 530 metros de red primaria en 4” AC y

PVC y por 9.607 metros de red menor en diámetros de ½” a 3” en AC y PVC.

En general el estado de la red es regular.Las presiones están dentro de los rangos

recomendados por el RAS 2000. Por otro lado, existen 7 hidrantes en la red

de distribución.

2.92.92.92.9 MacromediciónMacromediciónMacromediciónMacromedición

Dentro del sistema se cuenta con dos macromedidores tipo mecanicos instalados

a la salida del tanque de almacenamiento.



26

2.102.102.102.10 Conexiones doConexiones doConexiones doConexiones domiciliariasmiciliariasmiciliariasmiciliarias y Micromedicióny Micromedicióny Micromedicióny Micromedición

El sistema de acueducto de MARQUETALIA cuenta con una cobertura efectiva

de Micromedición de 99.53%. Los micromedidores instalados son de tipo

volumétrico y de velocidad en buen estado de funcionamiento.

Se hace Se hace Se hace Se hace

MicromeMicromeMicromeMicromedicióndicióndicióndición

Tipo de Tipo de Tipo de Tipo de

MedidoresMedidoresMedidoresMedidores

Nº de Nº de Nº de Nº de

SuscriptoresSuscriptoresSuscriptoresSuscriptores


Suscriptores Suscriptores Suscriptores Suscriptores

Con MedidorCon MedidorCon MedidorCon Medidor


Suscriptores Suscriptores Suscriptores Suscriptores

Con Med. Con Med. Con Med. Con Med.

FuncionandoFuncionandoFuncionandoFuncionando

Cobertura de Cobertura de Cobertura de Cobertura de

MicromediciónMicromediciónMicromediciónMicromedición

SI Volumétrico

y Velocidad 1860 1860 1851 99.53%

Tabla 6. Micromedición municipio de MARQUETALIA.

DESCRIPCION DEL PROBLEMA O NECESIDAD.DESCRIPCION DEL PROBLEMA O NECESIDAD.DESCRIPCION DEL PROBLEMA O NECESIDAD.DESCRIPCION DEL PROBLEMA O NECESIDAD.

De acuerdo con lo expuesto en la descripción del sistema, es conocido que toda la

infraestructura de acueducto del municipio se encuentra en regular estado, sin

embargo, solo se proyecta la optimización únicamente de la tubería porque las

continuas fallas de la misma representan una deficiencia en la prestación del

servicio.

De acuerdo con el numeral A.4.3 del RAS se hace indispensable presentar en

forma concreta el problema o la necesidad que se va a abordar con el proyecto,

con el fin de justificar su ejecución en la medida en que se obtengan beneficios

sociales en al área de jurisdicción. El problema debe expresarse en términos de

alguna o varias de las siguientes condiciones:

1. Carencia de los servicios de agua potable, recolección y evacuación de aguas

residuales y/o aseo urbano por inexistencia de la infraestructura física necesaria.

2. Prestación insuficiente del servicio objeto del sistema en cuanto a cobertura,

continuidad y/o calidad.



27

3. Def3. Def3. Def3. Deficiencia en la prestación del servicio causada por malas condiciones de la iciencia en la prestación del servicio causada por malas condiciones de la iciencia en la prestación del servicio causada por malas condiciones de la iciencia en la prestación del servicio causada por malas condiciones de la

infraestructura existente. infraestructura existente. infraestructura existente. infraestructura existente.

4. Existencia de problemas de salud pública solucionables con la ejecución de un

proyecto de agua potable o saneamiento básico.

5. Existencia de problemas relacionados con el deterioro del medio ambiente, los

recursos hídricos y los ecosistemas naturales, o aquellos causados por el

incumplimiento de las normas ambientales.

El presente proyecto se enmarca dentro del numeral tres, el cual habla sobre la

deficiencia en la prestación del servicio causada por malas condiciones de la

infraestructura existente, ya que la línea de aducción que se pretende optimizar

presenta constantes problemas de operación y continuidad, ocasionados por

frecuentes daños.

DESCRDESCRDESCRDESCRIPCION IPCION IPCION IPCION DEDEDEDE LLLLA LÍNEA DA LÍNEA DA LÍNEA DA LÍNEA DE E E E ADUCCIONADUCCIONADUCCIONADUCCION PROVENIENTE DEL RÍO PROVENIENTE DEL RÍO PROVENIENTE DEL RÍO PROVENIENTE DEL RÍO SAN JUANSAN JUANSAN JUANSAN JUAN DEL MUNICIPIO DEL MUNICIPIO DEL MUNICIPIO DEL MUNICIPIO

DE DE DE DE MARQUETALIAMARQUETALIAMARQUETALIAMARQUETALIA

De la bocatoma San Juan sale una aducción con una longitud total de 100 metros

en tubería asbesto cemento 8”.

Del desarenador San Juan sale una tubería compuesta por 1.814,07 metros de

tubería en asbesto cemento de 8”, 1.200,42 metros en tubería de Hierro

Galvanizado 8”, 1.930,10 metros en tubería asbesto cemento de 6”, 603,01

metros en tubería PVC de 6”, 1330.23 metros de tubería de Asbesto Cemento 6”,

193,18 metros de tubería de Hierro Galvanizado 8” y 303,04 metros en tubería

Asbesto Cemento 6” hasta llegar a la planta de tratamiento de agua potable. En

toda su trayectoria la línea cuenta con 27válvulas de ventosa y 18 válvulas de

purga.

A continuación se presenta el mapa de materiales de la aducción de San Juan:



28

Ilustración 10. Mapa de materiales Aduccion MARQUETALIA

ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO ACTUAL DE LA LÍNEA DE ADUCCIÓNANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO ACTUAL DE LA LÍNEA DE ADUCCIÓNANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO ACTUAL DE LA LÍNEA DE ADUCCIÓNANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO ACTUAL DE LA LÍNEA DE ADUCCIÓN....

Para realizar un análisis del comportamiento actual de la línea de aducción, fue

necesario implementar un modelo hidráulico, el cual se realizo en el programa

Watercad.

Los caudales estimados actuales se obtuvieron de acuerdo a los datos

consignados en la tabla cálculo del caudal de diseño del anexo 1 donde se

muestran claramente los parámetros utilizados para la estimación de los caudales.

Como se puede observar en la tabla de cálculo del Anexo 1se obtuvo un caudal

actual de 21,31 l/s, dicho caudal fue utilizado para evaluar el comportamiento

actual de la conduccion.

Cabe anotar que que la línea de aducción San Juan es la que provee la totalidad

del caudal necesario para la población, puesto que como se menciono

anteriormente el agua captada por la Quebrada Penagos esta siendo utilizada

como fuente abastecedora para las veredas La Palma, La Esperanza y La Quiebra.



29

Bajo estas condiciones la aducción debe evaluarse independientemente cuando

por ella transcurre el caudal total estimado.

El modelo hidráulico se construyo con las longitudes reales por tramos, los

diámetros reales internos de las tuberías y sus materiales correspondientes, para

los cuales se utilizo su rugosidad correspondiente como lo indica el RAS en su

literal B.6.4.4.4

“4. La rugosidad absoluta de la tubería se evalúa d“4. La rugosidad absoluta de la tubería se evalúa d“4. La rugosidad absoluta de la tubería se evalúa d“4. La rugosidad absoluta de la tubería se evalúa de acuerdo con la tabla B.6.10, e acuerdo con la tabla B.6.10, e acuerdo con la tabla B.6.10, e acuerdo con la tabla B.6.10,

teniendo en cuenta su relación y dependencia con los siguientes factores: el teniendo en cuenta su relación y dependencia con los siguientes factores: el teniendo en cuenta su relación y dependencia con los siguientes factores: el teniendo en cuenta su relación y dependencia con los siguientes factores: el

material del cual están hechos los tubos, el proceso de fabricación de los tubos, y material del cual están hechos los tubos, el proceso de fabricación de los tubos, y material del cual están hechos los tubos, el proceso de fabricación de los tubos, y material del cual están hechos los tubos, el proceso de fabricación de los tubos, y

el tiempo de servicio de ésta.”el tiempo de servicio de ésta.”el tiempo de servicio de ésta.”el tiempo de servicio de ésta.”

RAS B.6.4.4.4RAS B.6.4.4.4RAS B.6.4.4.4RAS B.6.4.4.4

Tabla 7. Valores de rugosidad absoluta para diferentes tipos de materiales.

En el RAS no figura un coeficiente de rugosidad absoluta para la tubería de

asbesto cemento, por lo cual se recurrió a la bibliografía comúnmente conocida

para conocer la rugosidad de este tipo de material.

En el texto Hidráulica general de Guillermo Sotelo Ávila se habla de una rugosidad

absoluta para el asbesto cemento de 0.025mm, valor que fue adoptado para la

evaluación del sistema.



30

Como la línea de aducción es un conducto a presión la simulación hidráulica se

realizo por el método de Darcy – Weisbach, como lo sugiere el RAS en su literal

B.6.4.4.3.

“B.6.4.4.3 Cálculo hidráulico“B.6.4.4.3 Cálculo hidráulico“B.6.4.4.3 Cálculo hidráulico“B.6.4.4.3 Cálculo hidráulico

1. Para el cálculo hidráulico y la determinación de las pérdidas por fricción en 1. Para el cálculo hidráulico y la determinación de las pérdidas por fricción en 1. Para el cálculo hidráulico y la determinación de las pérdidas por fricción en 1. Para el cálculo hidráulico y la determinación de las pérdidas por fricción en

ttttuberías a presión debe utilizarse la ecuación de Darcyuberías a presión debe utilizarse la ecuación de Darcyuberías a presión debe utilizarse la ecuación de Darcyuberías a presión debe utilizarse la ecuación de Darcy----Weisbach junto con la Weisbach junto con la Weisbach junto con la Weisbach junto con la

ecuación de Colebrook & White. También puede utilizarse la ecuación de Hazenecuación de Colebrook & White. También puede utilizarse la ecuación de Hazenecuación de Colebrook & White. También puede utilizarse la ecuación de Hazenecuación de Colebrook & White. También puede utilizarse la ecuación de Hazen----

Williams, con la debida consideración de los rangos de validez y la exactitud de Williams, con la debida consideración de los rangos de validez y la exactitud de Williams, con la debida consideración de los rangos de validez y la exactitud de Williams, con la debida consideración de los rangos de validez y la exactitud de

ella. Para el caso deella. Para el caso deella. Para el caso deella. Para el caso de flujo a superficie libre a través de tuberías debe utilizarse la flujo a superficie libre a través de tuberías debe utilizarse la flujo a superficie libre a través de tuberías debe utilizarse la flujo a superficie libre a través de tuberías debe utilizarse la

ecuación de Chèzy; también pueden utilizarse las ecuaciones de Flamant y de ecuación de Chèzy; también pueden utilizarse las ecuaciones de Flamant y de ecuación de Chèzy; también pueden utilizarse las ecuaciones de Flamant y de ecuación de Chèzy; también pueden utilizarse las ecuaciones de Flamant y de

Manning, siempre y cuando se garantice que el flujo a través de la tubería sea Manning, siempre y cuando se garantice que el flujo a través de la tubería sea Manning, siempre y cuando se garantice que el flujo a través de la tubería sea Manning, siempre y cuando se garantice que el flujo a través de la tubería sea

turbulento e hidráulicamente rugosoturbulento e hidráulicamente rugosoturbulento e hidráulicamente rugosoturbulento e hidráulicamente rugoso.”.”.”.”

2. La ecuación de Darcy2. La ecuación de Darcy2. La ecuación de Darcy2. La ecuación de Darcy----Weisbach, junto con la ecuación de Colebrook & White, Weisbach, junto con la ecuación de Colebrook & White, Weisbach, junto con la ecuación de Colebrook & White, Weisbach, junto con la ecuación de Colebrook & White,

es adecuada para todos los tipos de flujo turbulento.es adecuada para todos los tipos de flujo turbulento.es adecuada para todos los tipos de flujo turbulento.es adecuada para todos los tipos de flujo turbulento.

3. En el cálculo de flujo en tuberías debe considerarse el efecto producido por 3. En el cálculo de flujo en tuberías debe considerarse el efecto producido por 3. En el cálculo de flujo en tuberías debe considerarse el efecto producido por 3. En el cálculo de flujo en tuberías debe considerarse el efecto producido por

cada uno de los accesorios colocados encada uno de los accesorios colocados encada uno de los accesorios colocados encada uno de los accesorios colocados en la línea y que produzcan pérdidas de la línea y que produzcan pérdidas de la línea y que produzcan pérdidas de la línea y que produzcan pérdidas de

cabezas adicionales, como válvulas, codos, reducciones, ampliaciones, etc.cabezas adicionales, como válvulas, codos, reducciones, ampliaciones, etc.cabezas adicionales, como válvulas, codos, reducciones, ampliaciones, etc.cabezas adicionales, como válvulas, codos, reducciones, ampliaciones, etc.

4. Para el cálculo de las pérdidas menores debe utilizarse el coeficiente de 4. Para el cálculo de las pérdidas menores debe utilizarse el coeficiente de 4. Para el cálculo de las pérdidas menores debe utilizarse el coeficiente de 4. Para el cálculo de las pérdidas menores debe utilizarse el coeficiente de

pérdidas menores multiplicado por la cabeza de velocidad en el sipérdidas menores multiplicado por la cabeza de velocidad en el sipérdidas menores multiplicado por la cabeza de velocidad en el sipérdidas menores multiplicado por la cabeza de velocidad en el sitio donde se tio donde se tio donde se tio donde se

localice el accesorio. También puede utilizarse el método de las longitudes localice el accesorio. También puede utilizarse el método de las longitudes localice el accesorio. También puede utilizarse el método de las longitudes localice el accesorio. También puede utilizarse el método de las longitudes

equivalentes de tubería, añadiendo dichas longitudes a la longitud real del tramo.equivalentes de tubería, añadiendo dichas longitudes a la longitud real del tramo.equivalentes de tubería, añadiendo dichas longitudes a la longitud real del tramo.equivalentes de tubería, añadiendo dichas longitudes a la longitud real del tramo.

RAS B.6.4.4.3”RAS B.6.4.4.3”RAS B.6.4.4.3”RAS B.6.4.4.3”

Para dar cumplimiento a las recomendaciones consignadas en el RAS en su literal

B.6.4.4.3 puntos 3,4 y con el fin de tener en cuenta todos los accesorios que

hacen parte de la aducción para posteriormente estimar las pérdidas de cabeza de

presión se realizo un conteo en planta y perfil de todos y cada uno de los

accesorios que hacen parte de la línea de aducción y se les asigno el



31

correspondiente coeficiente de perdidas menores de acuerdo con la base de datos

del programa Watercad.

Para realizar el análisis del comportamiento actual de la línea de aducción no se

considero ninguna reducción en los valores de rugosidad absoluta para los

diferentes materiales, ya que el envejecimiento para los materiales en cuestión es

despreciable en términos de comportamiento hidráulico, tal y como lo sugiere el

RAS en su literalB.6.4.4.4

6. El envejecimiento de tuberías de concreto reforzado aislado interiormente y de 6. El envejecimiento de tuberías de concreto reforzado aislado interiormente y de 6. El envejecimiento de tuberías de concreto reforzado aislado interiormente y de 6. El envejecimiento de tuberías de concreto reforzado aislado interiormente y de

tuberías de materiales plásticos extruidas puede ser considerado despreciable tuberías de materiales plásticos extruidas puede ser considerado despreciable tuberías de materiales plásticos extruidas puede ser considerado despreciable tuberías de materiales plásticos extruidas puede ser considerado despreciable

para el proyecto de aducciones o conducciones a presión. para el proyecto de aducciones o conducciones a presión. para el proyecto de aducciones o conducciones a presión. para el proyecto de aducciones o conducciones a presión.


Se realizo la simulación hidráulica de la aducción como se muestra en las

graficas obteniendo los siguientes resultados:

Ilustración 11. Simulación aducción San Juan condición actual



32

LabelLabelLabelLabel Length(m)Length(m)Length(m)Length(m) Start Start Start Start

NodeNodeNodeNode

Stop Stop Stop Stop

NodeNodeNodeNode

Diameter Diameter Diameter Diameter

((((in)in)in)in) MaterialMaterialMaterialMaterial

Flow Flow Flow Flow

(L/s)(L/s)(L/s)(L/s)

Velocity Velocity Velocity Velocity

(m/s)(m/s)(m/s)(m/s)

Headloss Headloss Headloss Headloss

Gradient Gradient Gradient Gradient

(m/m)(m/m)(m/m)(m/m)

DarcyDarcyDarcyDarcy----

Weisbach Weisbach Weisbach Weisbach

e (mm)e (mm)e (mm)e (mm)

P-16 39,63 J-21 J-22 6 AC 22,95 1,29 0,009 0,025

P-12 142,34 J-17 J-18 6 AC 22,95 1,29 0,009 0,025

P-41 153,41 J-46 J-47 6 AC 22,95 1,29 0,009 0,025

P-40 139,58 J-45 J-46 6 AC 22,95 1,29 0,009 0,025

P-39 243,98 J-44 J-45 6 AC 22,95 1,29 0,009 0,025

P-38 1.323,27 J-43 J-44 6 AC 22,95 1,29 0,009 0,025

P-37 93,13 J-42 J-43 6 AC 22,95 1,29 0,009 0,025

P-45 123,51 J-50 J-51 6 AC 22,95 1,29 0,009 0,025

P-15 66,58 J-20 J-21 6 AC 22,95 1,29 0,009 0,025

P-11 157,79 J-16 J-17 6 AC 22,95 1,29 0,009 0,025

P-4 100 R-2 J-10 8 AC 22,95 0,73 0,002 0,025

P-17 21 J-22 J-23 6 AC 22,95 1,29 0,009 0,025

P-18 184,77 J-23 J-24 6 AC 22,95 1,29 0,009 0,025

P-19 46,85 J-24 J-25 6 AC 22,95 1,29 0,009 0,025

P-20 151,6 J-25 J-26 6 AC 22,95 1,29 0,009 0,025

P-21 112,26 J-26 J-27 6 AC 22,95 1,29 0,009 0,025

P-14 49,63 J-19 J-20 6 AC 22,95 1,29 0,009 0,025

P-53 117,96 J-58 J-59 6 AC 22,95 1,29 0,009 0,025

P-5 264,55 J-10 J-11 8 AC 22,95 0,73 0,002 0,025

P-61 201,32 J-66 J-67 6 AC 22,95 1,29 0,009 0,025

P-60 50,82 J-65 J-66 6 AC 22,95 1,29 0,009 0,025

P-9 288,68 J-11 J-15 8 AC 22,95 0,73 0,002 0,025

P-10 193,74 J-15 J-16 6 AC 22,95 1,29 0,009 0,025

P-56 172,55 J-61 J-62 6 AC 22,95 1,29 0,009 0,025

P-13 94,64 J-18 J-19 6 AC 22,95 1,29 0,009 0,025

P-54 143,33 J-59 J-60 6 AC 22,95 1,29 0,009 0,025



33


NodeNodeNodeNode

Stop Stop Stop Stop

NodeNodeNodeNode



Flow Flow Flow Flow










P-46 120,3 J-51 J-52 6 AC 22,95 1,29 0,009 0,025

P-52 107,24 J-57 J-58 6 AC 22,95 1,29 0,009 0,025

P-51 156,34 J-56 J-57 6 AC 22,95 1,29 0,009 0,025

P-50 58,98 J-55 J-56 6 AC 22,95 1,29 0,009 0,025

P-49 55,24 J-54 J-55 6 AC 22,95 1,29 0,009 0,025

P-48 46,45 J-53 J-54 6 AC 22,95 1,29 0,009 0,025

P-47 103,5 J-52 J-53 6 AC 22,95 1,29 0,009 0,025

P-55 124,82 J-60 J-61 6 AC 22,95 1,29 0,009 0,025

P-24 43,94 J-29 J-30 8 HD 22,95 0,73 0,002 0,25

P-35 76,6 J-40 J-41 8 HD 22,95 0,73 0,002 0,25

P-22 81 J-27 J-28 8 HD 22,95 0,73 0,002 0,25

P-23 55,66 J-28 J-29 8 HD 22,95 0,73 0,002 0,25

P-34 107,86 J-39 J-40 8 HD 22,95 0,73 0,002 0,25

P-62 44,07 J-63 J-68 8 HD 22,95 0,73 0,002 0,25

P-59 50,89 J-64 J-65 8 HD 22,95 0,73 0,002 0,25

P-57 149,12 J-62 J-63 8 HD 22,95 0,73 0,002 0,25

P-33 58,34 J-38 J-39 8 HD 22,95 0,73 0,002 0,25

P-63 10 J-68 J-64 8 HD 22,95 0,73 0,002 0,25

P-25 37,34 J-30 J-31 8 HD 22,95 0,73 0,002 0,25

P-32 105,51 J-37 J-38 8 HD 22,95 0,73 0,002 0,25

P-31 60,14 J-36 J-37 8 HD 22,95 0,73 0,002 0,25

P-30 40,11 J-35 J-36 8 HD 22,95 0,73 0,002 0,25

P-29 96,04 J-34 J-35 8 HD 22,95 0,73 0,002 0,25

P-28 98,89 J-33 J-34 8 HD 22,95 0,73 0,002 0,25

P-27 15,63 J-32 J-33 8 HD 22,95 0,73 0,002 0,25

P-26 80,66 J-31 J-32 8 HD 22,95 0,73 0,002 0,25



34


NodeNodeNodeNode

Stop Stop Stop Stop

NodeNodeNodeNode



Flow Flow Flow Flow










P-36 242,71 J-41 J-42 8 HD 22,95 0,73 0,002 0,25

P-42 199,81 J-47 J-48 6 PVC 22,95 1,29 0,008 0,002

P-43 259,64 J-48 J-49 6 PVC 22,95 1,29 0,008 0,002

P-44 143,56 J-49 J-50 6 PVC 22,95 1,29 0,008 0,002

Tabla 8. Resultados simulación San Juan condición actual (Tuberías)

LabelLabelLabelLabel Elevation Elevation Elevation Elevation

(m)(m)(m)(m)

Demand Demand Demand Demand


Hydraulic Hydraulic Hydraulic Hydraulic

Grade (m)Grade (m)Grade (m)Grade (m)

Pressure Pressure Pressure Pressure

(m H2O)(m H2O)(m H2O)(m H2O)

J-10 1.683,49 0 1.691,86 8,4

J-11 1.647,81 0 1.691,09 43,2

J-15 1.618,83 0 1.690,48 71,5

J-16 1.600,57 0 1.688,02 87,3

J-17 1.582,55 0 1.686,02 103,3

J-18 1.616,31 0 1.684,21 67,8

J-19 1.608,52 0 1.683,01 74,3

J-20 1.604,37 0 1.682,38 77,9

J-21 1.553,75 0 1.681,54 127,5

J-22 1.541,44 0 1.681,03 139,3

J-23 1.586,01 0 1.680,77 94,6

J-24 1.579,07 0 1.678,42 99,1

J-25 1.551,36 0 1.677,83 126,2

J-26 1.577,93 0 1.675,90 97,8

J-27 1.583,59 0 1.674,47 90,7

J-28 1.578,61 0 1.674,24 95,4

J-29 1.594,96 0 1.674,08 79

J-30 1.605,79 0 1.673,95 68

J-31 1.582,47 0 1.673,85 91,2

J-32 1.570,50 0 1.673,61 102,9

J-33 1.575,65 0 1.673,57 97,7



35


(m)(m)(m)(m)







J-34 1.614,37 0 1.673,28 58,8

J-35 1.596,88 0 1.673,01 76

J-36 1.612,85 0 1.672,89 59,9

J-37 1.592,18 0 1.672,72 80,4

J-38 1.570,38 0 1.672,41 101,8

J-39 1.604,62 0 1.672,24 67,5

J-40 1.625,12 0 1.671,93 46,7

J-41 1.637,25 0 1.671,71 34,4

J-42 1.595,78 0 1.671,01 75,1

J-43 1.635,67 0 1.669,83 34,1

J-44 1.559,90 0 1.644,44 84,4

J-45 1.544,08 0 1.641,34 97,1

J-46 1.468,77 0 1.639,57 170,5

J-47 1.547,64 0 1.638,27 90,4

J-48 1.500,24 0 1.635,73 135,2

J-49 1.561,79 0 1.633,54 71,6

J-50 1.606,01 0 1.631,72 25,7

J-51 1.569,04 0 1.630,67 61,5

J-52 1.593,27 0 1.629,14 35,8

J-53 1.581,51 0 1.627,83 46,2

J-54 1.594,31 0 1.627,24 32,9

J-55 1.582,28 0 1.626,54 44,2

J-56 1.628,30 0 1.625,79 -2,5

J-57 1.553,40 0 1.623,81 70,3

J-58 1.591,67 0 1.622,44 30,7

J-59 1.608,13 0 1.620,95 12,8

J-60 1.616,36 0 1.619,13 2,8

J-61 1.598,43 0 1.617,54 19,1

J-62 1.615,12 0 1.615,35 0,2

J-63 1.582,48 0 1.614,92 32,4

J-64 1.590,84 0 1.614,76 23,9

J-65 1.619,23 0 1.614,66 -4,6

J-66 1.586,11 0 1.614,51 28,3



36


(m)(m)(m)(m)







J-67 1.630,43 23 1.613,93 -16,5

J-68 1.618,19 0 1.614,79 -3,4

Tabla 9. Resultados simulación San Juan condición actual (Nodos)

NOTA: NOTA: NOTA: NOTA: Es importante tener en cuenta que para realizar la simulación se presenta

la demanda de consumo únicamente en el útlimo nodo en el punto de llegada.

Se realizo la simulación hidráulica de la conducción como se muestra en las

graficas obteniendo los siguientes resultados:

Ilustración 12. Presiones, elevaciones y línea de piezometrica en Conducción San Juan

Bocatoma – PTAP condición actual.

El tramo que se requiere optimizar en la aducción de San Juan se encuentra

actualmente en 6”, al evaluar el comportamiento de la línea se evidencio que se

presenta presiones bajas que afectan el normal comportamiento de la red

especialmente después del tramo analizado, por lo tanto se definió la ampliación



37

de dicho tramo en 8” con el fin de garantizar la continuidad del servicio las 24

horas. Es necesario por lo tanto hacer una optimización de los tramos que van del

nodo J-71 al nodo J-44, ya que presentan frecuentes daños ocasionando

problemas en la continuidad del servicio.

ESTIMACIÓN DE LA POBLACIÓN FUTURAESTIMACIÓN DE LA POBLACIÓN FUTURAESTIMACIÓN DE LA POBLACIÓN FUTURAESTIMACIÓN DE LA POBLACIÓN FUTURA

3.13.13.13.1 JustificaciónJustificaciónJustificaciónJustificación

La determinación de la población beneficiada es el punto base para la realización

de cualquier tipo de diseño. Específicamente para proyectos de acueducto y

alcantarillado, es el dato de población el que permite establecer el caudal de

diseño, parámetro base para el desarrollo de los diferentes componentes del

diseño.

Toda población constituye un ente dinámico, esto significa que presenta una

variación poblacional conforme al paso del tiempo, determinado por el

crecimiento natural o vegetativo y por los efectos migratorios: el número de

pobladores asciende por nacimientos e inmigraciones y desciende por muertes y

emigraciones.

Debido a que cada comunidad presenta un comportamiento particular, se tiene la

necesidad de recurrir a métodos matemáticos que permitan proyectar el

crecimiento de la población con base en el conocimiento histórico de su

crecimiento, esto es en otras palabras, recurrir a modelos estadísticos.

3.23.23.23.2 INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN

Como bien se mencionó anteriormente, la variación de la población se ve

influenciada principalmente por dos factores. En primer lugar está determinada

por el crecimiento natural o vegetativo, el cual depende directamente de las tasas

de natalidad y mortalidad propias de cada comunidad. Este comportamiento es



38

ascendente en condiciones normales, ya que los nacimientos superan

ostensiblemente a las muertes, en términos cuantitativos. Tanto la tasa de

natalidad como la de mortalidad dependen a su vez de factores intrínsecos a cada

grupo estudiado; factores como ubicación, cultura, educación, recursos

económicos, juegan un papel fundamental en el número de nacimientos por

mujer en edad fértil, observándose mayores tasas de natalidad en grupos sociales

de menores recursos económicos, en aquellos donde el nivel de escolaridad es

bajo y aun en aquellos grupos humanos establecidos en zonas rurales. Por otra

parte, la tasa de mortalidad depende directamente de factores como el acceso de

la población al agua potable, evacuación de excretas y saneamiento básico,

cubrimiento hospitalario y del sistema de salud, entre otros.

De forma paralela, el efecto de las migraciones es uno de los elementos que

determinan la distribución espacial de la población de un país. El destino de los

flujos migratorios está ampliamente relacionado con las características de las

ciudades y de los centros urbanos, con las condiciones de seguridad existentes en

el territorio, y con las expectativas económicas de la población. Un claro ejemplo

de lo anteriormente enunciado, es lo ocurrido en algunas regiones del país

durante épocas de violencia, en las que los habitantes principalmente de zonas

rurales fueron obligados a dejar sus predios y desplazarse a centros poblados

mayores.

Como conclusión, áreas y periodos en los que se observa que la población

aumenta corresponden a áreas y periodos de progreso en cuanto a la capacidad

de ofrecer calidad de vida a la población, e inversamente, áreas y periodos en los

que la población disminuye deberían estar relacionados con una pérdida relativa

con respecto a la capacidad para proporcionar calidad de vida y seguridad a los

habitantes. De esta forma, la movilidad de la población entre diferentes puntos

geográficos ha contribuido en un alto porcentaje al crecimiento demográfico en

las áreas urbanas de gran parte de los países en desarrollo.



39

3.33.33.33.3 CRECIMIENTO POBLACIONAL EN COLOMBIACRECIMIENTO POBLACIONAL EN COLOMBIACRECIMIENTO POBLACIONAL EN COLOMBIACRECIMIENTO POBLACIONAL EN COLOMBIA

Pueden señalarse dos etapas en el crecimiento de la población colombiana: una

de fuerte ritmo, que dura hasta mediados de los años sesenta (cuando alcanza el

3% anual), y otra referida al continuo descenso de tal crecimiento desde entonces

(se estima que en 1990 el crecimiento anual no alcanzaba al 2%).

Este cambio en el crecimiento poblacional se manifestó en todos los grupos

etarios y en ambos sexos. Cuando dicho crecimiento comenzó a descender (a

mediados de los sesenta), esa caída se reflejó mucho más en los grupos etarios

jóvenes que en los adultos y mayores. Ello se traduce en un cambio en la

composición etaria y da cuenta del avance de la transición demográfica que sufre

el país.

El momento de cambio más brusco tuvo lugar en la segunda mitad de los años

sesenta, cuando la caída de la fecundidad provocó a continuación, en la primera

mitad de los setenta, un crecimiento negativo en los menores de cinco años. Estas

oscilaciones se han producido tanto en hombres como en mujeres, con

diferencias poco pronunciadas

Por otra parte, las características geográficas y físicas de Colombia han generado

una gran diferenciación entre las diversas zonas o regiones establecidas, lo que

propicia que todas las zonas tengan comportamientos diferentes en cuanto a

crecimiento de población se refiere, diferencias que existen y se hacen notables

incluso dentro de una misma región, a pesar de que se espera que si se tienen

características similares, esa similitud se vea reflejada en el crecimiento

poblacional.

Según Nardinelli y Simón (1996), entre las explicaciones frecuentes para el

crecimiento de las ciudades se encuentran factores como la localización, la

composición de la producción, la existencia de economías internas a escala y de

economías externas, las mejoras en el transporte, entre otras:



40

- Localización: El crecimiento de un centro urbano depende directamente del

crecimiento de las localidades relacionadas con éste. Por ejemplo, los centros

ubicados en cercanías a otros que son productivos y tienen importantes redes de

comercio, tenderán a crecer relativamente más rápido que aquellos que no tengan

dicha ubicación. Igualmente, aquellos ubicados en cercanías a grandes fuentes de

trabajo o a zonas de gran incidencia económica tenderán a albergar migraciones

que buscan mejorar su capacidad adquisitiva. Igualmente tienden a crecer más

las poblaciones cercanas a recursos hídricos que favorezcan su abastecimiento.

- Composición de la producción: El efecto del comercio y de la producción influye

definitivamente sobre las migraciones. Centros productivos, puertos, grandes

industrias convocan capital humano. Terrenos aptos para la agricultura, la

ganadería y la urbanización favorecerán el sedentarismo de los individuos.

- Mejoras en el transporte: Con las mejoras en medios y vías de transporte, los

costos de traslación tanto de personas, como de bienes y consumos se reducen.

Aquellos centros urbanos constituidos en los puertos, o que son atravesados por

importantes carreteras o vías férreas tienden a crecer con más rapidez que

aquellas que se no cuentan con buenas vías de comunicación.

- Calidad de los servicios públicos: Se espera que entre mejor sea la calidad de los

servicios públicos (suministro de agua, saneamiento básico que ofrezca un ente

poblado o asentamiento, mayor será la tasa de crecimiento poblacional que allí se

desarrolle, en cuando a que los individuos se establecerán donde puedan

conseguir mejor calidad de vida.

Mediante estudios realizados entre los años 1951 y 1993, se encontró una serie

de incidencias sobre el crecimiento poblacional en los municipios de Colombia,

que se nombrarán a continuación:



41

• A lo largo del siglo pasado se presentó un descenso del 68,7% al 56% de la

población Colombiana que vive en municipios por encima de 1.000

m.s.n.m.

• La distancia de los diversos centros urbanos a los principales ríos como a

las principales ciudades, tenía una incidencia significativa en el crecimiento

de la población.

• La proporción de la población que sabe leer y escribir incide directamente

en el crecimiento demográfico. Los municipios con una desviación

estándar mayor en la proporción que sabe leer y escribir (0,15 puntos

porcentuales) tienen una tasa de crecimiento 0,136 puntos porcentuales

mayor.

• La cobertura en servicios públicos es altamente significativa, los estudios

demuestran que municipios con una desviación estándar mayor en la

proporción de las viviendas sin energía eléctrica (0.16 puntos porcentuales)

presentan una tasa de crecimiento 0,169 puntos porcentuales menor.

Como se puede observar, existe un sinnúmero de factores propios de cada

población que inciden de manera diferente en el crecimiento que esta tenga,

razón por la cual sería aunque práctico, ineficiente e impreciso, manejar tasas

promedio de todo un departamento para generalizar el comportamiento

demográfico de sus municipios, tomando las partes como un todo. Se

recomienda entonces realizar una proyección de población para cada uno de los

casos a estudiar, tomando como base datos históricos oficiales suministrados por

el Departamento Administrativo Nacional de Estadística.

3.43.43.43.4 Métodos Matemáticos Para la Estimación de la Población FuturaMétodos Matemáticos Para la Estimación de la Población FuturaMétodos Matemáticos Para la Estimación de la Población FuturaMétodos Matemáticos Para la Estimación de la Población Futura

En Colombia el ente de realizar los censos de población es el Departamento

Administrativo Nacional de Estadística DANE, el cual cuenta con información para

los años 1938, 1951, 1964, 1973, 1985, 1993 y finalmente, 2005.



42

El comportamiento demográfico de una región además de depender de una serie

de variables mencionadas anteriormente, también cambia a lo largo del tiempo,

según el modelo de establecimiento y consolidación del municipio en sí mismo.

De esta manera, la aceleración de crecimiento en las primeras décadas de un

centro urbano, tiempo en que se instauran sus instituciones, su jerarquía no sólo

social, sino también política y económica; se diferencia significativamente (en

gran parte de los casos) de la presentada en la madurez del centro estudiado,

donde existe desaceleración de la expansión demográfica. Vale aclarar que

pueden existir efectos externos que modifiquen este comportamiento y causen un

crecimiento inesperado de la población.

Teniendo en cuenta lo anteriormente anunciado, se decidió hacer uso de la

información más actualizada, esto es, los censos de 2007 y 2005, y

eventualmente 1993.

Existen varias metodologías ampliamente utilizadas para estimar poblaciones

futuras, entre ellas tenemos:

• Método Aritmético

• Método Geométrico

• Método Exponencial

3.4.13.4.13.4.13.4.1 MÉTODO ARIMÉTODO ARIMÉTODO ARIMÉTODO ARITMÉTICOTMÉTICOTMÉTICOTMÉTICO

El método aritmético supone un crecimiento vegetativo de la población,

balanceado por la mortalidad y la emigración. Se rige por la siguiente fórmula:

En donde:



43

Pf = Población en habitantes correspondiente al año para el que se

quiere proyectar la población.

Puc= Es la población en habitantes correspondiente al último año censado

con información.

Pci= Es la población en habitantes correspondiente al censo inicial con

información.

Tuc= Es el año correspondiente al último año censado con información.

Tci.= Es el año correspondiente al censo inicial con información

Tf= Es el año al cual se quiere proyectar la información.

Como se puede observar, la formula descrita hace uso de una constante

determinada por los dos últimos censos o fuentes de información, desde

donde realiza una proyección lineal hasta el año buscado. El segundo término

de la ecuación corresponde al valor de la pendiente de la recta trazada entre

los dos puntos base [sea (x1,y1)=(año del censo inicial, población censo

inicial); y (x2,y2)=(año del censo final, población censo final)]

3.4.23.4.23.4.23.4.2 MÉTODO GEOMÉTRICOMÉTODO GEOMÉTRICOMÉTODO GEOMÉTRICOMÉTODO GEOMÉTRICO

Este método de cálculo es útil en poblaciones que muestran una importante

actividad económica, que generan un apreciable desarrollo y que poseen

(Tf,Pf)

TfTucTci

Pci

Puc

Pf



44

importantes áreas de expansión las cuales pueden ser dotadas de servicios

públicos sin mayores dificultades. La ecuación que se emplea es:

De donde se obtiene para el cálculo de la tasa de crecimiento de tipo

geométrico, la siguiente expresión:

Donde:

Pf = Población en habitantes correspondiente al año para el que se

quiere proyectar la población.

Puc= Es la población en habitantes correspondiente al último año censado

con información.

Pci= Es la población en habitantes correspondiente al censo inicial con

información.

Tuc= Es el año correspondiente al último año censado con información.

Tci.= Es el año correspondiente al censo inicial con información

Tf= Es el año al cual se quiere proyectar la información.

r= Es la tasa de crecimiento anual en forma decimal.

(Tf,Pf)

TfTuc

Puc

Pf



45

En este caso vemos que el crecimiento de la población es variable. Esto

significa que aunque se tenga una tasa de crecimiento constante, la

pendiente de la curva es diferente en todo momento, aumentando con el

tiempo, y por ende generando mayores resultados por lo general que el

cálculo desarrollado por medio del método aritmético. Este

comportamiento se asemeja al del interés compuesto en términos

financieros.

3.4.33.4.33.4.33.4.3 MÉTODO EXPONENCIALMÉTODO EXPONENCIALMÉTODO EXPONENCIALMÉTODO EXPONENCIAL

La utilización de este método requiere conocer por lo menos tres censos para

poder determinar el promedio de la tasa de crecimiento de la población. Se

recomienda su aplicación a poblaciones que muestren apreciable desarrollo y

posean abundantes áreas de expansión. La ecuación empleada por este

método es la siguiente:

Donde k es la tasa de crecimiento de la población, la cual se calcula como el

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

En donde:



46

K= Es la tasa de crecimiento de la población la cual se calcula como el

promedio de las tasas calculadas para cada par de censos.

Pcp= Es la población del censo posterior

Pca= Es la población del censo anterior.

Tcp= Es el año correspondiente al censo posterior.

Tca= Es el año correspondiente al censo anterior.

Ln = El logaritmo natural.

En este caso también se puede observar la variabilidad en el incremento de

la población. Esto significa que aunque se tenga una tasa de crecimiento

constante, la pendiente de la curva es diferente en todo momento,

aumentando con el tiempo, y por ende generando mayores resultados por

lo general que el cálculo desarrollado por medio del método aritmético;

igualmente al presentar una mayor velocidad de crecimiento, arroja

resultados mayores a los de la proyección geométrica.

3.53.53.53.5 Estimacion de la poEstimacion de la poEstimacion de la poEstimacion de la poblacion futura del blacion futura del blacion futura del blacion futura del municipio de municipio de municipio de municipio de MARQUETALIAMARQUETALIAMARQUETALIAMARQUETALIA....

Para la estimación de la población empleada para el cálculo del caudal de diseño

se hizo uso de los censos de los años 1993 y los valores del CENSO DANE 2005 y

(Tf,Pf)

TfTuc

Puc

Pf



47

oficial DANE 2007, actualizados y reportados hasta el mes de marzo del año

2009:

AÑOAÑOAÑOAÑO POBLACIÓNPOBLACIÓNPOBLACIÓNPOBLACIÓN

2005 5.096

2006 5.957

2007 6.023

Tabla 10. Población censo Dane Municipio de MARQUETALIA.

• La proyección se realizó mediante los

métodos aritmético, geométrico y exponencial. Obteniendo los siguientes

resultados para la cabecera municipal de MARQUETALIA:

MUNICIPIO DE MUNICIPIO DE MUNICIPIO DE MUNICIPIO DE MARQUETALIAMARQUETALIAMARQUETALIAMARQUETALIA

BAÑOBAÑOBAÑOBAÑO

M. ARITMÉTICOM. ARITMÉTICOM. ARITMÉTICOM. ARITMÉTICO M. GEOMÉTRICOM. GEOMÉTRICOM. GEOMÉTRICOM. GEOMÉTRICO M. EXPONENCIALM. EXPONENCIALM. EXPONENCIALM. EXPONENCIAL

POBLACIÓN POBLACIÓN POBLACIÓN POBLACIÓN TASA CREC.TASA CREC.TASA CREC.TASA CREC. POBLACIÓN POBLACIÓN POBLACIÓN POBLACIÓN TASA CREC.TASA CREC.TASA CREC.TASA CREC. POBLACIÓN POBLACIÓN POBLACIÓN POBLACIÓN TASA CREC.TASA CREC.TASA CREC.TASA CREC.

2010201020102010 6.170 1.01% 6157 1.11% 6.093 1.15%

2011201120112011 6.241 1.01% 6225 1.11% 6.163 1.15%

2012201220122012 6.312 1.01% 6294 1.11% 6.235 1.15%

2013201320132013 6.383 1.01% 6364 1.11% 6.307 1.15%

2014201420142014 6.454 1.01% 6435 1.11% 6.380 1.15%

2015201520152015 6.525 1.01% 6506 1.11% 6.453 1.15%

2016201620162016 6.596 1.01% 6578 1.11% 6.528 1.15%

2012012012017777 6.667 1.01% 6651 1.11% 6.604 1.15%

2018201820182018 6.738 1.01% 6725 1.11% 6.680 1.15%

2019201920192019 6.809 1.01% 6799 1.11% 6.757 1.15%

2020202020202020 6.880 1.01% 6874 1.11% 6.836 1.15%

2021202120212021 6.951 1.01% 6951 1.11% 6.915 1.15%

2022202220222022 7.022 1.01% 7028 1.11% 6.995 1.15%

2023202320232023 7.093 1.01% 7105 1.11% 7.076 1.15%

2024202420242024 7.164 1.01% 7184 1.11% 7.157 1.15%

2025202520252025 7.235 1.01% 7264 1.11% 7.240 1.15%



48

MUNICIPIO DE MUNICIPIO DE MUNICIPIO DE MUNICIPIO DE MARQUETALIAMARQUETALIAMARQUETALIAMARQUETALIA

BAÑOBAÑOBAÑOBAÑO

M. ARITMÉTICOM. ARITMÉTICOM. ARITMÉTICOM. ARITMÉTICO M. GEOMÉTRICOM. GEOMÉTRICOM. GEOMÉTRICOM. GEOMÉTRICO M. EXPONENCIALM. EXPONENCIALM. EXPONENCIALM. EXPONENCIAL

POBLACIÓN POBLACIÓN POBLACIÓN POBLACIÓN TASA CREC.TASA CREC.TASA CREC.TASA CREC. POBLACIÓN POBLACIÓN POBLACIÓN POBLACIÓN TASA CREC.TASA CREC.TASA CREC.TASA CREC. POBLACIÓN POBLACIÓN POBLACIÓN POBLACIÓN TASA CREC.TASA CREC.TASA CREC.TASA CREC.

2026202620262026 7.306 1.01% 7344 1.11% 7.324 1.15%

2027202720272027 7.377 1.01% 7426 1.11% 7.409 1.15%

2028202820282028 7.448 1.01% 7508 1.11% 7.494 1.15%

2029202920292029 7.519 1.01% 7591 1.11% 7.581 1.15%

2030203020302030 7.590 1.01% 7675 1.11% 7.669 1.15%

2031203120312031 7.661 1.01% 7760 1.11% 7.758 1.15%

2032203220322032 7.732 1.01% 7846 1.11% 7.847 1.15%

2033203320332033 7.803 1.01% 7933 1.11% 7.938 1.15%

2034203420342034 7.874 1.01% 8021 1.11% 8.030 1.15%

2035203520352035 7.9457.9457.9457.945 1,011,011,011,01%%%% 8110811081108110 1.11%1.11%1.11%1.11% 8.2178.2178.2178.217 1,151,151,151,15%%%%

Tabla 11. Población censo Dane Municipio de MARQUETALIA.

Al revisar los resultados de la proyección de la población para este municipio se

encontró que la tasa de crecimiento es positiva, por lo tanto siguiendo los

lineamientos previamente establecidos por el MAVDT, se trabajó con la tasa de

crecimiento promedio de 1,11% proyectada con el método geométrico, ya que

tanto el DANE como el Ministerio trabajan con esta proyección.

A continuación se presenta la proyección de la población en la zona urbana del

municipio según el método Geométrico:

AÑOAÑOAÑOAÑO POBLACIÓNPOBLACIÓNPOBLACIÓNPOBLACIÓN AÑOAÑOAÑOAÑO POBLACIÓNPOBLACIÓNPOBLACIÓNPOBLACIÓN

2010 6.225 2023 7.184

2011 6.294 2024 7.264

2012 6.364 2025 7.344

2013 6.435 2026 7.426

2014 6.506 2027 7.508



49

AÑOAÑOAÑOAÑO POBLACIÓNPOBLACIÓNPOBLACIÓNPOBLACIÓN AÑOAÑOAÑOAÑO POBLACIÓNPOBLACIÓNPOBLACIÓNPOBLACIÓN

2015 6.578 2028 7.591

2016 6.651 2029 7.675

2017 6.725 2030 7.760

2018 6.799 2031 7.846

2019 6.874 2032 7.933

2020 6.951 2033 8.021

2021 7.028 2034 8.021

2022 7.105 2035203520352035 8888....110110110110

Tabla 12. Proyección de población método geométrico municipio de MARQUETALIA.

PARÁMETROS DE DISEÑOPARÁMETROS DE DISEÑOPARÁMETROS DE DISEÑOPARÁMETROS DE DISEÑO PARA PARA PARA PARA LALALALA LINEALINEALINEALINEA DE ADUCCION.DE ADUCCION.DE ADUCCION.DE ADUCCION.

4.14.14.14.1 Nivel de ComplejidadNivel de ComplejidadNivel de ComplejidadNivel de Complejidad....

De acuerdo al RAS, Numeral A.3.1, Niveles de Complejidad del Sistema, se

establece que según la población proyectada, el municipio de MARQUETALIA se

ubica en el nivel de complejidad Medio.

Nivel de Nivel de Nivel de Nivel de

ComplejidadComplejidadComplejidadComplejidad

Población en la zona Población en la zona Población en la zona Población en la zona

urbanaurbanaurbanaurbana

Capacidad Capacidad Capacidad Capacidad

económica de los económica de los económica de los económica de los

usuariosusuariosusuariosusuarios

Bajo < 2500 Baja



50


ComplejidadComplejidadComplejidadComplejidad

Población en la zona Población en la zona Población en la zona Población en la zona

urbanaurbanaurbanaurbana

Capacidad Capacidad Capacidad Capacidad

económica de los económica de los económica de los económica de los

usuariosusuariosusuariosusuarios

MedioMedioMedioMedio 2501 a 125002501 a 125002501 a 125002501 a 12500 BajaBajaBajaBaja

Medio Alto 12501 a 60000 Media

Alto > 60000 Alta

Tabla 13. Niveles de complejidad del sistema

•

4.24.24.24.2 Período de DiseñoPeríodo de DiseñoPeríodo de DiseñoPeríodo de Diseño

Para poder determinar de una forma acertada que tipo de estructura se está

proyectando y por consiguiente el periodo de diseño a emplear para el cálculo de

los parámetros de diseño es importante citar un aparte del RAS 2000.

“Las líneas de aducción de acueducto son los conductos destinados a transportar “Las líneas de aducción de acueducto son los conductos destinados a transportar “Las líneas de aducción de acueducto son los conductos destinados a transportar “Las líneas de aducción de acueducto son los conductos destinados a transportar

por gravedad o por bombeo las aguas crudas desde los sitios de captación hasta por gravedad o por bombeo las aguas crudas desde los sitios de captación hasta por gravedad o por bombeo las aguas crudas desde los sitios de captación hasta por gravedad o por bombeo las aguas crudas desde los sitios de captación hasta

las plantas de tratamiento, prestando excepcionalmente servicio de suministro a las plantas de tratamiento, prestando excepcionalmente servicio de suministro a las plantas de tratamiento, prestando excepcionalmente servicio de suministro a las plantas de tratamiento, prestando excepcionalmente servicio de suministro a

lo larglo larglo larglo largo de su longitud.”o de su longitud.”o de su longitud.”o de su longitud.”

RAS B.6.1RAS B.6.1RAS B.6.1RAS B.6.1

De acuerdo con la anterior cita se determina que la estructura que se propone

mejorar por ser un conducto que va desde la bocatoma hasta la planta de

tratamiento se clasifica como aducción, por lo tanto los parámetros de diseño que

enmarcan el presente son los siguientes:



51

El período de diseño de las aducciones se encuentra establecido en la tabla

siguiente según lo indica el artículo 69 de la resolución 2320 de noviembre de

2009, la cual indica los periodos de diseño para todos los componentes del

sistema de acuerdo a su nivel de complejidad.

Nivel de ComplejidadNivel de ComplejidadNivel de ComplejidadNivel de Complejidad Periodo de DiseñoPeriodo de DiseñoPeriodo de DiseñoPeriodo de Diseño

Bajo, MedioBajo, MedioBajo, MedioBajo, Medio y Medio y Medio y Medio y Medio

altoaltoaltoalto 25252525 añosañosañosaños

Medio 30 años

Tabla 14. Periodos de diseño para líneas de aducción.

•

El sistema de acueducto del municipio de MARQUETALIA, de acuerdo con la

población proyectada se encuentra clasificado en el nivel Medio de complejidad,

por lo cual el periodo de diseño de la aduccion es de 25 años.

4.34.34.34.3 Dotación NetaDotación NetaDotación NetaDotación Neta

De acuerdo con el artículo 67 de la resolución 2320 de noviembre de 2009 se

determina un valor de dotación neta máxima igual a 115 l/hab/día, puesto que el

municipio de MARQUETALIA se encuentra sobre los 1600 msnm y por lo tanto se

considera un municipio con clima frio o templado.


CoCoCoComplejidadmplejidadmplejidadmplejidad

Dotación neta Dotación neta Dotación neta Dotación neta

máximamáximamáximamáxima

Clima Frio o Clima Frio o Clima Frio o Clima Frio o

Templado Templado Templado Templado

((((llll/hab/día)/hab/día)/hab/día)/hab/día)

Dotación neta Dotación neta Dotación neta Dotación neta

máximamáximamáximamáxima Clima Clima Clima Clima

CálidoCálidoCálidoCálido ((((llll/hab/día)/hab/día)/hab/día)/hab/día)

Bajo 90 100

MedioMedioMedioMedio 115115115115 125

Medio Alto 125 135



52

Alto 140 150

Tabla 15. Cálculo de la dotación neta líneas de aducción

•

4.44.44.44.4 Pérdidas Pérdidas Pérdidas Pérdidas tecnicastecnicastecnicastecnicas

Se toma un porcentaje inicial de pérdidas del 50% sobre la dotación neta

corregida, el cual se reduce conforme el paso de los años hasta alcanzar un 25%

en un periodo de 25 años, valor máximo admisible según lo establece el numeral

la Resolución 2320 de 2009. Lo anterior se hace teniendo en cuenta que en el

año cero del proyecto no se contará con un programa de control y/o reducción de

pérdidas ni con un plan de Agua No Contabilizada que sirva de seguimiento a las

pérdidas de agua. Se espera que la empresa prestadora del servicio tome las

medidas necesarias para reducir el nivel de pérdidas hasta el valor recomendado

alcanzando la meta en el tiempo antes mencionado.

Es importante anotar que el caudal de diseño se calculó con el 25% de pérdidas en

el sistema, ya que es el valor meta a alcanzar según lo establecido por la

normatividad y que se toma un valor inicial del 50% de perdidas únicamente para

tener una base sobre el caudal con el cual actualmente se estaría evaluando la

línea.

4.54.54.54.5 DoDoDoDotación Bruta tación Bruta tación Bruta tación Bruta

Con base en lo estipulado en el RAS 2000, numeral B.2.6., y la resolución 2320

de noviembre de 2009 en su artículo 67 para el cálculo de la dotación bruta se

utiliza la siguiente expresión:

p

dd netabruta %1−

=

Siendo:



53

brutad = Dotación Bruta para el periodo de diseño

netad = Dotación Neta Corregida

%p = Porcentaje de pérdidas para el periodo de diseño

Obteniendo:

diahabldbruta // 33,15325,01

115 =−

=

4.64.64.64.6 Caudal Medio DiarioCaudal Medio DiarioCaudal Medio DiarioCaudal Medio Diario

Con base en lo afirmado en el RAS, numeral B.2.7.1., el caudal medio diario se

calcula para la población proyectada, teniendo en cuenta la dotación bruta

correspondiente.

86400bruta

md

dPQ

×=

Siendo:

mdQ = Caudal medio diario

P = Población Futura

brutad = Dotación Bruta

Obteniendo:

slQmd /39,14400.86

33,1538110 =×=

4.74.74.74.7 Coeficiente de consumo máximo diario (K1)Coeficiente de consumo máximo diario (K1)Coeficiente de consumo máximo diario (K1)Coeficiente de consumo máximo diario (K1)

De acuerdo al nivel de complejidad en el que se encuentra el municipio de

MARQUETALIA, el valor K1 correspondiente es de 1,2; de acuerdo a lo establecido

en el numeral B.7.2. del RAS 2000:



54

Nivel de complejidadNivel de complejidadNivel de complejidadNivel de complejidad K1K1K1K1

Bajo 1,30

MedioMedioMedioMedio 1,301,301,301,30

Medio Alto 1,20

Alto 1,20

Tabla 16. Valores de K1 de acuerdo al nivel de complejidad del sistema

•

4.84.84.84.8 Caudal maximo diario.Caudal maximo diario.Caudal maximo diario.Caudal maximo diario.

De acuerdo al coeficiente de consumo máximo diario se determina el valor de

Caudal Máximo Diario para el periodo de diseño:

mdMD QKQ ×= 1

slQMD /71,1839,143.1 =×=

Donde:

MDQ = Caudal Máximo Diario

K1 = Coeficiente de consumo Diario

mdQ = Caudal Medio Diario

4.94.94.94.9 CCCCaudal para necesidades en la planta de tratmientoaudal para necesidades en la planta de tratmientoaudal para necesidades en la planta de tratmientoaudal para necesidades en la planta de tratmiento....

El RAS en su numeral B 2.5.2 indica

“Debe considerarse entre 3% y 5% del caudal medio diario para atender las Debe considerarse entre 3% y 5% del caudal medio diario para atender las Debe considerarse entre 3% y 5% del caudal medio diario para atender las Debe considerarse entre 3% y 5% del caudal medio diario para atender las

necesidades de lavado de la planta de tratanecesidades de lavado de la planta de tratanecesidades de lavado de la planta de tratanecesidades de lavado de la planta de tratamiento.”miento.”miento.”miento.”

RAS B.2.5.2RAS B.2.5.2RAS B.2.5.2RAS B.2.5.2

Se consideró que el consumo para necesidades en la planta de tratamiento es del

5% del caudal medio diario, por lo tanto:

71.005.0*39,14 ==Qplanta



55

4.104.104.104.10 Perdidas en la aduccion.Perdidas en la aduccion.Perdidas en la aduccion.Perdidas en la aduccion.

El RAS en su numeral B 2.5.1 indica:

“Debe establecerse un “Debe establecerse un “Debe establecerse un “Debe establecerse un nivel de pérdidas en la aducción antes de llegar a la planta nivel de pérdidas en la aducción antes de llegar a la planta nivel de pérdidas en la aducción antes de llegar a la planta nivel de pérdidas en la aducción antes de llegar a la planta

de tratamiento. El nivel de pérdidas en la aducción debe ser inferior al 5%.”de tratamiento. El nivel de pérdidas en la aducción debe ser inferior al 5%.”de tratamiento. El nivel de pérdidas en la aducción debe ser inferior al 5%.”de tratamiento. El nivel de pérdidas en la aducción debe ser inferior al 5%.”

Se consideró que las perdidas en la aducción deben ser del 5%, por lo tanto:

71.005.0*39,14 ==Qperdidas

4.114.114.114.11 Caudal de disCaudal de disCaudal de disCaudal de diseño.eño.eño.eño.

El RAS en su numeral B 6.4.2 indica:

“Para calcular el caudal de diseño de las obras de aducción o conducción deben “Para calcular el caudal de diseño de las obras de aducción o conducción deben “Para calcular el caudal de diseño de las obras de aducción o conducción deben “Para calcular el caudal de diseño de las obras de aducción o conducción deben

tenerse en cuenta los siguientes requisitos:tenerse en cuenta los siguientes requisitos:tenerse en cuenta los siguientes requisitos:tenerse en cuenta los siguientes requisitos:

1111. Para los niveles . Para los niveles . Para los niveles . Para los niveles bajobajobajobajo y y y y mediomediomediomedio de complejidad, la aducción o conducción debe de complejidad, la aducción o conducción debe de complejidad, la aducción o conducción debe de complejidad, la aducción o conducción debe

diseñarsediseñarsediseñarsediseñarse con el caudal máximo diario (QMD) con el caudal máximo diario (QMD) con el caudal máximo diario (QMD) con el caudal máximo diario (QMD) al final del periodo de diseño o año al final del periodo de diseño o año al final del periodo de diseño o año al final del periodo de diseño o año

horizonte del proyecto, si se cuenta con horizonte del proyecto, si se cuenta con horizonte del proyecto, si se cuenta con horizonte del proyecto, si se cuenta con almacenamientoalmacenamientoalmacenamientoalmacenamiento; en caso contrario, debe ; en caso contrario, debe ; en caso contrario, debe ; en caso contrario, debe

diseñarse con el caudal máximo horario (QMH). En caso de sistemas de bombeo, diseñarse con el caudal máximo horario (QMH). En caso de sistemas de bombeo, diseñarse con el caudal máximo horario (QMH). En caso de sistemas de bombeo, diseñarse con el caudal máximo horario (QMH). En caso de sistemas de bombeo,

debe diseñarse con el caudebe diseñarse con el caudebe diseñarse con el caudebe diseñarse con el caudal medio diario y en los días de mayor consumo se dal medio diario y en los días de mayor consumo se dal medio diario y en los días de mayor consumo se dal medio diario y en los días de mayor consumo se

aumentara el tiempo de bombeoaumentara el tiempo de bombeoaumentara el tiempo de bombeoaumentara el tiempo de bombeo.”.”.”.”

Como en el municipio de MARQUETALIA existe almacenamiento el caudal de

diseño está estimado como:

QperdidasQplantaQMDQdiseño ++=

slQdiseño /13,2071.071.071,18 =++=



56

SIMULACIÓN HIDRÁULICA DE LASIMULACIÓN HIDRÁULICA DE LASIMULACIÓN HIDRÁULICA DE LASIMULACIÓN HIDRÁULICA DE LA LINEALINEALINEALINEA DE ADUCCION A FUTURODE ADUCCION A FUTURODE ADUCCION A FUTURODE ADUCCION A FUTURO

5.15.15.15.1 Creación dCreación dCreación dCreación del modelo hidráulicoel modelo hidráulicoel modelo hidráulicoel modelo hidráulico

Para realizar el análisis del comportamiento futuro de la línea de aducción, fue

necesario implementar un modelo hidráulico, el cual se realizo en el programa

Watercad.

Los caudales estimados futuros se obtuvieron de acuerdo a los cálculos

consignados anteriormente donde se muestran claramente los parámetros

utilizados para la estimación de los caudales.

Se obtuvo un caudal futuro de 20,15 l/s con el fin de evaluar el comportamiento

de la línea de aducción.

El modelo hidráulico se construyo con las longitudes reales por tramos, los

diámetros reales internos de las tuberías y sus materiales correspondientes.

Toda la información utilizada para la construcción del modelo obedece a un

levantamiento topográfico suministrado por la empresa Empocaldas seccional

Marquetalia.

La simulación se ejecuto por el método de Darcy Weisbach.

Para los tramos de tubería proyectada se utilizaron los diámetros internos reales

de acuerdo a la presión de trabajo y el RDE de cada tubería.

Se realizo la simulación hidráulica de la aducción como se muestra en las graficas

obteniendo los siguientes resultados:



57

5.25.25.25.2 SimulaciónSimulaciónSimulaciónSimulación por escenarios.por escenarios.por escenarios.por escenarios.

Se realizaron 2 escenarios con diferentes alternativas de demanda, topología y

variación de características físicas como diámetros y materiales con el fin de

obtener el comportamiento de la línea de aducción en estado actual y a futuro.

Como se pudo ver el comportamiento de las línea de aducción en condiciones

actuales y su correspondiente análisis ya se mostro anteriormente con fines de

diagnosticarla.

Al igual que para el diagnostico del funcionamiento de la línea existente para la

etapa de diseño se adoptaron los mismos coeficientes de perdidas menores para

la línea de aducción.

A continuación se presentan los resultados del escenario correspondiente al

comportamiento futuro de la línea de aducción de acuerdo con la optimización

que se propone:

Ilustración 13. . Simulación aducción San Juan condición futura.



58

LabelLabelLabelLabel Length Length Length Length

(m(m(m(m))))

Start Start Start Start

NodeNodeNodeNode

Stop Stop Stop Stop

NodeNodeNodeNode


(in)(in)(in)(in) MaterialMaterialMaterialMaterial

Flow Flow Flow Flow







P-4 100 R-2 J-10 8 Asbestos Cement 22 0,68 0,002

P-5 264,55 J-10 J-11 8 Asbestos Cement 22 0,68 0,002









P-17 21 J-22 J-23 6 Asbestos Cement 22 1,22 0,008





P-22 81 J-27 J-28 8 Ductile Iron 22 0,68 0,003

P-23 55,66 J-28 J-29 8 Ductile Iron 22 0,68 0,003

P-24 43,94 J-29 J-30 8 Ductile Iron 22 0,68 0,003

P-25 37,34 J-30 J-31 8 Ductile Iron 22 0,68 0,003

P-26 80,66 J-31 J-32 8 Ductile Iron 22 0,68 0,003

P-27 15,63 J-32 J-33 8 Ductile Iron 22 0,68 0,003

P-28 98,89 J-33 J-34 8 Ductile Iron 22 0,68 0,003

P-29 96,04 J-34 J-35 8 Ductile Iron 22 0,68 0,003

P-30 40,11 J-35 J-36 8 Ductile Iron 22 0,68 0,003

P-31 60,14 J-36 J-37 8 Ductile Iron 22 0,68 0,003

P-32 105,51 J-37 J-38 8 Ductile Iron 22 0,68 0,003

P-33 58,34 J-38 J-39 8 Ductile Iron 22 0,68 0,003

P-34 107,86 J-39 J-40 8 Ductile Iron 22 0,68 0,003

P-35 76,6 J-40 J-41 8 Ductile Iron 22 0,68 0,003

P-36 242,71 J-41 J-42 6 PVC 22 1,22 0,008

P-37 93,13 J-42 J-43 6 PVC 22 1,22 0,008



59

LabelLabelLabelLabel Length Length Length Length

(m(m(m(m))))

Start Start Start Start

NodeNodeNodeNode

Stop Stop Stop Stop

NodeNodeNodeNode


(in)(in)(in)(in) MaterialMaterialMaterialMaterial

Flow Flow Flow Flow










P-42 199,81 J-47 J-48 6 PVC 22 1,22 0,008

P-43 259,64 J-48 J-49 6 PVC 22 1,22 0,008

P-44 143,56 J-49 J-50 6 PVC 22 1,22 0,008













P-57 149,12 J-62 J-63 8 Ductile Iron 22 0,68 0,003

P-59 50,89 J-64 J-65 8 Ductile Iron 22 0,68 0,003



P-62 44,07 J-63 J-68 8 Ductile Iron 22 0,68 0,003

P-63 10 J-68 J-64 8 Ductile Iron 22 0,68 0,003

P-65 150 J-69 J-44 8 PVC 22 0,68 0,002

P-66 1.078,98 J-43 J-70 6 Asbestos Cement 22 1,22 0,008


Tabla 17. Resultados simulación San Juan condición futura (Tuberías)

•



60


(m)(m)(m)(m)







J-10 1.683,49 0 1.691,86 8,4

J-11 1.647,81 0 1.691,32 43,4

J-15 1.618,83 0 1.690,72 71,7

J-16 1.600,57 0 1.689,09 88,3

J-17 1.582,55 0 1.687,76 105

J-18 1.616,31 0 1.686,55 70,1

J-19 1.608,52 0 1.685,75 77,1

J-20 1.604,37 0 1.685,34 80,8

J-21 1.553,75 0 1.684,77 130,8

J-22 1.541,44 0 1.684,44 142,7

J-23 1.586,01 0 1.684,26 98,1

J-24 1.579,07 0 1.682,70 103,4

J-25 1.551,36 0 1.682,31 130,7

J-26 1.577,93 0 1.681,03 102,9

J-27 1.583,59 0 1.680,08 96,3

J-28 1.578,61 0 1.679,86 101,1

J-29 1.594,96 0 1.679,72 84,6

J-30 1.605,79 0 1.679,60 73,7

J-31 1.582,47 0 1.679,50 96,8

J-32 1.570,50 0 1.679,29 108,6

J-33 1.575,65 0 1.679,25 103,4

J-34 1.614,37 0 1.678,99 64,5

J-35 1.596,88 0 1.678,73 81,7

J-36 1.612,85 0 1.678,63 65,6

J-37 1.592,18 0 1.678,47 86,1

J-38 1.570,38 0 1.678,19 107,6

J-39 1.604,62 0 1.678,03 73,3

J-40 1.625,12 0 1.677,75 52,5

J-41 1.637,25 0 1.677,54 40,2

J-42 1.595,78 0 1.675,64 79,7

J-43 1.635,67 0 1.674,91 39,2

J-44 1.559,90 0 1.664,69 104,6



61


(m)(m)(m)(m)







J-45 1.544,08 0 1.662,63 118,3

J-46 1.468,77 0 1.661,45 192,3

J-47 1.547,64 0 1.660,15 112,3

J-48 1.500,24 0 1.658,59 158

J-49 1.561,79 0 1.656,55 94,6

J-50 1.606,01 0 1.655,42 49,3

J-51 1.569,04 0 1.654,38 85,2

J-52 1.593,27 0 1.653,36 60

J-53 1.581,51 0 1.652,49 70,8

J-54 1.594,31 0 1.652,10 57,7

J-55 1.582,28 0 1.651,63 69,2

J-56 1.628,30 0 1.651,13 22,8

J-57 1.553,40 0 1.649,81 96,2

J-58 1.591,67 0 1.648,91 57,1

J-59 1.608,13 0 1.647,91 39,7

J-60 1.616,36 0 1.646,70 30,3

J-61 1.598,43 0 1.645,65 47,1

J-62 1.615,12 0 1.644,19 29

J-63 1.582,48 0 1.643,80 61,2

J-64 1.590,84 0 1.643,65 52,7

J-65 1.619,23 0 1.643,52 24,2

J-66 1.586,11 0 1.643,09 56,9

J-67 1.630,43 22 1.641,39 10,9

J-68 1.618,19 0 1.643,68 25,4

J-69 1.610,00 0 1.664,98 54,9

Tabla 18. Resultados simulación San Juan condición futura (Nodos)



62

Gráfica 3 .Presiones, elevaciones y línea piezometrica en aducción El rosario Bocatoma

Desarenador condición futura.

El comportamiento de la línea es muy similar al comportamiento que tiene

actualmente, puesto que solo se están cambiando dos tramos de tubería que se

deben reponer por las razones argumentadas anteriormente.

5.35.35.35.3 Clase y tipo de tubería a utilizarClase y tipo de tubería a utilizarClase y tipo de tubería a utilizarClase y tipo de tubería a utilizar

Según el RAS:

Presión interna de diseño de las tuberíasPresión interna de diseño de las tuberíasPresión interna de diseño de las tuberíasPresión interna de diseño de las tuberías

““““La presión interna de diseño de las tuberías La presión interna de diseño de las tuberías La presión interna de diseño de las tuberías La presión interna de diseño de las tuberías debe calcularse como el mayor valor debe calcularse como el mayor valor debe calcularse como el mayor valor debe calcularse como el mayor valor

que resulte entre la presión estática y la máxima sobrepresión ocurrida en el que resulte entre la presión estática y la máxima sobrepresión ocurrida en el que resulte entre la presión estática y la máxima sobrepresión ocurrida en el que resulte entre la presión estática y la máxima sobrepresión ocurrida en el

fenómeno de golpe de ariete calculada según el literal B.6.4.11, multiplicada por fenómeno de golpe de ariete calculada según el literal B.6.4.11, multiplicada por fenómeno de golpe de ariete calculada según el literal B.6.4.11, multiplicada por fenómeno de golpe de ariete calculada según el literal B.6.4.11, multiplicada por

un factor de seguridad de 1.3.un factor de seguridad de 1.3.un factor de seguridad de 1.3.un factor de seguridad de 1.3.””””



63

Esto es:

La presión nLa presión nLa presión nLa presión nominal de trabajo de las tuberías y de todos sus accesorios debe ser ominal de trabajo de las tuberías y de todos sus accesorios debe ser ominal de trabajo de las tuberías y de todos sus accesorios debe ser ominal de trabajo de las tuberías y de todos sus accesorios debe ser

mayor que la presión de diseño calculada en la ecuación B.6.14. mayor que la presión de diseño calculada en la ecuación B.6.14. mayor que la presión de diseño calculada en la ecuación B.6.14. mayor que la presión de diseño calculada en la ecuación B.6.14.


El valor de la máxima sobrepresión debido al golpe de ariete se calcula mediante

la siguiente ecuacion:

Donde:

Dp = Sobrepresión debida al Golpe de Ariete (m)

a = Velocidad media de propagación de la onda (m/s)

V = Velocidad del flujo (m/s)

g = Aceleración de la gravedad (m/s2)

El valor de a para tuberías de PVC se calcula mediante la siguiente ecuación:

a = Velocidad media de propagación de la onda (m/s)

K = Modulo de elasticidad del liquido =2.20E4 (Kg/cm2)

E = Modulo de elasticidad del material = 2.81E4 (Kg/cm2)

RDE = Relación diámetros espesor de la tubería.

),max(max eptransientpestaticaP =

3.1max*pPdiseño =

g

VaDp

*=

)2)(/(1

1420

−+=

RDEEKa



64

Tabla 19. Velocidad de propagación de la onda en tuberías de PVC

Calculo de la sobrepresión debida al golpe de ariete:

Para el tramo a optimizar se hará el cálculo de la sobrepresión debida al

fenómeno del golpe de ariete, con el fin de establecer la presión interna de

diseño.

• TTTTramo ramo ramo ramo JJJJ----69696969 –––– JJJJ----44444444::::

Se propone tubería en PVC por lo tanto:

PVC RDE 21

Entonces:

Luego:

CLASE, RDE a

(mts/seg.)

13.5 449

21 368

26 330

32.5 294

41 252

g

VaDp

*=

sma /38,356)221)(81.2/2.2(1

1420 =−+

=



65

Por lo tanto la presión interna de diseño es:

Entonces la tubería debe ser PVC RDE 21 PR=200psi, teniendo en cuenta que solo

se presentara la estatica porque no existen valvula a la llegada de la planta que

genere el golpe de Ariete.

5.45.45.45.4 Velocidades mínima y máximaVelocidades mínima y máximaVelocidades mínima y máximaVelocidades mínima y máxima

Según el RAS 2000:

“Teniendo en cuenta que el agua que fluye a través de la tubería de aducción o “Teniendo en cuenta que el agua que fluye a través de la tubería de aducción o “Teniendo en cuenta que el agua que fluye a través de la tubería de aducción o “Teniendo en cuenta que el agua que fluye a través de la tubería de aducción o

conducciónconducciónconducciónconducción puede contener materiales sólidos en suspensión, debe adoptarse una puede contener materiales sólidos en suspensión, debe adoptarse una puede contener materiales sólidos en suspensión, debe adoptarse una puede contener materiales sólidos en suspensión, debe adoptarse una

velocidad mínima en las tuberías. Se recomienda una velocidad mínima de 0,60 velocidad mínima en las tuberías. Se recomienda una velocidad mínima de 0,60 velocidad mínima en las tuberías. Se recomienda una velocidad mínima de 0,60 velocidad mínima en las tuberías. Se recomienda una velocidad mínima de 0,60

m/s, aunque este valm/s, aunque este valm/s, aunque este valm/s, aunque este valor dependerá de las características de or dependerá de las características de or dependerá de las características de or dependerá de las características de auto limpiezaauto limpiezaauto limpiezaauto limpieza, de la , de la , de la , de la

calidad del agua y de la magnitud de los fenómenos hidráulicos que ocurran en la calidad del agua y de la magnitud de los fenómenos hidráulicos que ocurran en la calidad del agua y de la magnitud de los fenómenos hidráulicos que ocurran en la calidad del agua y de la magnitud de los fenómenos hidráulicos que ocurran en la

tubería”tubería”tubería”tubería”

RAS B.6.4.8.4 RAS B.6.4.8.4 RAS B.6.4.8.4 RAS B.6.4.8.4

“En general no debe limitarse la velocidad máxima en las tuberías de aducción o En general no debe limitarse la velocidad máxima en las tuberías de aducción o En general no debe limitarse la velocidad máxima en las tuberías de aducción o En general no debe limitarse la velocidad máxima en las tuberías de aducción o

conducciónconducciónconducciónconducción; el límite a la velocidad estará dado por la presión máxima producida ; el límite a la velocidad estará dado por la presión máxima producida ; el límite a la velocidad estará dado por la presión máxima producida ; el límite a la velocidad estará dado por la presión máxima producida

por fenómenos del golpe de ariete…Se recomienda una velocidad máxima de 6 por fenómenos del golpe de ariete…Se recomienda una velocidad máxima de 6 por fenómenos del golpe de ariete…Se recomienda una velocidad máxima de 6 por fenómenos del golpe de ariete…Se recomienda una velocidad máxima de 6

m/s”m/s”m/s”m/s”

mDp 76,4581.9

22.1*368 ==

mmsnmmsnmimaPestatica 59.12390,155949.683.1max =−=

psimmPid 24255.16976.4559.123 ==+=



66

Como se puede observar las velocidades en los tramos proyectados de la línea de

conducción es de 1.22 m/s, por lo cual están dentro del intervalo de velocidades

5.55.55.55.5 Infraestructura proyectadaInfraestructura proyectadaInfraestructura proyectadaInfraestructura proyectada para lapara lapara lapara la optimizacion de la conduccion San Juanoptimizacion de la conduccion San Juanoptimizacion de la conduccion San Juanoptimizacion de la conduccion San Juan

Para la optimización de la conducción San Juan se propone la instalación de 150

metros de tubería PVC Presion RDE 21 Ø=8”en el tramo ubicado en la abscisa

K4+380.89 hasta la abscisa K4+530.89 correspondiente a la tubería P-65 entre

los nodos J-69 y J-44, con el fin de optimizar la continuidad del servicio, que se

ve afectada por los frecuentes daños en el sistema.

TTTTRAMORAMORAMORAMO LONGITUD (m)LONGITUD (m)LONGITUD (m)LONGITUD (m) DIAMETRO DIAMETRO DIAMETRO DIAMETRO

(mm)(mm)(mm)(mm)

MATERIALMATERIALMATERIALMATERIAL CLASECLASECLASECLASE

P-65 150 160 PVC RDE 21

Tabla 20. Tubería a instalar según clase y diámetro.

Es preciso recordar a la empresa prestadora del servicio de acueducto y alcantarillado en

el Municipio de Marquetalia que para asegurar el buen funcionamiento de la línea de

aducción es preciso mantener un continuo mantenimiento de los puntos donde estén

actualmente ubicadas las valvulas de purga y ventosa instaladas, además de realizar una

evaluación de posibles puntos donde actualmente se requiere la implementación de

dichos elementos con el fin de evitar traumatismos que afecten la continuidad del servicio

a la comunidad .

FIRMAN RESPONSABLES:



67

EUGENIA ZULUAGA LARGOEUGENIA ZULUAGA LARGOEUGENIA ZULUAGA LARGOEUGENIA ZULUAGA LARGO SERGIO LOPERA PROAÑOSSERGIO LOPERA PROAÑOSSERGIO LOPERA PROAÑOSSERGIO LOPERA PROAÑOS

MMMMP 17202P 17202P 17202P 17202----111136072360723607236072 DE CALDASDE CALDASDE CALDASDE CALDAS Director de Planeación

Ingeniera de diseño Empocaldas S.A E.S.P

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ANEXO No. 1. CÁLCULO DEL CAUDAL DE DISEÑO PARA LA LINEA DE ADUCCIONANEXO No. 1. CÁLCULO DEL CAUDAL DE DISEÑO PARA LA LINEA DE ADUCCIONANEXO No. 1. CÁLCULO DEL CAUDAL DE DISEÑO PARA LA LINEA DE ADUCCIONANEXO No. 1. CÁLCULO DEL CAUDAL DE DISEÑO PARA LA LINEA DE ADUCCION

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