SISTEMA MATRIZ DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE SECTOR...

CONSORCIO IEH GRUCON PROFINVEST

SISTEMA MATRIZ DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE AL SECTOR SUR DE LA CIUDAD DE IBAGUÉ

EMPRESA IBAGUEREÑA DE ACUEDUCTO Y ALCANTARILLADO IBAL S.A. E.S.P. OFICIAL

CONTRATO 0072-2012

REVISIÓN Y ACTUALIZACIÓN DE LOS DISEÑOS DE ACUEDUCTO COMPLEMENTARIO DE ACUERDO CON LO ESTABLECIDO EN EL

REGLAMENTO TÉCNICO DEL SECTOR DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO BÁSICO RAS 2000 Y NORMA SISMO RESISTENTE ACTUAL

NSR10, BRINDANDO ALTERNATIVAS ACORDE CON LA SITUACIÓN ACTUAL Y FUTURA PARA LA PRESTACIÓN DEL SERVICIO DE ACUEDUCTO Y DAR ASÍ SOLUCIÓN A LA PROBLEMÁTICA DEL SERVICIO EN LA CIUDAD DE

IBAGUÉ.

SISTEMA MATRIZ DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE SECTOR SUR DE LA CIUDAD DE IBAGUÉ.

C309-IT-17 V4

CONSORCIO IEH GRUCON - PROFINVEST

BOGOTÁ, FEBRERO DE 2017

CONSORCIO

IEH GRUCON PROFINVEST

REVISIÓN Y ACTUALIZACIÓN DE LOS DISEÑOS DEL ACUEDUCTO COMPLEMENTARIO PARA LA

PRESTACIÓN DEL SERVICIO DE ACUEDUCTO EN LA CIUDAD DE IBAGUÉ

Versión 4 Febrero 2017

SISTEMA MATRIZ DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE AL SECTOR SUR DE LA CIUDAD DE IBAGUÉ.

Hoja No. 1



CUADRO DE RESPONSABILIDADES

RESPONSABLE NÚMERO DE REVISIÓN

0 1 2

ELABORACIÓN

Germán Naranjo, Adriana Palomino, Ángela Sánchez,

Jonathan Moreno, Mario Castro, Maria Camila Perdomo. Carolina

Maldonado

Germán Naranjo, Adriana Palomino, Ángela

Sánchez, Jonathan Moreno, Mario Castro, Maria Camila Perdomo.

Carolina Maldonado

Germán Naranjo, Adriana Palomino, Ángela Sánchez,

Jonathan Moreno, Mario Castro, Maria Camila

Perdomo. Carolina

Maldonado

25-11-2013 25-11-2013 27-02-2017

REVISIÓN

John Jairo Isaza Peña John Jairo Isaza Peña John Jairo Isaza

Peña

25-11-2013 25-11-2013 27-02-2017

APROBACIÓN

María Cristina Peña Chacón

Juan Manuel Gutierrez Juan Manuel

Gutierrez

25-11-2013 25-11-2013 27-02-2017

LISTA DE DISTRIBUCIÓN

DEPENDENCIA No.

COPIAS FECHA DE

ENVÍO OBSERVACIONES

Ing. Esther Julia Rodríguez Patiño - Interventoría

1 Medio Electrónico PDF

Supervisor Contrato IBAL - Ing. Juan Carlos Núñez


Director Operativo IBAL- Ing. Luis Ricardo Salcedo


Archivo Consorcio 1 Medio Electrónico PDF

CUADRO DE MODIFICACIONES

REVISIÓN FECHA DE

MODIFICACIÓN ORIGEN DEL CAMBIO O MODIFICACIÓN

CONSORCIO






Hoja No. 2



Tabla de Contenido

INTRODUCCIÓN ............................................................................................................. 1

1. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO .................................................................................. 3

1.1 Antecedentes. ........................................................................................................... 3

1.2 Necesidad Actual del Sistema ..................................................................................... 4

1.3 Alcance del Proyecto .................................................................................................. 5

1.4 Obras Proyectadas ..................................................................................................... 7 1.4.1 Obras a Corto Plazo 2013-2015 .....................................................................................................8 1.4.2 Obras a Mediano Plazo 2015-2025 ................................................................................................9

1.5 Relación del Proyecto con el Acueducto Complementario ........................................... 9

1.6 Integración del Proyecto al Sistema de Acueducto Existente ..................................... 10

2 INFORMACIÓN GENERAL DEL ÁREA DEL PROYECTO ............................................... 12

2.1 Aspectos Físicos ....................................................................................................... 12 2.1.1 Historia ........................................................................................................................................12 2.1.2 Localización Geográfica ...............................................................................................................13 2.1.3 Límites .........................................................................................................................................14 2.1.4 Vías de Comunicación ..................................................................................................................14 2.1.5 Hidrología ....................................................................................................................................14 2.1.6 Climatología y Meteorología .......................................................................................................16 2.1.7 Tipos de Suelos ............................................................................................................................18 2.1.8 Geografía .....................................................................................................................................19 2.1.9 Cartografía ...................................................................................................................................20 2.1.10 Geotecnia ................................................................................................................................20 2.1.11 Geología ..................................................................................................................................22 2.1.12 Pavimentos ..............................................................................................................................24 2.1.13 Servicios Públicos. ...................................................................................................................24 2.1.14 Sismología ...............................................................................................................................26 2.1.15 Zonas de Potencial Riesgo .......................................................................................................27

2.2 Aspectos Socioeconómicos ....................................................................................... 29 2.2.1 Población Actual ..........................................................................................................................29 2.2.2 Estratificación ..............................................................................................................................29 2.2.3 Usos del Suelo ..............................................................................................................................31 2.2.4 Índice NBI (Necesidades Básicas Insatisfechas) ...........................................................................33 2.2.5 Población de Miseria ...................................................................................................................34 2.2.6 Nivel de Ingresos .........................................................................................................................34 2.2.7 Tarifas de Acueducto ...................................................................................................................36

3 ESTUDIOS DE POBLACIÓN Y DEMANDA DE AGUA .................................................. 37

3.1 Lineamientos ........................................................................................................... 37

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Hoja No. 3



3.2 Población Actual ...................................................................................................... 37 3.2.1 Información Básica Censal ...........................................................................................................37 3.2.2 Proyección de Población ..............................................................................................................40

3.3 Estudio de Demanda de Agua ................................................................................... 52 3.3.1 Lineamientos ...............................................................................................................................52 3.3.2 Población Proyectada ..................................................................................................................52 3.3.3 Evaluación Socio Económica ........................................................................................................52 3.3.4 Nivel de Complejidad ...................................................................................................................53 3.3.5 Periodo de Diseño .......................................................................................................................54 3.3.6 Dotación Neta ..............................................................................................................................54 3.3.7 Análisis y Determinación del IANC ...............................................................................................55 3.3.8 Dotación Bruta .............................................................................................................................56 3.3.9 Proyección de Demandas de Agua ..............................................................................................58 3.3.10 Curvas de Demanda ................................................................................................................61

3.4 Estudio de Urbanismo .............................................................................................. 63 3.4.1 Estado Actual y Descripción General de los Distritos de Presión ................................................63 3.4.2 Población Actual por Distrito .......................................................................................................66 3.4.3 Cálculo de la Capacidad Máxima de Población por Distritos .......................................................70 3.4.4 Proyección de la Población y Cálculo de Saturación por Distritos ...............................................72 3.4.5 Distribución de la Población a Relocalizar ...................................................................................74 3.4.6 Cálculo de Demandas por Distrito ...............................................................................................76

3.5 Determinación del Volumen de Almacenamiento Requerido ..................................... 76 3.5.1 Volumen de Almacenamiento Requerido Distrito 1 ....................................................................77 3.5.2 Volumen de Almacenamiento Requerido Distrito 2 ....................................................................77 3.5.3 Volumen de Almacenamiento Requerido Distrito 3 ....................................................................78 3.5.4 Volumen de Almacenamiento Requerido Distrito 4 ....................................................................78 3.5.5 Volumen de Almacenamiento Requerido Distrito 5 ....................................................................79 3.5.6 Volumen de Almacenamiento Requerido Distrito 5A .................................................................79 3.5.7 Volumen de Almacenamiento Requerido Distrito 6 ....................................................................80 3.5.8 Volumen de Almacenamiento Requerido Distrito 7 ....................................................................80 3.5.9 Volumen de Almacenamiento Requerido Distrito 8 ....................................................................81 3.5.10 Volumen de Almacenamiento Requerido Distrito 9 ...............................................................81 3.5.11 Volumen de Almacenamiento Requerido Distrito 10 .............................................................82 3.5.12 Volumen de Almacenamiento Requerido Distrito 11 .............................................................82 3.5.13 Volumen de Almacenamiento Requerido Distrito 12 .............................................................83 3.5.14 Resumen Comparación Volumen Requerido y Capacidad Actual ...........................................83

3.6 Evaluación del Volumen Requerido Mediante Curvas de Consumo ............................ 85 3.6.1 Obtención de las Curvas de Consumo Horario ............................................................................85 3.6.2 Determinación de Volúmenes de Regulación con las Curvas de Consumo Horario ....................88

3.7 Dimensionamiento de los Tanques de Almacenamiento Requeridos ......................... 89 3.7.1 Dimensionamiento del Tanque Sur .............................................................................................90

3.8 Resumen del Dimensionamiento de Tanques Proyectados ........................................ 92

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Hoja No. 4



3.9 Observaciones del Estudio de Población y Demanda ................................................. 92

4 DIAGNÓSTICO DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO ......................................................... 93

4.1 Sistema de Acueducto .............................................................................................. 93 4.1.1 Bocatomas ...................................................................................................................................97 4.1.2 Aducción Bocatomas ...................................................................................................................98 4.1.3 Desarenadores .............................................................................................................................99 4.1.4 PTAPs ........................................................................................................................................ 101 4.1.5 Tanques de Almacenamiento ................................................................................................... 102 4.1.6 Interconexiones entre Tanques ................................................................................................ 107

5 LEVANTAMIENTOS TOPOGRAFICOS ..................................................................... 110

5.1 Equipo de Trabajo ...................................................................................................110

5.2 Sistema De Referencia Topográfico .........................................................................110 5.2.1 Puntos Certificados de Amarre ................................................................................................. 113

5.3 PRECISIONES ...........................................................................................................114 5.3.1 Planimetría ............................................................................................................................... 115 5.3.2 Altimetría .................................................................................................................................. 115

5.4 EQUIPOS DE MEDICION ...........................................................................................115 5.4.1 Posicionamiento de Puntos con GPS ........................................................................................ 115 5.4.2 Planimetría ............................................................................................................................... 116 5.4.3 Altimetría .................................................................................................................................. 116

5.5 METODOLOGIA LEVANTAMIENTOS GNSS ................................................................117

5.6 PRODUCTOS DE LOS LEVANTAMIENTOS ..................................................................117 5.6.1 Carteras electrónicas en formato “txt” y “raw” ....................................................................... 118 5.6.2 Dibujo en AutoCAD de la topografía ......................................................................................... 118

6 DEFINICIÓN DE LAS ALTERNATIVAS DE DISEÑO ................................................... 119

6.1 Metodología de cálculo hidráulico ...........................................................................120 6.1.1 Teoría de la Sedimentación ...................................................................................................... 120 6.1.2 Periodo de Retención ............................................................................................................... 121 6.1.3 Vertederos ................................................................................................................................ 122 6.1.4 Pantallas Deflectoras ................................................................................................................ 122 6.1.1 Pérdidas de Energía por Fricción .............................................................................................. 123 6.1.2 Rugosidd de los materiales ....................................................................................................... 125 6.1.3 Pérdidas Menores ..................................................................................................................... 125 6.1.4 Línea de Gradiente Hidráulico (LGH) ........................................................................................ 126 6.1.5 Modelación Hidráulica .............................................................................................................. 126

6.2 Alternativas Tubería de interconexión Sur – Fiscalía. ................................................129 6.2.1 Alineamiento ............................................................................................................................ 129 6.2.2 Material .................................................................................................................................... 130 6.2.3 Diámetro ................................................................................................................................... 131

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Hoja No. 5



6.2.4 Evaluación Hidráulica ................................................................................................................ 131 6.2.5 Costos Estimados de las Alternativas ....................................................................................... 132 6.2.6 Selección de la Alternativa de Diseño ....................................................................................... 133

6.3 Línea de Aducción Cócora K4+700 a la PTAP Boquerón. ............................................133 6.3.1 Alineamiento ............................................................................................................................ 134 6.3.2 Material .................................................................................................................................... 136 6.3.3 Diámetro ................................................................................................................................... 137 6.3.4 Evaluación Hidráulica ................................................................................................................ 137 6.3.5 Costos Estimados de las Alternativas ....................................................................................... 138 6.3.6 Selección de la Alternativa de Diseño ....................................................................................... 139

6.4 Prolongación Línea De Aducción Sistema Sur. ..........................................................139 6.4.1 Alineamiento ............................................................................................................................ 139 6.4.2 Material .................................................................................................................................... 140 6.4.3 Diámetro ................................................................................................................................... 140 6.4.4 Evaluación Hidráulica ................................................................................................................ 141 6.4.5 Costos Estimados de las Alternativas ....................................................................................... 143 6.4.6 Selección de la Alternativa de Diseño ....................................................................................... 143

6.5 Tubería de Interconexión entre el Tanque Ciudad y el Tanque Sur. ...........................143 6.5.1 Alineamiento ............................................................................................................................ 143 6.5.2 Material .................................................................................................................................... 144 6.5.3 Diámetro ................................................................................................................................... 145 6.5.4 Evaluación Hidráulica ................................................................................................................ 145 6.5.5 Costos Estimados de las Alternativas ....................................................................................... 147 6.5.6 Selección de la Alternativa de Diseño ....................................................................................... 148

6.6 Tanque Sur .............................................................................................................148

6.7 Tubería de Conexión entre el Tanque Sur y el Distrito No. 3. ....................................153 6.7.1 Alineamiento ............................................................................................................................ 153 6.7.2 Materiales y diámetros ............................................................................................................. 155 6.7.3 Evaluación hidráulica ................................................................................................................ 156 6.7.4 Costos Estimados de Alternativas ............................................................................................. 157 6.7.5 Selección de Alternativa de Diseño .......................................................................................... 158

7 DISEÑO HIDRAULICO ........................................................................................... 160

7.1 Interconexión Tanque Sur - Tanque Fiscalía. ............................................................160 7.1.1 Alcance del Diseño .................................................................................................................... 160 7.1.2 Periodo de Diseño .................................................................................................................... 161 7.1.3 Caudal de Diseño ...................................................................................................................... 161 7.1.4 Diseño de la Tubería ................................................................................................................. 162 7.1.5 Parámetros de Diseño de la Tubería......................................................................................... 162 7.1.6 Fenómeno del Golpe de Ariete ................................................................................................. 164 7.1.7 Diseño de los Accesorios y Válvulas.......................................................................................... 168 7.1.8 Resistencia al Empuje Hidráulico (Anclajes) ............................................................................. 173

7.2 Optimización de los Desarenadores en la Bocatoma del río Cócora...........................183

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Hoja No. 6



7.2.1 Revisión Hidráulica ................................................................................................................... 185 7 Adicionalmente, se determinó que la Velocidad Horizontal Máxima es de 3.98 cm/s, siendo inferior a la Velocidad de Resuspensión de 14.39 cm/s de acuerdo con lo indicado en la capitulo ..... 186 7.2.2 Optimización ............................................................................................................................. 187

7.3 Línea de Interconexión entre los desarenadores y la Línea de Aducción del río Cócora K0+000 ..............................................................................................................................190

7.4 Línea de Aducción Cócora K4+700 a la PTAP Boquerón. ............................................191 7.4.1 Alcance del Diseño. ................................................................................................................... 191 7.4.2 Periodo de Diseño. ................................................................................................................... 192 7.4.3 Caudal de Diseño. ..................................................................................................................... 192 7.4.4 Diseño de la Tubería. ................................................................................................................ 192 7.4.5 Parámetros de Diseño de la Tubería......................................................................................... 192 7.4.6 Fenómeno del Golpe de Ariete ................................................................................................. 194 7.4.7 Diseño de los Accesorios y Válvulas.......................................................................................... 199 7.4.8 Resistencia al Empuje Hidráulico (Anclajes) ............................................................................. 203 7.4.9 Anclajes en Concreto para Curvas Horizontales ....................................................................... 205 7.4.10 Anclajes en Concreto para Curvas Verticales Inferiores....................................................... 214 7.4.11 Anclajes en Concreto para Curvas Verticales Superiores ..................................................... 218

7.5 Prolongación Línea De Aducción Sistema Sur ...........................................................221 7.5.1 Alcance del Diseño. ................................................................................................................... 221 7.5.2 Periodo de Diseño. ................................................................................................................... 221 7.5.3 Caudal de Diseño. ..................................................................................................................... 221 7.5.4 Diseño de la Tubería. ................................................................................................................ 221 7.5.5 Fenómeno del Golpe de Ariete ................................................................................................. 224 7.5.6 Diseño de los Accesorios y Válvulas.......................................................................................... 227 7.5.7 Resistencia al Empuje Hidráulico (Anclajes) ............................................................................. 231 7.5.8 Anclajes en Concreto para Curvas Horizontales ....................................................................... 232 7.5.9 Anclajes en Concreto para Curvas Verticales Inferiores ........................................................... 243 7.5.10 Anclajes en Concreto para Curvas Verticales Superiores ..................................................... 245

7.6 Línea de interconexión entre el Tanque Ciudad y el Tanque Sur. ..............................247 7.6.1 Alcance del Diseño .................................................................................................................... 247 7.6.2 Periodo de Diseño .................................................................................................................... 247 7.6.3 Caudal de Diseño ...................................................................................................................... 247 7.6.4 Diseño de la Tubería ................................................................................................................. 248 7.6.5 Fenómeno del Golpe de Ariete ................................................................................................. 250 7.6.6 Presión Estática Máxima ........................................................................................................... 253 7.6.7 Diseño de los Accesorios y Válvulas.......................................................................................... 255 7.6.8 Resistencia al Empuje Hidráulico (Anclajes) ............................................................................. 257 7.6.9 Anclajes en Concreto para Curvas Horizontales ....................................................................... 259 7.6.10 Anclajes en Concreto para Curvas Verticales Inferiores....................................................... 269 7.6.11 Anclajes en Concreto para Curvas Verticales Superiores ..................................................... 272

7.7 Tanque Sur .............................................................................................................275 7.7.1 Localización ............................................................................................................................... 275

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Hoja No. 7



7.7.2 Dimensionamiento del Tanque de Almacenamiento ............................................................... 276 7.7.3 Dimensionamiento de Tuberías ................................................................................................ 277 7.7.4 Accesorios Complementarios ................................................................................................... 283 7.7.5 Resistencia al Empuje Hidráulico (Anclajes) ............................................................................. 286 7.7.6 Anclajes en Concreto para Curvas Horizontales. ...................................................................... 288 7.7.7 Anclajes en Concreto para Curvas Verticales Inferiores. .......................................................... 291

7.8 Línea de Interconexión entre Tanque Sur y Distrito 3. ..............................................293 7.8.1 Alcance del Diseño. ................................................................................................................... 293 7.8.2 Periodo de Diseño. ................................................................................................................... 293 7.8.3 Caudal de Diseño. ..................................................................................................................... 293 7.8.4 Diseño de la Tubería. ................................................................................................................ 293 7.8.5 Parámetros de Diseño de la Tubería......................................................................................... 293 7.8.6 Diseño de los Accesorios y Válvulas.......................................................................................... 297 7.8.7 Resistencia al Empuje Hidráulico (Anclajes) ............................................................................. 300 7.8.8 Anclajes en Concreto para Curvas Horizontales ....................................................................... 301 7.8.9 Anclajes en Concreto para Curvas Verticales Inferiores ........................................................... 306 7.8.10 Anclajes en Concreto para Curvas Verticales Superiores ..................................................... 308

8 ASPECTOS GEOLÓGICOS GEOTÉCNICOS Y ESTUDIO DE SUELOS ............................. 310

9 DISEÑO ESTRUCTURAL ........................................................................................ 311

10 ESTUDIOS PREDIALES ...................................................................................... 312

11 PRESUPUESTO, PROGRAMACION DE OBRA Y PLAN FINANCIERO. ..................... 313

12 ESPECIFICACIONES Y ASPECTOS CONSTRUCTIVOS............................................. 314

13 BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................. 315

14 ANEXOS .......................................................................................................... 316

Índice de Tablas

Tabla 2-1. Caudales promedio anuales de la subcuenca del río Cócora .......................... 15 Tabla 2-2. Grupos de suelos Ibagué ................................................................................ 18 Tabla 2-3. Información Planchas IGAC ............................................................................ 20 Tabla 2-4. Zonificación geotécnica zona montañosa de Ibagué ....................................... 21 Tabla 2-5. Cantidad de residuos recolectados y dispuestos ............................................. 24 Tabla 2-6. Cobertura eléctrica según su uso .................................................................... 25 Tabla 2-7. Susceptibilidad a deslizamiento de acuerdo a la zonificación geotécnica........ 27 Tabla 2-8. Estratificación acueducto diciembre 2012 ....................................................... 30 Tabla 2-9. Estratificación alcantarillado diciembre 2009 ................................................... 30 Tabla 2-10. Estratificación aseo diciembre 2012 .............................................................. 30 Tabla 2-11 Descripción de los usos del suelo según el POT ............................................ 31 Tabla 2-12. Necesidades Básicas Insatisfechas - Fuente: DANE .................................... 33 Tabla 2-13. Población de miseria ..................................................................................... 34 Tabla 2-14. Consumo de acueducto y tarifas de Abril de 2013 ........................................ 36

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Tabla 3-1 Datos de Población Censos DANE, IBAGUÉ ................................................... 37 Tabla 3-2 Proyección de Población DANE y Otros Estudios para la ciudad de Ibagué .... 38 Tabla 3-3 Métodos de Cálculo Permitidos Según el Nivel de Complejidad del Sistema (Tabla B.2.1. - RAS 2000) ................................................................................................ 41 Tabla 3-4 Tasas de Proyección DANE y Otros Estudios .................................................. 44 Tabla 3-5 Tasas de Crecimiento Intercensales Método Aritmético, Geométrico y Exponencial ..................................................................................................................... 45 Tabla 3-6 Tasas de Crecimiento Actual ........................................................................... 45 Tabla 3-7 Tasas de Crecimiento Seleccionadas .............................................................. 46 Tabla 3-8 Proyección de Población Ciudad de Ibagué por Diferentes Métodos ............... 46 Tabla 3-9 Proyección FINAL de Población Ciudad de Ibagué 2013-2043 ........................ 51 Tabla 3-10 Estratificación de los Usuarios de Acueducto de Ibagué ................................ 52 Tabla 3-11 Nivel de Complejidad del Sistema (Tabla A.3.1- RAS 2000) .......................... 53 Tabla 3-12 Periodo de Diseño (Tabla No 10 - Resolución 2320 MAVDT) ........................ 54 Tabla 3-13 Dotación Neta Máxima (Tabla No 9 - Resolución 2320 MAVDT) ................... 55 Tabla 3-14 Resumen de Dotaciones Netas y Brutas ........................................................ 57 Tabla 3-15 Proyección de Demandas Máximas Ciudad de Ibagué .................................. 60 Tabla 3-16 Áreas de Estudio ............................................................................................ 65 Tabla 3-17 Distribución de Usuarios por Distritos - Diciembre 2012 ................................. 67 Tabla 3-18 Población con Cobertura IBAL por Distritos - Condición Actual (Año 2012) ... 68 Tabla 3-19 Población Sin Cobertura IBAL por Distritos - Condición Actual (Año 2012) .... 69 Tabla 3-20 Población Total por Distritos - Condición Actual (Año 2012) .......................... 69 Tabla 3-21 Densidades Máximas ..................................................................................... 71 Tabla 3-22 Capacidad Máxima de Población ................................................................... 71 Tabla 3-23 Proyección Poblacional Distrito 1 a Distrito 5A ............................................... 72 Tabla 3-24 Proyección Poblacional Distrito 11 a Distrito 12 ............................................. 73 Tabla 3-25 Distritos con Población a Relocalizar y Año de Saturación ............................ 74 Tabla 3-26 Población a relocalizar en cada distrito .......................................................... 75 Tabla 3-27 Factores de Distribución de Población ........................................................... 76 Tabla 3-28 Proyecciones de Población, Demandas de Agua y Volúmenes de Almacenamiento Distrito 1 ............................................................................................... 77 Tabla 3-29 Proyecciones de Población, Demandas de Agua y Volúmenes de Almacenamiento Distrito 2 ............................................................................................... 77 Tabla 3-30 Proyecciones de Población, Demandas de Agua y Volúmenes de Almacenamiento Distrito 3 ............................................................................................... 78 Tabla 3-31 Proyecciones de Población, Demandas de Agua y Volúmenes de Almacenamiento Distrito 4 ............................................................................................... 78 Tabla 3-32 Proyecciones de Población, Demandas de Agua y Volúmenes de Almacenamiento Distrito 5 ............................................................................................... 79 Tabla 3-33 Proyecciones de Población, Demandas de Agua y Volúmenes de Almacenamiento Distrito 5A ............................................................................................. 80 Tabla 3-34 Proyecciones de Población, Demandas de Agua y Volúmenes de Almacenamiento Distrito 6 ............................................................................................... 80 Tabla 3-35 Proyecciones de Población, Demandas de Agua y Volúmenes de Almacenamiento Distrito 7 ............................................................................................... 81

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Hoja No. 9



Tabla 3-36 Proyecciones de Población, Demandas de Agua y Volúmenes de Almacenamiento Distrito 8 ............................................................................................... 81 Tabla 3-37 Proyecciones de Población, Demandas de Agua y Volúmenes de Almacenamiento Distrito 9 ............................................................................................... 82 Tabla 3-38 Proyecciones de Población, Demandas de Agua y Volúmenes de Almacenamiento Distrito 10 ............................................................................................. 82 Tabla 3-39 Proyecciones de Población, Demandas de Agua y Volúmenes de Almacenamiento Dist. 11 ................................................................................................. 83 Tabla 3-40 Proyecciones de Población, Demandas de Agua y Volúmenes de Almacenamiento Dist. 12 ................................................................................................. 83 Tabla 3-41 Comparación Volumen Requerido 2013 vs Capacidad Actual - Año Inicial .... 84 Tabla 3-42 Comparación Volumen Requerido 2043 vs Capacidad Actual - Año Final ..... 84 Tabla 3-43 Tanque de Distribución Actual por Distrito ..................................................... 88 Tabla 3-44 Volúmenes de Regulación Requeridos Método de la Curva Integral de Consumo ......................................................................................................................... 88 Tabla 3-45 Dimensionamiento de Tanques Proyectados ................................................. 92 Tabla 4-1. Descripción de las características de diseño de los tanques existentes ........ 102 Tabla 4-2 Comparación Volumen Requerido 2013 (RAS 2000) vs Capacidad Actual - Año Inicial ............................................................................................................................. 103 4.1.5.2 Tabla 4-3 Comparación Volumen Requerido 2043 (RAS 2000) vs Capacidad Actual - Año Final .......................................................................................................... 104 Tabla 4-4. Descripciones entradas y salidas de las redes de conexión entre los tanques existentes ...................................................................................................................... 107 Tabla 5-1 Los 5 orígenes de coordenadas Gauss-Kruger para Colombia ...................... 112 Tabla 6-1: Viscosidad cinemática del agua (López Cualla, 2003) .................................. 120 Tabla 6-2 Número de Hazen (López Cualla, 2003). ....................................................... 122 Tabla 6-3. Rugosidad Absoluta de Materiales de Interés. .............................................. 125 Tabla 6-4. Evaluación de los Materiales ......................................................................... 130 Tabla 6-5. Características de la interconexión Sur-Fiscalía ............................................ 131 Tabla 6-6. Características Materiales ............................................................................. 131 Tabla 6-7. Resumen del Costo de las Alternativas Aducción ......................................... 132 Tabla 6-8 Evaluación de los Materiales.......................................................................... 136 Tabla 6-9 Características de la línea de aducción .......................................................... 137 Tabla 6-10 Características Materiales ............................................................................ 137 Tabla 6-11 Resumen del Costos Estimados de las Alternativas Aducción ..................... 138 Tabla 6-12 Evaluación de los Materiales ........................................................................ 140 Tabla 6-13 Características Interconexión ....................................................................... 141 Tabla 6-14 Características Materiales ............................................................................ 141 Tabla 6-15 Resumen del Costo de las Alternativas Interconexión Ciudad - Sur ............. 143 Tabla 6-16 Evaluación de los Materiales ........................................................................ 145 Tabla 6-17 Características Interconexión ....................................................................... 146 Tabla 6-18 Características Materiales ............................................................................ 146 Tabla 6-19 Resumen del Costo de las Alternativas Interconexión Ciudad - Sur ............. 147 Tabla 6-20 Resumen Cotización Empresa N&F de Colombia, Material PRFV ............... 148 Tabla 6-21 Resumen Cotización Empresa Fibratore S.A., Material PRFV ..................... 148

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Hoja No. 10



Tabla 6-22 Resumen Cotización Empresa Ingetecsa S.A.S., Material Acero y PRFV .... 149 Tabla 6-23 Resumen Cotización Empresa Jorge Triana & Cia. Ltda, Material PRFV ..... 149 Tabla 6-24 Resumen Cotización Empresa Florida Aquastore, Material PRFV ............... 149 Tabla 6-25 Resumen Evaluación Tanque de Concreto In Situ ....................................... 149 Tabla 6-26 Resumen Evaluación de la Actualización de los Presupuestos de 1996 sin Revisión de Cantidades ................................................................................................. 150 Tabla 6-27 Flujo Comparativo Tanques en Concreto vs. Acero ..................................... 152 Tabla 6-28 Características Materiales ............................................................................ 156 Tabla 6-29 Comparación de Alternativas ....................................................................... 156 Tabla 6-30 Costos de las Alternativas ............................................................................ 157 Tabla 7-1 Propiedades del Modelo Matemático Interconexión Sur - Fiscalía ................. 167 Tabla 7-2 Verificación de la Remoción Hidráulica de Aire Ventosas .............................. 169 Tabla 7-3 Verificación llenado y vaciado de la tubería ................................................... 170 Tabla 7-4 Cálculo del Tiempo de Descarga de la Válvulas de Purga ............................. 172 Tabla 7-5 - Coeficientes de Fricción (μ) entre el Suelo y el Concreto. .......................... 176 Tabla 7-6 - Resultados del Cálculo de Anclajes Horizontales. ..................................... 178 Tabla 7-7 - Resultados del Cálculo de Anclajes Vertical Inferior. ................................. 180 Tabla 7-8. Resultados del Cálculo de Anclajes Vertical Superior. .................................. 182 Tabla 7-9 Características de Pantalla Deflectora ........................................................... 189 Tabla 7-10 Presiones de diseño .................................................................................... 197 Tabla 7-11 Propiedades del Modelo Matemático Línea de Aducción ............................. 198 Tabla 7-12 Verificación de la Remoción Hidráulica de Aire Ventosas ............................ 200 Tabla 7-13 Verificación llenado y vaciado de la tubería ................................................. 201 Tabla 7-14 Cálculo del Tiempo de Descarga de la Válvulas de Purga ........................... 203 Tabla 7-15 - Coeficientes de Fricción (μ) entre el Suelo y el Concreto. ........................ 206 Tabla 7-16 - Resultados del Cálculo de Anclajes Horizontales. .................................... 207 Tabla 7-17 - Resultados del Cálculo de Anclajes Vertical Inferior. ............................... 215 Tabla 7-18 Resultado del Cálculo de Anclajes Verticales Superiores ............................ 219 Tabla 7-19 Propiedades del Modelo Matemático de la Prolongación de la línea de Aducción ........................................................................................................................ 227 Tabla 7-20 Verificación de la Remoción Hidráulica de Aire Ventosas ............................ 229 Tabla 7-21 Verificación Vaciado y llenado de la tubería ................................................. 229 Tabla 7-22 Cálculo del Tiempo de Descarga de la Válvulas de Purga ........................... 231 Tabla 7-23 - Coeficientes de Fricción (μ) entre el Suelo y el Concreto. ........................ 233 Tabla 7-24 - Resultados del Cálculo de Anclajes Horizontales Individual. .................... 235 Tabla 7-25 Resultados del Cálculo de Anclajes Horizontales Combinados. ................... 237 Tabla 7-26 - Resultados del Cálculo de Anclajes Vertical Inferior. ............................... 244 Tabla 7-27 Resultados del Cálculo de Anclajes Vertical Superiores. ............................. 246 Tabla 7-28 Propiedades del Modelo Matemático Interconexión Ciudad - Sur ................ 254 Tabla 7-29 Verificación de la Remoción Hidráulica de Aire Ventosas ............................ 256 Tabla 7-30 Cálculo del Tiempo de Descarga de la Válvulas de Purga ........................... 257 Tabla 7-31 - Coeficientes de Fricción (μ) entre el Suelo y el Concreto. ........................ 259 Tabla 7-32 - Resultados del Cálculo de Anclajes Horizontales Individuales. ................ 261 Tabla 7-33 Resultados del Cálculo de Anclajes Horizontales Combinados. ................... 263 Tabla 7-34 - Resultados del Cálculo de Anclajes Vertical Inferior. ............................... 270

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Hoja No. 11



Tabla 7-35. Resultados del Cálculo de Anclajes Vertical Superior ................................. 273 Tabla 7-36 Coordenadas de los vértices del polígono que conforman el predio de propiedad del IBAL. Tanque Sur .................................................................................... 275 Tabla 7-37. Dimensiones Tanque de Almacenamiento Sur. Ciudad de Ibagué .............. 276 Tabla 7-38 Cotas de nivel. Tanque Sur .......................................................................... 277 Tabla 7-39. Coordenadas de localización del punto de descarga. Tubería de rebose y lavado. Tanque Sur. Ciudad de Ibagué. ......................................................................... 277 Tabla 7-40. Longitudes Tuberías de Rebose y Lavado. Tanque Sur .............................. 279 Tabla 7-41. Longitudes entre pozos. Tubería de Rebose y Lavado. Tanque Sur ........... 280 Tabla 7-42 Cálculo de diámetro Tubería de Succión. Tanque Sur ................................. 282 Tabla 7-43 Reglamento técnico del sector de agua potable y saneamiento básico RAS 2000 Tabla 8.8.2 ............................................................................................................ 283 Tabla 7-44. Coeficientes de Fricción (μ) entre el Suelo y el Concreto. ........................... 289 Tabla 7-45. Resultados del Cálculo de Anclajes Horizontales ........................................ 290 Tabla 7-46. Resultados del Cálculo de Anclajes Vertical Inferior. ................................... 292 Tabla 7-47 Propiedades del Modelo para la línea de Interconexión AL Distrito 3 ........... 296 Tabla 7-48 Diseño de válvulas ventosa sobre la interconexión al Distrito 3 ................... 298 Tabla 7-49 Anclajes Horizontales para los accesorios del hidrante proyectado ............. 299 Tabla 7-50 - Coeficientes de Fricción (μ) entre el Suelo y el Concreto. ........................ 302 Tabla 7-51 Diseño de anclajes Horizontales. Línea de Interconexión Tanque Sur- Distrito No. 3 .............................................................................................................................. 304 Tabla 7-52 Diseño de anclajes Verticales Inferiores. Línea de Interconexión Tanque Sur- Distrito No. 3 .................................................................................................................. 307 Tabla 7-53 Diseño de anclajes Verticales Superiores. Línea de Interconexión Tanque Sur- Distrito No. 3 .................................................................................................................. 309

Índice de Figuras

Figura 2-1. Ubicación Ibgué con respecto al Tolima y a Colombia ................................... 13 Figura 2-2. Hidrografía Ibagué ......................................................................................... 15 Figura 2-3. Carta Climatlógica Ibagué .............................................................................. 17 Figura 2-4. Clasificación tipos de suelos .......................................................................... 19 Figura 2-5. Localización Geográfica del Casco Urbano de la ciudad de Ibagué ............... 20 Figura 2-6. Caracterizacón geotécnica de Ibagué ............................................................ 21 Figura 2-7. Geología de bagué y sus alrededores (INGEOMINAS) .................................. 23 Figura 2-8. Porcentaje d suscriptores de gas domiciliario enero 2013 ............................. 26 Figura 2-9. Mapa de Amenzas y Riesgos de Ibagué ........................................................ 28 Figura 2-10. Convenciones del Mapa de Amenazas y Riesgos ....................................... 29 Figura 2-11. Mapa de uso del suelo ................................................................................. 32 Figura 2-12. Convencione del mapa usos del suelo ......................................................... 32 Figura 2-13. Ingresos y Gastos del Municipio de Ibagué .................................................. 35 Figura 3-1. Proyecciones de Población 2005-2043 .......................................................... 48 Figura 3-2 Proyecciones e Población 2005-2043 Método Aritmético, Geométrico y Demproj ........................................................................................................................... 49

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Hoja No. 12



Figura 3-3 Curvas de Demanda Ciudad de Ibagué 2013-2043 ........................................ 62 Figura 3-4 Condición Actal Perímetro Urbano y Distritos de Presión IBAL ....................... 64 Figura 3-5 Áreas de Expasión POT, Áreas de Expansión Adicional y Áreas de Redensificación ............................................................................................................... 65 Figura 3-6 Esquema General de Distritos Proyectados .................................................... 66 Figura 3-7. Medición de audal Total a la Salida del Tanque La 15 (Distrito 4) .................. 86 Figura 3-8. Curva de eanda Horaria Distrito 1 y Distrito 2 ................................................ 87 Figura 3-9. Curva de eanda Horaria Distrito 3 y Distrito 4 ................................................ 87 Figura 3-10. Curva deDmanda Horaria Distrito 5-5A y Distrito 7 ...................................... 87 Figura 3-11. Esquema Genral de Distritos Proyectados ............................................. 90 Figura 4-1 Distritos de presión y Condición de Ocupación Actual Perímetro Urbano ....... 95 Figura 4-2 Distritos de presión a Futuro ........................................................................... 95 Figura 4-3 Esquema de Coexión General Sistema de Acueducto Actual ......................... 96 Figura 4-4. Esquema geneal del Sistema Desarenador Cócora ................................. 99 Figura 5-1 Modelo para representar la superficie terrestre ...................................... 111 Figura 5-2 Sistemas d oordenadas planas, solo las cartesianas aplican en topografía .. 112 Figura 5-3 Orígenes de cordenadas Gauss Kruger para Colombia ................................ 113 Figura 5-4 Redes de etciones continúas MAGNA-ECO del IGAC y SIRGAS-CON ........ 114 Figura 5-5 Equipos GP e alta precisión a utilizar para posicionamiento de puntos ......... 116 Figura 5-6 EstacionsTtales utilizadas para planimetría .................................................. 116 Figura 5-7 Niveles ePecisión Automático y Electrónicos ................................................ 117 Figura 5-8 Ejemplo Placas de Referencia Topográficas en Aluminio y en Bronce. 117 Figura 5-9 Ejemplo de un Topografía de Detalle con Radiación de Detalles y Secciones Transversales ............................................................................................ 118 Figura 6-1 Alternativa Diseño Recomendada Sistema de Acueducto ........................... 119 Figura 6-2 Trayectorias de partículas en el sedimentador (Modificada de López Cualla, 2003) ............................................................................................................................. 121 Figura 6-3 Energía en Tuerías Simples a Presión. ..................................................... 126 Figura 6-4. Alineamiento Tubería de Interconexión Sur – Fiscalía ................................. 130 Figura 6-5 Alternativa de Diseño Recomendada Sistema de Acueducto de Ibagué. ...... 134 Figura 6-6 Alineamiento ubería de Aducción ................................................................. 135 Figura 6-7 Alineamiento nterconexión Línea de Agua Cruda. .................................. 139 Figura 6-8 Alineamiento nterconexión Ciudad – Sur. ..................................................... 144 Figura 6-9. Resultados gáficos de los costos de los tanques ......................................... 150 Figura 6-10. Regresiones e los costos de los tanques ................................................... 151 Figura-6-11 Alternativa de Alineamiento para la Interconexión Tanque Sur-Red existente Distrito No. 3 .................................................................................................................. 153 Figura 6-12 Alternativa de Alineamiento para la Interconexión Tanque Sur-Red existente Distrito No. 3 .................................................................................................................. 154 Figura -6-13 Alternativa3 de Alineamiento para la Interconexión Tanque Sur-Red existente Distrito No. 3. ............................................................................................... 155 Figura 7-1 Líneas de Sobrepresión y Sub-presión Interconexión Tanque Sur y Tanque Fiscalia .......................................................................................................................... 166 Figura 7-2. Perfil Hidráulico Interconexión Sur - Fiscalía ................................................ 168 Figura 7-3 Válvula Ventosa ............................................................................................ 171

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Hoja No. 13



Figura 7-4 Cálculo de Valvula de Presión ...................................................................... 173 Figura 7-5 – Diagrama de fuerzas debidas a la presión hidrodinámica. ......................... 175 Figura 7-6– Anclaje típico en curva horizontal. ............................................................... 176 Figura 7-7 – Anclaje típico en curva vertical inferior. ...................................................... 179 Figura 7-8– Anclaje típico en curva vertical superior. ..................................................... 181 Figura 7-9 Esquema de Disposición General de los Desarenadores ............................. 183 Figura 7-10 Esquema Proyección del Vertedero ............................................................ 188 Figura 7-11 Esquema Pantalla Difusora (OPS, 2005) .................................................... 189 Figura 7-12 Esquema Pantalla Deflectora ...................................................................... 190 Figura 7-13 Esquema Línea de Interconexión Desarenadores ...................................... 191 Figura 7-14 Líneas de sobepresión y subpresión en la línea de aducción Cócora (K4+700) – Tanque Boquerón. ...................................................................................................... 197 Figura 7-15. Perfil Hidráulico Tubería de Aducción ................................................... 199 Figura 7-16 Válvula Ventoa línea de Aducción ............................................................... 202 Figura 7-17 – Diagrama defuerzas debidas a la presión hidrodinámica. ........................ 205 Figura 7-18– Anclaje típio en curva horizontal. .............................................................. 205 Figura 7-19 – Anclaje típco en curva vertical inferior. ............................................... 214 Figura 7-20– Anclaje típio en curva vertical superior ...................................................... 218 Figura 7-21 Líneas de Sepresión y Sub-presión de la prolongación de la línea de Aducción ...................................................................................................................................... 226 Figura 7-22. Perfil Hidrálico de la prolongación de la línea de Aducción ........................ 227 Figura 7-23 Válvula Ventosa de la prolongación de la línea de Aducción ...................... 230 Figura 7-24 – Diagrama d fuerzas debidas a la presión hidrodinámica. .................. 232 Figura 7-25– Anclaje típco en curva horizontal. ............................................................. 233 Figura 7-26 – Anclaje tíico en curva vertical inferior. ...................................................... 243 Figura 7-27– Anclaje típco en curva vertical superior. .............................................. 245 Figura 7-28 Líneas de Sorepresión y Sub-presión en la interconexión Tanque ciudad y Tanque Sur .................................................................................................................... 253 Figura 7-29 Perfil Hidrálico interconexión Ciudad - Sur .................................................. 254 Figura 7-30 – Diagrama d fuerzas debidas a la presión hidrodinámica. ......................... 258 Figura 7-31– Anclaje típco en curva horizontal. ........................................................ 259 Figura 7-32 – Anclaje tíico en curva vertical inferior. ................................................ 269 Figura 7-33– Anclaje típco en curva vertical superior. .............................................. 272 Figura 7-34. Localizació general del predio. Tanque Sur ............................................... 276 Figura 7-35. Trazado y Cnfiguración Tuberías de Rebose y Lavado. Tanque Sur. Ciudad de Ibagué ....................................................................................................................... 278 Figura 7-36. Quebrada paa punto de Descarga. Tubería de Rebose y Lavado. Tanque Sur ...................................................................................................................................... 279 Figura 7-37. Diseño de vlvula de control de nivel. Caudal vs. Pérdida de presión. Tubería de entrada Tanque Sur .................................................................................................. 284 Figura 7-38. Diseño de vlvula de control de nivel. Verificación de cavitación. Tubería de entrada Tanque Sur ....................................................................................................... 285 Figura 7-39. Diagrama defuerzas debidas a la presión hidrodinámica. .......................... 287 Figura 7-40. Anclaje típco en curva horizontal. .............................................................. 288 Figura 7-41. Anclaje típco en curva vertical inferior. ....................................................... 291

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Figura 7-42. Perfil Hidráulico Línea de Interconexión al Distrito 3 .................................. 296 Figura 7-43 – Diagrama de fuerzas debidas a la presión hidrodinámica. ................ 301 Figura 7-44– Anclaje típico en curva horizontal. ............................................................. 302 Figura 7-45 – Anclaje típico en curva vertical inferior. .................................................... 306 Figura 7-46– Anclaje típico en curva vertical superior. ................................................... 308

Índice de Anexos

Anexo 1. Proyección de Población ................................................................................. 318 Anexo 2. Proyección y Distribución de la Demanda ....................................................... 319 Anexo 3. Equipos Empleados en Topografía ................................................................. 320 Anexo 4. Certificados de Equipos de Topografía ........................................................... 321 Anexo 5. Archivos Topografía (se presentan en medio electrónico ver CD anexo) ........ 321 Anexo 6. Fichas de Mojones .......................................................................................... 322 Anexo 7. Carteras (se presentan en medio electrónico ver CD anexo) .......................... 323 Anexo 8. Registros Fotográficos (se presentan en medio electrónico ver CD anexo) .... 324 Anexo 9. Esquema de Localización de Sondeos ........................................................... 325 Anexo 10. Registros de Perforación ............................................................................... 326 Anexo 11. Memorias Diseños Geotécnicos .................................................................... 327 Anexo 12. C309-MT-04 Informe de Análisis de Alternativas .......................................... 328 Anexo 13. Memorias de Diseño Hidráulico (se presentan en medio electrónico ver CD anexo)............................................................................................................................ 329 Anexo 14. Información Predial ....................................................................................... 330 Anexo 15. Presupuesto Detallado .................................................................................. 331 Anexo 16. Análisis de Precios Unitarios ......................................................................... 332 Anexo 17. Ficha MGA (se presentan en medio electrónico ver CD anexo) .................... 333 Anexo 18. Ficha de Resumen ........................................................................................ 334 Anexo 19. Ficha EBI ...................................................................................................... 335 Anexo 20. Anexos Presentación Ventanilla Única .......................................................... 336 Anexo 21. Planos ........................................................................................................... 337 Anexo 22. Memorias De Diseños Estructurales ............................................................. 338 Anexo 23. Cronograma .................................................................................................. 339 Anexo 24. Concesiones ................................................................................................. 340

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INTRODUCCIÓN

LA EMPRESA IBAGUEREÑA DE ACUEDUCTO Y ALCANTARILLADO IBAL S.A. E.S.P. OFICIAL ha contratado al consorcio IEH GRUCÓN - PROFINVEST, para la "CONSULTORÍA PARA ADELANTAR LA REVISIÓN Y ACTUALIZACIÓN DE LOS DISEÑOS DE ACUEDUCTO COMPLEMENTARIO DE ACUERDO CON LO ESTABLECIDO EN EL REGLAMENTO TÉCNICO DEL SECTOR DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO BÁSICO RAS 2000 Y NORMA SISMO RESISTENTE ACTUAL NSR10, BRINDANDO ALTERNATIVAS ACORDE CON LA SITUACIÓN ACTUAL Y FUTURA PARA LA PRESTACIÓN DEL SERVICIO DE ACUEDUCTO Y DAR ASÍ SOLUCIÓN A LA PROBLEMÁTICA DEL SERVICIO EN LA CIUDAD DE IBAGUÉ". Históricamente la ciudad de Ibagué ha presentado deficiencias en el abastecimiento de agua potable debido principalmente a las continuas interrupciones en el servicio, ocasionadas por avalanchas sobre la cabecera del sistema de captación localizado en el Río Combeima, lo cual provoca en continuas ocasiones, que sea imposible el tratamiento del agua en la PTAP por la altísima turbiedad con que llega el afluente a la planta (agua cruda), ocasionando el consecuente corte del servicio para los usuarios. Adicionalmente a lo anterior, existe la necesidad de abastecer sectores que no reciben el agua del acueducto de Ibagué y se alimentan de acueductos comunitarios que no cumplen con los requisitos de calidad, continuidad y presión de servicio. En vista a tales deficiencias, surgió la necesidad de realizar un estudio para la selección de una fuente de abastecimiento alterna al Río Combeima que cubriera las demandas de agua de los sectores oriental y suroccidental de la ciudad, así como las zonas de expansión futuras determinadas en el POT, y además, que se integrara con el acueducto existente para conformar un sistema capaz de brindar el servicio de agua potable adecuado en calidad y servicios, para las condiciones actuales y futuras soportando el desarrollo y crecimiento de la ciudad. En 1994 la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Ibagué (IBAL) contrata a la firma consultora ESTUDIOS TÉCNICOS S.A. para adelantar dicho estudio, el cual es entregado en 1996 y fue realizado bajo las normas vigentes en su momento. Algunas de las obras planteadas en este estudio fueron ejecutadas y otras quedaron a nivel de diseño. A causa de esta situación, y teniendo en cuenta que en el sistema de acueducto aún persisten las deficiencias mencionadas y que las solicitudes de abastecimiento de la población han evolucionado, se genera la necesidad de actualizar los diseños existentes a la normatividad vigente y al cumplimiento de los requerimientos de abastecimiento actual y futuro de la ciudad de Ibagué. Por lo anterior, el IBAL adelanto el proceso de contratación que derivó en el contrato 0072 de 2012 con el Consorcio IEH GRUCON – PROFINVEST.

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Como parte del desarrollo del alcance del contrato, el presente informe corresponde a los diseños para la Interconexión Tanque Ciudad – Tanque Sur, Línea de aducción Cocora- Planta Boquerón, y línea de conducción desde la Aducción hasta la Planta La Pola de la ciudad de Ibagué, específicamente el sector sur. Lo anterior, forma parte del esquema técnico previsto en el alcance de la consultoría como pieza del Sistema de Acueducto de Ibagué. Los diseños presentados se complementan con las demás obras objeto del contrato y de acuerdo con el IBAL, se presentaran en informes independientes. Es indispensable precisar, que la concepción de los proyectos presentados en este informe y en los demás, incluidos en el alcance contratado con IEH GRUCON – PROFINVEST, parte de la suposición de la ejecución juiciosa por parte de las autoridades municipales y del IBAL, de un programa de control de pérdidas y de reducción de agua no contabilizada en los siguientes 10 años, de acuerdo, con los requerimientos del RAS 2000 y, de las políticas y lineamientos del sector de agua potable y saneamiento básico del Ministerio de Vivienda, Ciudad y Territorio.

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1. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

En este capítulo se presenta la descripción general del proyecto elaborado por esta consultoría y objeto del presente informe y su integración al sistema de acueducto actual de la ciudad de Ibagué. Así mismo se expone claramente la relación del proyecto desarrollado con la concepción del acueducto complementario de la ciudad de Ibagué. En primer lugar se mencionan los antecedentes del presente contrato y se definen las necesidades actuales de la ciudad de Ibagué. Luego se describe el proyecto desarrollado y su integración al sistema de acueducto municipal, con el objetivo de aclarar el alcance de las obras propuestas.

1.1 Antecedentes. En el año de 1995, la Empresa Ibaguereña de Acueducto y Alcantarillado IBAL S.A. E.S.P., contrató los estudios para la selección de una fuente de suministro de agua para el sistema de acueducto de la ciudad de Ibagué, complementaria al río Combeima y el desarrollo de toda la infraestructura para la captación y la potabilización del agua de dicha fuente, con el objetivo de mitigar la afectación que sufría la población en cuanto continuidad del servicio debido a las continuas interrupciones del sistema de captación sobre el río Combeima, a causa de las frecuentes avalanchas y el consecuente taponamiento de las estructuras. Como resultado de tal necesidad, el IBAL contrató dichos estudios con la firma de consultoría ESTUDIOS TÉCNICOS S.A., quien ejecutó el estudio denominado "ESTUDIOS DE FACTIBILIDAD Y DISEÑO DEL NUEVO ACUEDUCTO COMPLEMENTARIO DE LA CIUDAD DE IBAGUÉ", durante los años 1995 y 1996. En este estudio se realizó un análisis de alternativas para la selección de la fuente de suministro, determinando que la fuente se localizaría en la cuenca alta del río Coello y se conduciría el agua hasta la vereda El Boquerón en el sector sur occidental de la ciudad de Ibagué, donde el agua captada sería tratada y posteriormente distribuida al sector de la ciudad que no contaba con cobertura oficial del servicio de acueducto. Finalmente en el estudio de alternativas se seleccionó el río Cócora como la corriente natural más viable para el uso como fuente complementaría al río Combeima para la alimentación parcial del sistema de acueducto y las zonas desarrolladas sin cobertura oficial. A partir de esta fuente, se conformó el proyecto denominado como acueducto complementario de la ciudad de Ibagué, que incluía la estructura de captación en el río Cócora, los desarenadores, la planta de tratamiento de agua potable y la tubería de conexión entre los desarenadores y la planta de tratamiento. Así mismo, se definió en el estudio que el sector para la localización de la planta de tratamiento sería en la vereda Boquerón al sur occidente de la ciudad. De esta forma, la concepción del acueducto complementario de la ciudad de Ibagué tenía por una parte como objetivo el abastecimiento del sector urbanizado de la ciudad que no contaba con cobertura oficial de acueducto (sur occidente de la ciudad), y por otra parte el suministro parcial al sistema de acueducto de la ciudad al conectar la infraestructura de la fuente nueva con el sistema existente de tal forma que en los periodos de cierre del

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sistema del río Combeima, la población contara al menos con un suministro parcial de agua potable proveniente del río Cócora. Es importante mencionar que los informes de ESTUDIOS TÉCNICOS S.A. presentan claramente que en el desarrollo del contrato, hubo lugar a ampliaciones en el alcance inicial que consistía en el acueducto complementario y contemplaba únicamente la infraestructura para la captación y transporte del agua del río Cócora hasta el sector Boquerón, la construcción de la planta de tratamiento de agua potable en el sector Boquerón y la conexión de la PTAP Boquerón al sistema de acueducto existente. Así, el estudio final desarrollado por ESTUDIOS TÉCNICOS S.A. y culminado en 1996, incluyó además de las obras del acueducto complementario, otras obras destinadas a la optimización de la infraestructura del sistema de acueducto existente en la época. En este sentido, se incluyeron dentro del proyecto los tanques Ambalá y Jordán y las líneas de interconexión La Pola - Tanque Ambalá, Tanque Ambalá - Tanque Jordán, Tanque Sur - Tanque Jordán, Tanque Ambalá - Tanque El Salado, Calle 60 - Tanque Mirolindo, Calle 60 - Tanque Ambalá y Tanque Mirolindo - Tanque Picaleña. Algunas de estas obras se encuentran ya construidas, otras como la línea de aducción del río Cócora en sus primeros 4,700 metros están actualmente en proceso de construcción mediante convenio entre el IBAL y FINDETER para lo cual se cuenta con el contrato PAF-IBAL-O-024-2016, con lo cual se garantizara la funcionalidad del la Etapa 1 (KM0 - KM4+700), adicionalmente se encuentra en construccion el Tanque fiscalía.

1.2 Necesidad Actual del Sistema Como se mencionó en el numeral anterior, el estudio original se finalizó en el año 1996 y el horizonte de diseño establecido en tal estudio fue el año 2018. Algunas de las obras proyectadas por ESTUDIOS TÉCNICOS S.A. se ejecutaron y otras quedaron únicamente en planos, con lo que algunas de las necesidades identificadas en el desarrollo del proyecto original quedaron insatisfechas y continúan así en la actualidad. Tal es el caso de la cobertura oficial de acueducto para el sector sur occidental de la ciudad de Ibagué, que en la actualidad (año 2013) sigue abasteciéndose de acueductos comunitarios que no cuentan con la infraestructura para el tratamiento adecuado o simplemente no incluyen la potabilización del agua suministrada a los usuarios. De otra parte, los problemas debidos a la ocurrencia de avalanchas y sobre carga de sedimentos en el río Combeima se siguen presentando continuamente en la actualidad, originando cierres temporales en la estructura de captación del río Combeima y ocasionando la disminución del agua tratada en la planta de tratamiento de agua potable La Pola. Adicionalmente, debido al alto índice de pérdidas de agua en la red de distribución, los tanques de almacenamiento existentes son insuficientes para soportar el consumo requerido por la población durante los periodos de cierre de las estructuras del río Combeima, condición por la que se presentan cortes del servicio con sectores más críticos que otros, pero en general con afectación de la continuidad del servicio en toda la ciudad. De acuerdo con lo establecido en el Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico RAS 2000 y la Norma Sismo Resistente NSR10, el IBAL consideró necesario actualizar los estudios elaborados por ESTUDIOS TÉCNICOS S.A. en 1996.

https://www.findeter.gov.co/loader.php?lServicio=Convocatoria&lFuncion=info&id=303

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Por tal necesidad, el IBAL contrató la CONSULTORÍA PARA ADELANTAR LA REVISIÓN Y ACTUALIZACIÓN DE LOS DISEÑOS DE ACUEDUCTO COMPLEMENTARIO DE ACUERDO CON LO ESTABLECIDO EN EL REGLAMENTO TECNICO DEL SECTOR DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO BÁSICO RAS 2000 Y NORMA SISMO RESISTENTE ACTUAL NSR10, BRINDANDO ALTERNATIVAS ACORDE CON LA SITUACIÓN ACTUAL Y FUTURA PARA LA PRESTACIÓN DEL SERVICIO DE ACUEDUCTO Y DAR ASÍ SOLUCIÓN A LA PROBLEMÁTICA DEL SERVICIO EN LA CIUDAD DE IBAGUÉ, objeto del presente informe. Sin embargo, es de aclarar que el alcance concreto del estudio fue definido por el IBAL con base en la identificación previa de las necesidades actuales del sistema. A continuación se enumera el alcance específico del proyecto de acuerdo con lo establecido en el contrato 0072 de 2012 celebrado entre el IBAL y el CONSORCIO IEH - PROFINVEST.

Rediseño de la Planta de Tratamiento Boquerón para la capacidad que se determine en los Diseños. Ajustando el diseño al espacio disponible en el lote previamente adquirido por el IBAL.

Revisión y actualización de los diseños de los tanques de almacenamiento denominados Tanque Sur y Tanque Boquerón. Contemplar alternativas de materiales para los tanques de almacenamiento.

Diseño de los tanques de almacenamiento denominados Tanque Fiscalía (Jordán) y ampliación Tanque Alsacia. Contemplar interconexiones Tanque Sur - Tanque Fiscalía, Interconexión Tanque La 29 - Tanque Fiscalía, Interconexión Tanque Ambalá - Tanque Alsacia. Contemplar alternativas de materiales para los tanques de almacenamiento.

Revisión y actualización de los diseños de la conducción: Bocatoma Cócora - Planta Boquerón del K 4+700 al K 12+700. Tener en cuenta el adoptado en el replanteamiento de la línea.

Revisión y actualización de los diseños de las conducciones: Planta Boquerón - Tanque Sur, Planta Boquerón - Tanque Boquerón y Planta Boquerón - Tanque Ciudad (La Pola).

1.3 Alcance del Proyecto Una vez realizada la verificación y el análisis de la información existente se realizó la actualización del estudio de población y demanda a partir de la información reportada por el DANE, el IBAL y la información suministrada por la Secretaria de Planeación Municipal. En tal estudio, se realizó la proyección de población y demanda a nivel de distrito considerando que el sistema de acueducto actual se encuentra dividido por parte del IBAL en 11 distritos y cada uno de ellos cuenta con su sistema de tanques de almacenamiento y red de distribución independiente de acuerdo con la información suministrada. Con la actualización del estudio de población y demanda y el estudio de urbanismo, se identificaron las necesidades de almacenamiento en cada distrito a través de la comparación del volumen actual de las estructuras existentes y el volumen requerido a futuro, trabajo presentado en el documento C309-MT-02 "Dimensionamiento de los Tanques de Almacenamiento". Posteriormente se realizó el "Informe de Análisis de Alternativas" documento C309-MT-04 (anexo a este informe) en el cual se presentaron todas las necesidades identificadas en el sistema y se establecieron los componentes que serían objeto de intervención en el

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desarrollo de esta consultoría, teniendo en cuenta el alcance específico del contrato definido por el IBAL. El proyecto de acueducto complementario Fase 2, parte desde el K4+700 correspondiente a la Fase del Acueducto complementario, etapa inicial, la cual es garantizada en su funcionalidad por el IBAL S.A. E.S.P. OFICIAL. Es fundamental mencionar que el presente proyecto no corresponde al Plan Maestro de Acueducto para la ciudad de Ibagué y por consiguiente no todas las necesidades identificadas en el sistema de acueducto existente, fueron objeto de estudio y solución en el presente proyecto dado que no se encontraban dentro del alcance específico del mismo, por lo que como se menciona a lo largo del proyecto en los diferentes documentos, el IBAL deberá adelantar los estudios requeridos para completar la solución total del sistema de acueducto de la ciudad de Ibagué. También, se resalta la importancia de diseñar, planificar y ejecutar por parte del IBAL el Programa de Control de Pérdidas para el sistema de acueducto de la ciudad de Ibagué, dado que las proyecciones de población y demanda y los cálculos realizados se basan en la disminución del IANC en un plazo máximo de 10 años de acuerdo con lo establecido en el RAS 2000. En caso de no implementar las actividades para la disminución de las pérdidas del sistema, se tendrán demandas mayores a las calculadas y en consecuencia los déficits calculados serán mayores y los componentes diseñados podrán no satisfacer las demandas futuras de la ciudad. Como se le ha manifestado al IBAL en diferentes oportunidades a lo largo del desarrollo del contrato sin el programa de Control de Pérdidas la capacidad actual de la Planta de Tratamiento de La Pola sería suficiente solamente hasta el año 2019, mientras que con la implementación del programa de Control de Pérdidas se estima que la capacidad actual sea suficiente hasta el año 2031. En el documento C309-MT-04 "Informe de Análisis de Alternativas" se presentan las diferentes alternativas contempladas de acuerdo con el alcance específico del contrato, para cumplir con los objetivos del acueducto complementario de la ciudad de Ibagué que corresponden al abastecimiento del sector sur occidente de la ciudad, y al suministro parcial al sistema de acueducto de la ciudad a partir de la fuente complementaria, de tal forma que en los periodos de cierre del sistema del río Combeima la población contara al menos con un suministro parcial de agua potable proveniente del río Cócora. De esta forma se plantearon las diferentes alternativas para ampliar la cobertura del acueducto oficial en términos de capacidad de almacenamiento, hasta el sector sur occidental de la ciudad en el corto plazo, en lo que se denominó Distrito 12. Así mismo, se plantearon las alternativas para suplir el déficit de almacenamiento encontrado en los Distritos 3, 7, 8, 9, 11 y 12 de acuerdo con la población actual y la dinámica de crecimiento estimada para la ciudad de Ibagué, bajo el supuesto de la implementación del Programa de Control de Pérdidas que deberá planificar y ejecutar el IBAL en el corto plazo. Y finalmente se planteó el esquema operativo para apoyar la fuente principal en el río Combeima con la fuente complementaria seleccionada en el río Cócora, a largo plazo con la construcción y entrada en funcionamiento de la Planta de Tratamiento de Agua Potable Boquerón, de acuerdo con los planteamientos iniciales de ESTUDIOS TÉCNICOS S.A. adoptados por el IBAL. Se aclara que para cada uno de los Distritos conformados a futuro, de acuerdo con la proyección de población, no se realizó un análisis a nivel de redes de distribución por no

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encontrarse dentro del alcance del presente contrato, únicamente se hizo el análisis a nivel de volúmenes de almacenamiento con lo que los estudios para establecer el correcto funcionamiento de cada distrito en cuanto al comportamiento de las redes de distribución debe ser adelantado por el IBAL. Con base en las necesidades identificadas para cada distrito en cuanto al volumen de los tanques de almacenamiento, se realizó el balance de cada tanque para establecer los caudales de entrada y de salida y determinar los caudales de diseño para las tuberías de interconexión.

1.4 Obras Proyectadas Las obras planteadas en el presente proyecto corresponden a las contempladas dentro del alcance específico definido por el IBAL en el contrato 0072 de 2012 celebrado entre el IBAL y el CONSORCIO IEH GRUCON - PROFINVEST. En el estudio de alternativas se realizó la comparación de las alternativas proyectadas desde el punto de vista técnico, económico y operacional y se seleccionó la alternativa considerando las ventajas y desventajas de cada una y teniendo en cuenta que la prioridad definida por el IBAL, es la ampliación en el corto plazo de la cobertura oficial de acueducto al sector sur occidental de la ciudad, en lo que se ha denominado dentro de este proyecto como Distrito No 12. Se presentan a continuación las principales consideraciones tenidas en cuenta en la selección de la alternativa de diseño y las obras planteadas:

La construcción de una PTAP en el sector Boquerón, si bien no es requerida en el mediano plazo por el sistema de acueducto de la ciudad de Ibagué, representa a futuro la posibilidad de que el sistema de acueducto tenga mayor versatilidad y menos vulnerabilidad, al contar con Plantas de Tratamiento de Agua Potable localizadas en diferentes sectores de la ciudad. Es de aclarar que la fecha de entrada en funcionamiento de la PTAP depende del desarrollo efectivo del Programa de Control de Pérdidas por parte del IBAL, de lo contrario su inversión debe realizarse en el corto plazo.

La localización de la PTAP en el sector Boquerón tal como fue definido por ESTUDIOS TÉCNICOS S.A., le permitirá al IBAL contar en el futuro con alternativas de fuentes adicionales de captación diferentes al río Cócora más allá del periodo de diseño del presente contrato (año 2043), ubicadas en la cuenca alta del río Coello. Dichas fuentes corresponden a los ríos Toche y Bermellón y el agua captada sería conducida al sector Boquerón para ser tratado en la PTAP Boquerón.

Las alternativas que contemplaban la alimentación de la zona sur occidental de la ciudad (Distrito No 12) a partir de la Planta de Tratamiento de Agua Potable Boquerón únicamente son funcionales con la terminación de la aducción en su longitud completa desde los desarenadores cerca de la captación en el río Cócora, obra que al momento del desarrollo de esta CONSULTORÍA se encuentra en ejecución hasta el K4+700. Esto implica que las obras de estabilización de las zonas con problemas geotécnicos deberán ser construidas y esto conlleva a depender de la inversión del municipio en la estabilización de la vía. Por tal razón el tiempo de entrada en funcionamiento de la aducción es indefinido y por tanto se consideraron otras alternativas que puedan operar en el corto y mediano plazo para la alimentación de los Tanques Sur, Boquerón y Fiscalía que permitirán llevar agua tratada a la zona sur occidental de la ciudad.

Los menores costos correspondieron a la Alternativa 2 y a la Alternativa 4, sin embargo la interconexión entre el Tanque Sur y el Tanque Fiscalía planteada en la Alternativa 2

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representa a largo plazo la posibilidad de conectar una PTAP futura en el Boquerón con la zona sur oriental de la ciudad (Tanque Fiscalía), permitiendo que el sistema de acueducto de la ciudad sea más versátil.

Es importante resaltar que las alternativas que no dependen para su funcionamiento de la terminación de la aducción del río Cócora son operativas en el corto plazo, sin embargo contemplan el bombeo para llevar el agua desde el Tanque Sur hasta el Tanque Boquerón, lo que representa esfuerzos para el mantenimiento y operación adecuados del sistema. Adicionalmente al hacer el análisis a nivel de población beneficiada por cada componente, es evidente que el costo del bombeo desde el Tanque Sur hasta el Tanque Boquerón corresponderá únicamente al beneficio de la población del Distrito No 12 incrementando para este sector el costo de producción del agua.

La construcción de una PTAP en el Boquerón no sólo beneficiará al Distrito No 12, permitiendo también la distribución hacia el Tanque Sur y el Tanque Fiscalía con lo que la población beneficiada es mucho mayor que la población beneficiada por el Bombeo Sur-Boquerón.

Teniendo en cuenta lo anterior, para lograr en el corto plazo el cubrimiento por parte del IBAL del Distrito No 12 y a largo plazo lograr el beneficio de una población mayor y la versatilidad del sistema de acueducto, la alternativa seleccionada correspondió a una combinación temporal de las alternativas denominadas 1 y 2 en el informe de alternativas (documento anexo a este informe C309-MT-04). Se mencionan en los siguientes numerales las obras proyectadas en cada plazo.

1.4.1 Obras a Corto Plazo 2013-2015

Para lograr la cobertura del Distrito No 12:

Tanque Sur con capacidad de almacenamiento de 2,000 m3.

Línea de interconexión desde el Tanque La Pola al Tanque Sur con capacidad de 694 L/s, y funcionamiento por gravedad.

Tanque Boquerón con capacidad de almacenamiento de 4,000 m3.

Estación de Bombeo Sur-Boquerón con caudal de bombeo de 263 L/s.

Línea de interconexión desde el Tanque Sur al Tanque Boquerón con capacidad de 263 L/s, y funcionamiento por bombeo.

Para suplir el déficit de almacenamiento de los Distritos No 3, 7, 8, 9, y 11: Tanque Fiscalía con capacidad de almacenamiento de 10,000 m3.

Línea de Interconexión desde el Tanque Sur al Tanque Fiscalía con capacidad total de 477 L/s, y funcionamiento por gravedad.

Línea de interconexión desde el Tanque La 29 al Tanque Fiscalía con capacidad total de 100 L/s, y funcionamiento por gravedad.

Tanque Alsacia con capacidad de almacenamiento de 2,500 m3.

Línea de interconexión desde el Tanque Ambalá al Tanque Alsacia con capacidad total de 129 L/s, y funcionamiento por gravedad.

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1.4.2 Obras a Mediano Plazo 2015-2025

Planta de Tratamiento de Agua Potable en el sector Boquerón, con capacidad de tratamiento de 800 L/s.

Tubería de aducción desde el K4+700 hasta la PTAP Boquerón con capacidad de transporte de 800 L/s, y funcionamiento por gravedad.

Línea de interconexión desde la PTAP Boquerón al Tanque Boquerón con capacidad de 263 L/s, y funcionamiento por bombeo.

1.5 Relación del Proyecto con el Acueducto Complementario Como se mencionó anteriormente, el acueducto complementario fue concebido por el IBAL a partir de la selección de una fuente de suministro diferente a la fuente principal del sistema (río Combeima), que sirviera de apoyo en las ocasiones en que las crecientes del río Combeima taponan las estructuras de captación y ocasionan suspensión del servicio de acueducto en gran parte de la ciudad de Ibagué. Adicionalmente con el objetivo de ampliar la cobertura del IBAL al sector sur occidental de la ciudad, en lo que se ha denominado en el presente proyecto como Distrito No 12. De acuerdo con esto, las obras proyectadas cumplen los objetivos planteados para el acueducto complementario como se menciona a continuación: Las obras proyectadas a corto plazo, permiten el suministro de agua al Distrito No 12 con la construcción de los tanques de almacenamiento Sur y Boquerón, la estación de bombeo Sur-Boquerón y las interconexiones La Pola-Sur y Sur-Boquerón, cumpliendo de esta forma el objetivo prioritario del IBAL, teniendo en cuenta que en este sector se contempla la construcción de un número importante de viviendas en los próximos años que forman parte de los objetivos principales del Gobierno Nacional. Así mismo, las otras obras contempladas en el corto plazo garantizan la disponibilidad de agua en los sectores de mayor crecimiento poblacional y mayor proyección urbanística con la construcción de los tanques de almacenamiento Fiscalía y Alsacia y las líneas de interconexión Sur-Fiscalía y Ambalá-Alsacia. De otra parte, las obras contempladas a mediano plazo garantizan una fuente complementaria al río Combeima, para el abastecimiento de la población localizada al sur de la ciudad en los sectores denominados Distrito No 12, Distrito No 11, Distrito No 8, Distrito No 9 y Distrito No 3, y permite contar con un sistema que si bien no es alterno a la fuente principal, por lo menos de forma parcial podrá contribuir al sistema de distribución de toda la ciudad de Ibagué. Es nuevamente importante mencionar que aunque la Estación de Bombeo Sur-Boquerón garantiza la disponibilidad del servicio para el Distrito No 12 en el corto plazo, la población atendida por este sistema se restringe únicamente a la población de tal distrito, mientras que con la construcción de la PTAP Boquerón la población beneficiada será muy superior y además le brindará al sistema de acueducto existente mayor versatilidad en su operación.

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1.6 Integración del Proyecto al Sistema de Acueducto Existente

Las obras proyectadas se integran al sistema de acueducto existente de la forma en que se presenta a continuación: De acuerdo con lo indicado por el IBAL en las reuniones de seguimiento del contrato, las obras de corto plazo proyectadas para la ampliación de la cobertura del acueducto oficial al sector denominado Distrito No 12, correspondientes a la Interconexión La Pola - Sur, Tanque Sur, Estación de Bombeo Sur - Boquerón, Interconexión Sur - Boquerón y Tanque Boquerón, se integrarán al sistema existente mediante la venta de agua en bloque por parte del IBAL, dado que en la actualidad las redes de distribución existentes en esta zona no son propiedad del IBAL sino que corresponden a acueductos comunitarios. A futuro de ser interés del IBAL el manejo y conexión de la red de distribución del Distrito No 12, deberá adelantar los estudios necesarios para la determinación del catastro existente, la compra de las tuberías a cada uno de los acueductos comunitarios y la determinación de las obras requeridas para el adecuado funcionamiento. En el diseño del Tanque Boqueròn se proyectó la tubería para alimentar el Distrito No 12, sin embargo se dejó taponada aguas abajo de la caja del macromedidor dado que el punto de conexión a la red de distribución existente deberá ser determinado en un estudio específico de las redes de distribución por parte del IBAL. En cuanto a la integración al sistema existente de las obras proyectadas para el Distrito No 7, correspondientes a la Interconexión Ambalá-Alsacia y el nuevo Tanque Alsacia, se proyectaron salidas en el tanque nuevo para realizar las conexiones con las tuberías que actualmente inician en el tanque existente. Adicionalmente se proyectó una nueva tubería para la alimentación del Distrito No 7, sin embargo se dejó taponada aguas abajo de la caja del macromedidor, dado que el punto de conexión a la red de distribución existente deberá ser determinado en un estudio específico de las redes de distribución que no se encuentra dentro del alcance de la presente consultoría y por tanto deberá ser contratado en el futuro por IBAL. Finalmente las obras proyectadas para la alimentación del denominado Distrito No 11 y el apoyo al Distrito No 3, Distrito No 8 y Distrito No 9, que corresponden a la Interconexión Sur - Fiscalía y Tanque Fiscalía, se deben integrar al sistema existente en los puntos y con los trazados que determine un estudio posterior y no incluido dentro de esta CONSULTORÍA, en el cual se realice un análisis de las redes de distribución existentes en cada distrito y se establezca el punto óptimo de conexión y demás obras requeridas para la sectorización y funcionamiento hidráulico adecuado de los Distritos. Es preciso anotar nuevamente que el presente proyecto no corresponde al Plan Maestro de Acueducto para la ciudad de Ibagué y en el alcance específico del contrato 0072 de 2012 firmado por el IBAL y el CONSORCIO IEH GRUCON - PROFINVEST, no se encuentra incluido el análisis de las redes de distribución y las líneas de interconexión entre el Tanque Fiscalía y los Tanques Mirolindo y Picaleña. Así mismo otras necesidades del sistema como la Planificación y Desarrollo del Programa de Control de Pérdidas del Sistema de Acueducto y la Sectorización Hidráulica entre otras, tampoco se encuentran

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dentro del alcance de la presente CONSULTORÍA y corresponden a estudios que deberán ser adelantados por el IBAL para la solución integral del sistema de acueducto. Por otra parte el IBAL deberá adelantar un proceso con la comunidad para establecer, analizar y determinar las conexiones de su interés dependiendo cada uno de los puntos anteriormente expuestos, de esta forma integrar al sistema la compra de agua en bloque y el sistema propuesto por parte de la consultoría. Las obras proyectadas cumplen con el alcance del contrato 0072 de 2012 y en los siguientes capítulos se presenta el estudio de población y demanda también de forma detallada el diseño de todas las obras proyectadas y todos los estudios complementarios para su diseño. Se anexa el informe de análisis de alternativas que complementa lo presentado en los numerales anteriores.

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2 INFORMACIÓN GENERAL DEL ÁREA DEL PROYECTO

Este capítulo pretende dar a conocer las características particulares del municipio de Ibagué, que corresponde al área del proyecto.

2.1 Aspectos Físicos En los siguientes numerales se presenta una descripción general de los aspectos físicos más representativos de la localidad.

2.1.1 Historia

La historia de Ibagué se remonta a muchos años antes de la conquista, cuando una raza indígena habitaba la zona, más adelante fueron llamados por los españoles, Los Pijaos. El capitán español Andrés López fue el fundador de la ciudad, antes llamada Villa de San Bonifacio de Ibagué. Inicialmente, esta zona correspondía a una meseta rodeada por los ríos de la cordillera oriental, específicamente donde hoy se encuentra ubicado el municipio de Cajamarca. La actual Catedral Metropolitana del Tolima, representa uno de los orgullos ibaguereños, porque aunque ha sufrido varios incidentes, ha sido remodelada y sigue estando en el mismo lugar donde construyeron la Capilla de Murrapo y Tapia Pisada, en la cual los españoles celebraron su primera misa en 1551.

Foto 2-1. Catedral Metropolitana del Tolima

Fuente: Wikipedia

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2.1.2 Localización Geográfica

La ciudad de Ibagué se encuentra localizada a 1285 m.s.n.m a 213 km de Bogotá D.C. Su temperatura media es de 21°C. “El área municipal cubre 1498 Km² los cuales se distribuyen en una zona montañosa que se extiende por la cordillera central y una amplia zona plana conocida como la meseta de Ibagué” (Alcaldía de Ibagué, 2012).

Figura 2-1. Ubicación Ibgué con respecto al Tolima y a Colombia

Fuente: Wikipedia

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2.1.3 Límites

El municipio de Ibagué limita por:

El norte: Anzoátegui y Alvarado.

Al Sur: San Luis y Rovira.

Al oriente: Piedras y Coello.

Al occidente: Cajamarca y los departamentos del Quindío y Risaralda.

2.1.4 Vías de Comunicación

El sistema vial del municipio es eficiente y muy transitable. También, se encuentra pavimentado y en regular estado. Cuenta con una excelente red vial de carreteras que comunica a Ibagué con todos los departamentos vecinos y a través de ellos con el resto del país. Las distancias de las vías desde las principales ciudades son:

213 km de Bogotá D.C.

95 Km de Melgar

65 Km de Girardot

103 km de Armenia

147 Km de Pereira

298 km de Cali

369 km de Medellín

606 Km de Bucaramanga

Cabe mencionar que actualmente se está llevando a cabo el proyecto de la construcción de la doble calzada desde Bogotá a Girardot, y de este último hasta Ibagué.

2.1.5 Hidrología

Ibagué y su área de influencia forma parte de cuatro sistemas hídricos: subcuencas de los ríos Combeima, Chípalo, Alvarado, Opia y Río Cócora. También se habla de sistemas hídricos de zona de vertiente, que corresponde a los cuerpos de agua superficial de la cuenca de los ríos Combeima, Chípalo y Alvarado. Por sus características topográficas de pronunciada a fuertemente escarpada, con una alta pendiente en sus cauces, asimismo el agua presenta mayor turbiedad, menor cantidad de oxígeno disuelto y mineralización y mayor capacidad de erosión y transporte. Adicionalmente, dentro de esta categoría se incluyen dos clases de cuencas hidrográficas, dependiendo de si tiene o no conexión con el sistema volcánico. Las siguientes son este tipo de cuencas:

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Sistemas de vertiente con conexión aparato volcánico: río Combeima

Sistemas de vertiente sin conexión con aparato volcánico: ríos Chípalo y Alvarado.

Los sistemas hídricos de zona plana son tienen un topografía no muy fuerte, por lo cual se infiere una baja torrencialidad. La subcuenca del río Opia es un ejemplo de esta clase de sistema hídrico. A continuación en la Figura 2-2. Hidrografía Ibagué, se puede apreciar los ríos de la ciudad

Figura 2-2. Hidrografía Ibagué

Fuente: IGAC

A continuación se muestran los caudales promedios anuales, según estudios hidrológicos realizados por el CEDAR, CORTOLIMA, IBAL y ESTUDIOS TÉCNICOS S.A para la subcuenca del río Cócora, la cual ha sido propuesta como fuente de captación para apoyar el abastecimiento de Ibagué. Los caudales están divididos por subcuenca.

Tabla 2-1. Caudales promedio anuales de la subcuenca del río Cócora

Sistema Hídrico Hectáreas Porcentaje Q (m3/s) Aporte (%)

Combeima 1438 25.8 6.14 47.9

Chípalo 1898 34 1.44 11.3

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Alvarado 399 7.2 1.10 8.6

Opia 1843 33 0.63 4.9

Cócora 3.50 27.3

Calidad del recurso: La presencia de plaguicidas en las aguas de los ríos Combeima y Chípalo, así como de su calidad para el uso en riego, fue establecida en el estudio realizado por CORCUENCAS en 1998.

2.1.6 Climatología y Meteorología

La climatología es una rama de las ciencias de la Tierra que se ocupa del estudio del clima y sus variaciones a lo largo del tiempo. La meteorología por su parte es una rama de geofísica, encargada de estudiar el estado del tiempo, el medio atmosférico, los fenómenos que se producen y sus causas. “La meteorología es una ciencia auxiliar de la climatología ya que los datos atmosféricos obtenidos en múltiples estaciones meteorológicas durante largo tiempo se usan para definir el clima, predecir el tiempo, comprender la interacción de la atmósfera con otros subsistemas, etc. El conocimiento de las variaciones meteorológicas y el impacto de las mismas sobre el clima ha sido siempre de suma importancia para el desarrollo de la agricultura, la navegación, las operaciones militares y la vida en general.”1 El clima se entiende como el estado medio de los fenómenos meteorológicos durante un largo período de tiempo. Entre los elementos del clima se tienen variables como temperatura, precipitación, humedad, brillo solar, evaporación, vientos, entre otros; siendo de mayor relevancia la temperatura y la precipitación, pues el conocimiento de ellos nos permite definir, clasificar y zonificar el clima de una región dada; las demás variables nos permiten caracterizar las zonas ya definidas. El clima tiene directa intervención en la evolución del suelo y paisaje, por consiguiente es un factor importante en el componente físico-biótico, además nos permite identificar zonas de amenazas naturales. La importancia también radica en el aspecto socioeconómico, ya que permite la toma de decisiones en el uso del suelo para los diferentes tipos de cultivo. Teniendo en cuenta lo anterior, a continuación se muestran los resultados de la carta climatológica desarrollada por el IDEAM en la estación del aeropuerto Perales.

1 Referencia: Wikipedia

http://es.wikipedia.org/wiki/Climatolog%C3%ADa

http://es.wikipedia.org/wiki/Estaci%C3%B3n_meteorol%C3%B3gica

http://es.wikipedia.org/wiki/Estaci%C3%B3n_meteorol%C3%B3gica

http://es.wikipedia.org/wiki/Agricultura

http://es.wikipedia.org/wiki/Navegaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Guerra

http://es.wikipedia.org/wiki/Guerra

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Figura 2-3. Carta Climatlógica Ibagué

Fuente: IDEAM

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2.1.7 Tipos de Suelos

Para abordar los tipos de suelos, se tomó la información del estudio realizado por (Alfaro Castillo, Díaz Granados, Escobar Bernales, & Martínez Flechas, 2001), donde explican los grupos de suelos existentes en la ciudad de Ibagué de acuerdo a los resultados de 274 perforaciones hechas por este grupo, como se puede observar en la siguiente tabla.

Tabla 2-2. Grupos de suelos Ibagué

TIPO DE SUELO DESCRIPCIÓN

1 Presencia de gravas desde el nivel 0.0m, son materiales con depósitos fluvio-volcánicos entre 13 y 17%. La resistencia a la compresión inconfinada es de 10,0 Kg/cm2. La humedad es del 15% a 1m de profundidad.

2

Presencia de arena con intercalaciones de finos hasta 2,0m de 2m hacia abajo hay presencia de grava y/o conglomerado, son materiales con depósitos fluvio-volcánico s entre 8% y 29 %. La resistencia a la compresión inconfinada oscila entre 0,7 y 1,9 Kg/cm2.

3

Presencia de arena y finos hasta 4,5m de 4,5m hacia abajo hay presencia de grava y/o conglomerado, son materiales con depósitos fluvio-volcánicos entre 9% y 38%. La humedad disminuye con la profundidad de 40% y 10%. En algunos estudios de suelos se encontró presencia de nivel freático a 2,0m, 3,0m y 3,4m de profundidad.

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Presencia de arena hasta una profundidad de 7,2 de 7,2m hacia abajo hay presencia de grava y/o conglomerado, son materiales con IP entre % y %. La resistencia a la compresión inconfinada oscila entre 0,5 y 2,0 Kg/cm2. El valor de humedad oscila entre 40 y 20%. En los estudios de suelos se encontró presencia de nivel freático a 1,0 y 2,6m de profundidad.

5 Presencia de arena hasta 3m de profundidad, son materiales con IP muy bajos. El valor de N de 20 golpes/pie a 2,5m. La humedad oscila entre 30 y 10%.

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Presencia de suelo fino hasta una profundidad de 2,8m de 2,8m hacia abajo hay presencia de arena, son materiales con depósitos fluvio-volcánicos entre 5% y 35 %. La resistencia a la compresión inconfinada oscila entre 1,0 y 3,0 Kg/cm2. Los valores de N del ensayo de penetración estándar varían de 5 y 15 golpes/pie a 2m de profundidad y 50 golpes/pie a 4,0m de profundidad. El valor de humedad oscila entre 40 y 15%.

7

Presencia de suelo fino hasta una profundidad de 5,7m de 5,7m hacia abajo hay presencia de arena, son materiales con depósitos fluvio-volcánicos entre 2% y 29 %. La resistencia a la compresión inconfinada oscila entre 0,5 y 3,0 Kg/cm2. Los valores de N del ensayo de penetración estándar son de 15 golpes/pie a 2m de profundidad, 20 golpes/pie a 4,0m de profundidad, 35 golpes/pie a 6m de profundidad y varía entre 40 y 50 golpes/pie después de 10m de profundidad. El valor de humedad oscila entre 40 y 10%.

8

Presencia de suelo fino hasta una profundidad de 5,0m, son materiales con depósitos fluvio-volcánicos entre 10% y 40 %. La resistencia a la compresión inconfinada oscila entre 1,0 y 2,0 Kg/cm2. El valor de humedad oscila entre 40 y 20%. Hay presencia de nivel freático a 1,0m, 2,0m, 2,4m y 2,7m de profundidad. En este grupo se encuentra el mayor porcentaje de los estudios de suelos analizados 21,8%.

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Hoja No. 19



TIPO DE SUELO DESCRIPCIÓN

9

Presencia de suelo orgánico hasta una profundidad de 1,7m, de 1,7m a 4,5m de profundidad hay presencia de material fino, de 4,5m hacia abajo se encuentra arena, son materiales con depósitos fluvio-volcánicos entre 10% y 30 %. El valor de humedad oscila entre 50 y 30%. Presencia de nivel freático a 3,0m de profundidad.

La clasificación de los tipos de suelos mostrados en la tabla anterior, se relaciona con el siguiente mapa.

Figura 2-4. Clasificación tipos de suelos

Fuente: Estudio Aportes para la Microzonificación Sísmica de Ibagué

2.1.8 Geografía

La ciudad de Ibagué está enclavada de la vertiente oriental de la cordillera central de Colombia, en el nacimiento de un amplio valle formado por el río Coello y su afluente el Combeima, que toma sus aguas de las cimas nevadas del nevado del Tolima y hacen parte del Parque Nacional Natural Los Nevados de Colombia, que en buena parte pertenece al Municipio de Ibagué. Por estar situado en la región del ecuador, no presenta ciclo estacional, pero su área rural disfruta de todos los niveles térmicos de montaña. Con cumbres nevadas como el nevado del Tolima a 5.300 msnm y el nevado del Ruiz a 5.400 llegando a temperaturas bajo cero o zonas calurosas, en amplios valles por debajo de los 800 metros de altitud a Orillas del Río Magdalena que alcanzan valores térmicos superiores de 30 grados C.2

2 Fuente Wikipedia.org

http://es.wikipedia.org/wiki/Cordillera_Central_(Colombia)

http://es.wikipedia.org/wiki/Nevado_del_Tolima

http://es.wikipedia.org/wiki/Parque_Nacional_Natural_Los_Nevados

http://es.wikipedia.org/wiki/Colombia

http://es.wikipedia.org/wiki/Nevado_del_Tolima

http://es.wikipedia.org/wiki/Msnm

http://es.wikipedia.org/wiki/Nevado_del_Ruiz

http://es.wikipedia.org/wiki/R%C3%ADo_Magdalena

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Hoja No. 20



2.1.9 Cartografía

El registro de la base cartográfica y topográfica del Instituto Agustín Codazzi –IGAC. Para la ciudad de Ibagué se relaciona a continuación.

Tabla 2-3. Información Planchas IGAC

NÚMERO DE PLANCHA ESCALA

244IID 1:25000

244IVB 1:25000 245IC3 1:25000

245IIIA1 1:25000

Geográficamente, el centro urbano de la ciudad de Ibagué se encuentra localizado entre las siguientes coordenadas:

Figura 2-5. Localización Geográfica del Casco Urbano de la ciudad de Ibagué

2.1.10 Geotecnia

A continuación se muestra la caracterización geotécnica de Ibagué, la cual como se puede observar está divida en varias zonas. Es importante mencionar que la información presentada en este numeral fue tomada de un estudio realizado por (Alfaro Castillo, Díaz Granados, Escobar Bernales, & Martínez Flechas, 2001)

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Hoja No. 21



Figura 2-6. Caracterizacón geotécnica de Ibagué


Tabla 2-4. Zonificación geotécnica zona montañosa de Ibagué

SUB-ZONA DESCRIPCIÓN

IM – Rocas Duras Anfibolitas, neises anfibólicos y mármoles.

IIM – Remanentes de Lavas de Composición Andesítica y Basáltica

Se conservan geoformas que indican la existencia de antiguos cuellos volcánicos. Evidencias de una red de drenaje característica.

IIIM – Suelos Residuales del Batolito

de Ibagué

Arenas limosas mal gradadas y limos orgánicos de baja resistencia al corte. Materiales susceptibles a la erosión; es común la profundización de caminos y formación de surcos. El espesor de suelo sobre la roca meteorizada puede ser mayor de 10 m en algunos sitios.

IVM – Depósitos de Piedemonte (Coluviales

y Coluvio-Aluviales)

Arenas y limos con gravas muy descompuestos. Sobre las llanuras de inundación se observan materiales con gravas de tamaño bloque.

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Hoja No. 22



SUB-ZONA DESCRIPCIÓN

IP – Depósitos Fluvio- Volcánicos

Son depósitos heterogéneos y heterométricos; se observan fragmentos angulares y subangulares de hasta 2m de tamaño. La matriz, presente en proporción de 20 a 50 %, se compone de limos inorgánicos, arenas limosas, arenas arcillosas y algo de arenas con gravas. Ocasionalmente, se presentan lentes de arcillas inorgánicas de alta plasticidad. Poseen ligera cementación y buena capacidad portante. La superficie es suavemente ondulada, con inclinación al Este del 2 % al 3 %; y tiene una cubierta meteorizada de 1 a 2 m. La profundidad de estos materiales es mayor a 150 m.

IIP – Depósitos Fluvio- Volcánicos del último

ciclo de vulcanismo del volcán del Tolima

Estos depósitos se sitúan a lado y lado del curso del río Combeima, entre 6 y 40 m de altura. Son gravas en matriz areno-limosa moderadamente consolidadas. Esta zona es importante pues corresponde a la zona de amenaza potencial por flujo de escombros y lodo de origen volcánico.

IIIP – Depósitos Piroclásticos

Suelos volcánicos derivados de caídas de cenizas moderadamente compactos. Consta de limos y arcillas de baja plasticidad, arenas limosas y arcillosas y ocasionalmente, limos y arcillas de alta plasticidad. La capacidad portante es media a alta. La superficie es suavemente ondulada, con inclinación de 1° a 3° al Este. El espesor máximo de materiales en esta zona es de 6 m a 8 m.

IVP – Sedimentos de Origen Lagunar

Son suelos de naturaleza cohesiva, limos orgánicos de baja plasticidad o arcillas de alta plasticidad y arenas arcillosas de baja plasticidad (SC). En su conjunto se trata de materiales de baja permeabilidad. Son depósitos de poca extensión y un espesor de aproximadamente 5 m. Existen dos depósitos: uno en el estadio Murillo Toro y otro sobre la vía a El Salado.

VP – Llanuras de Inundación y Depósitos de

Canal Heterogéneos

Se localizan en las márgenes inmediatas del río Combeima, la quebrada Chípalo y afluentes mayores ubicados entre 0.8 m y 3.5 m de altura con respecto al nivel de aguas corrientes. Compuestos por gravas arenosas, gravas limosas e intercalaciones lenticulares de arenas y limos, formando niveles planos y aterrazados. El nivel freático es poco profundo y oscila con el nivel del agua en la corriente. Material fácilmente excavable, parte de esta zona es utilizada para extraer arena y grava.


2.1.11 Geología

Para conocer acerca de la geología de Ibagué se consultó el Instituto Colombiano de Geología y Minería. A partir de esta fuente, se obtuvo la siguiente imagen que muestra la geología general de Ibagué y de sus alrededores, considerando edades desde el precámbrico hasta el cuaternario.

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Hoja No. 23



Figura 2-7. Geología de bagué y sus alrededores (INGEOMINAS)

“El territorio de la ciudad de Ibagué está ubicado en la zona andina donde los mayores rasgos morfotectónicos son las cordilleras Central y Oriental y el valle del río Magdalena, accidentes relacionados con posibles fenómenos distensivos en el Jurásico y compresivos en el Cenozoico, a los que se asocia el levantamiento de las cordilleras y la depresión del Magdalena” (Instituto Geofísico Universidad Javeriana y Consultoría Colombiana S.A, 2000).

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Hoja No. 24



En este sentido y según la anterior figura, se puede ver que la geología correspondiente a Ibagué son abanicos altos, bien disectados de edad cuaternaria. Alrededor la geología está conformada por intrusiones granodioritas o cuarzodioriticas, ante todo jurásicas.

2.1.12 Pavimentos

El sistema vial de la ciudad es eficiente y muy transitable. Se encuentra pavimentado en su gran mayoría. Sin embargo también existen zonas sin pavimentar y en mal estado. Es por esto que el gobierno actual adelanta el mejoramiento de las siguientes vías: Mirador de Ambalá, Los Mandarinos, Refugio, Santa Bárbara, Arkalá, Calarcá, Jordán Sexta etapa, Gaitán y Ricaurte.

2.1.13 Servicios Públicos.

2.1.13.1 Acueducto y alcantarillado.

Los servicios públicos de acueducto y alcantarillado para el caso urbano son administrados por la Empresa Ibaguereña de Acueducto y Alcantarillado –IBAL, una empresa perteneciente al estado del orden municipal. La cobertura de la prestación de servicio de acueducto es del 87%. La zona Sur de la ciudad no cuenta con cobertura por parte del IBAL, se surte por medio de acueductos comunitarios. La cobertura del alcantarillado es 88%.

2.1.13.2 Aseo.

Este servicio está a cargo de dos empresas, una es Empresa Ecológica De Servicios Públicos Los Pijaos S.A. E.S.P y la otra es Interaseo S.A E.S.P. Según el reporte del año 2008 del Sistema Único de Información de Servicios Públicos –SUI, los suscriptores de la empresa Ecológica De Servicios Públicos Los Pijaos a nivel residencial fueron 8237 y a nivel no residencial 172. La frecuencia de recolección de residuos residenciales es de 3 veces a la semana. Los residuos sólidos son transportados al relleno sanitario La Miel. A continuación se muestra información relevante relacionada con la prestación de aseo.

Tabla 2-5. Cantidad de residuos recolectados y dispuestos

Fuente: Estudio “Ibagué en cifras 2008-2009” Secretaría de Planeación Municipal

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Hoja No. 25



2.1.13.3 Energía

Este servicio lo presta Energía del Tolima, Enertolima. Para el año 2006 Ibagué contaba con 128.132 suscriptores, agrupados fundamentalmente en la categoría residencial, la cual abarcaba el 89,36% del total. A continuación se muestran los datos correspondientes al año 2009.

Tabla 2-6. Cobertura eléctrica según su uso

Fuente: Estudio “Ibagué en cifras 2008-2009” Secretaría de Planeación

2.1.13.4 Gas Natural

La empresa prestadora de este servicio es Alcanos de Colombia S.A E.S.P. La siguiente gráfica muestra el número de suscriptores por estrato para el mes de enero de 2013, según el reporte de SUI.

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Hoja No. 26



15.3%

49.7%

26.2%

7.6%

1.1% 0.2%

Estrato 1

Estrato 2

Estrato 3

Estrato 4

Estrato 5

Estrato 6

Figura 2-8. Porcentaje d suscriptores de gas domiciliario enero 2013

Fuente: SUI

2.1.14 Sismología

“Ibagué se encuentra emplazada en una zona altamente amenazada por eventos sísmicos y volcánicos, el abanico aluvial de Ibagué cubre un área de aproximadamente 650 km2, con una longitud de unos 40 km sobre su eje longitudinal, siendo esta la más grande manifestación de la intensa actividad glacio-volcánica de la cordillera Central, durante el Holoceno y el Pleistoceno” (Instituto Geofísico Universidad Javeriana y Consultoría Colombiana S.A, 2000). Adicionalmente, es importante mencionar que Ibagué se encuentra localizada en un área afectada por fallas que originaron el levantamiento de las cordilleras Central y Oriental, algunas de ellas presentan evidencia en el cuaternario, por lo tanto son potencialmente peligrosas para la generación de sismos; entre estas se encuentran las fallas de Palestina, Martinica, Buenos Aires, Chapetón-Pericos e Ibagué. Las fallas de Buenos Aires e Ibagué atraviesan el casco urbano de la ciudad, los trazos de dos fallas geológicas (falla de Ibagué y falla de Buenos Aires) se cruzan precisamente en el casco urbano de la ciudad, lo que es considerado como un peligro potencial para los habitantes y la infraestructura en general de Ibagué (Instituto Geofísico Universidad Javeriana y Consultoría Colombiana S.A, 2000).

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Hoja No. 27



2.1.15 Zonas de Potencial Riesgo

Las zonas afectadas por deslizamientos son principalmente las áreas expuestas como los bordes de los escarpes del río Combeima, quebradas Chipalo, La Pioja, San Antonio, La Volcana, El Tejar, Hato de La Virgen, Canal del Centenario y parte de la quebrado el Jordán. En estos sitios se suelen presentar deslizamientos y desprendimientos con volúmenes menores a 100 m3 (Instituto Geofísico Universidad Javeriana y Consultoría Colombiana S.A, 2000). Otras zonas consideradas de riesgo por erosión en surcos y los deslizamientos, y además por presentar pendientes altas, son: la subcuenca de la quebrada Ambalá, Las Panelas y San Rafael. La cuenca del Río Combeima, ha sido afectada hace un buen tiempo por los movimientos de masa de volúmenes, los cuales con frecuencia originan problemas para el sistema de abastecimiento de agua en la PTAP La Pola. Otro fenómeno que se estudió en la ciudad es la posibilidad de licuación que corresponde al proceso que conduce a la pérdida de firmeza o rigidez del suelo. Se ha determinado que en general la susceptibilidad es mínima, sin embargo a las orillas del río Combeima este proceso puede ser una amenaza, debido a su naturaleza granular y la altura del nivel freático. De acuerdo a la zonificación geotécnica el (Instituto Geofísico Universidad Javeriana y Consultoría Colombiana S.A, 2000), clasifican la susceptibilidad a deslizamiento.

Tabla 2-7. Susceptibilidad a deslizamiento de acuerdo a la zonificación geotécnica

SUB-ZONA SUSCEPTIBILIDAD A

DESLIZAMIENTO

IM – Rocas Duras Baja

IIM – Remanentes de Lavas de Composición Andesítica y Basáltica

Media baja

IIIM – Suelos Residuales del Batolito

de Ibagué Media alta

IVM – Depósitos de Piedemonte (Coluviales

y Coluvio-Aluviales) Alta

IP – Depósitos Fluvio- Volcánicos

Baja

IIP – Depósitos Fluvio- Volcánicos del último

ciclo de vulcanismo del volcán del Tolima

Media-baja

IIIP - Depósitos Piroclásticos

Media-baja

IVP – Sedimentos de Origen Lagunar

Media-alta

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Hoja No. 28



SUB-ZONA SUSCEPTIBILIDAD A

DESLIZAMIENTO

VP – Llanuras de Inundación y Depósitos de

Canal Heterogéneos Alta

En la as y Riesgos de Ibagué

Fuente: Alcaldía de Ibagué

Figura 2-10, se pueden apreciar las zonas de amenaza por inundación, amenaza volcánica y remoción en masa.

Figura 2-9. Mapa de Amenzas y Riesgos de Ibagué


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Hoja No. 29



Figura 2-10. Convenciones del Mapa de Amenazas y Riesgos


2.2 Aspectos Socioeconómicos

2.2.1 Población Actual

La población actual de Ibagué fue estimada por esta consultoría a partir del dato de cobertura del sistema de acueducto suministrado por la Secretaría de Planeación y del IBAL, que corresponde al 87%. El número de usuarios atendidos son 106348 al 2012. De acuerdo a esto y asumiendo que cada usuario representa a 4.3 habitantes, se tiene lo siguiente:

hab 457,296=ususario

hab 4.30 x usuario 106,348 =(hab) 2012añoIBALatendidaPoblación

hab 525,628=87%

hab 457,296 =(hab) 2012añoIbaguéPoblación

Es decir que la población del municipio a finales del 2012 es aproximadamente de

525.628 habitantes.

2.2.2 Estratificación

El reporte de suscriptores para los sistemas de acueducto fue información suministrada por el IBAL, corresponde a los suscriptores totales clasificados por estratos para diciembre de 2012. Con respecto al alcantarillado y aseo, la información correspondiente fue tomada del reporte generado por el SUI de diciembre de 2009 y 2012 respectivamente. Acueducto

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Hoja No. 30



Tabla 2-8. Estratificación acueducto diciembre 2012

ESTRATO Número

Suscriptores Porcentaje (%)

1 14757 13.01%

2 46789 41.24%

3 28838 25.42%

4 13081 11.53%

5 1918 1.69%

6 506 0.45%

Otros residencial 459 0.40%

Comercial 6538 5.76%

Industrial 212 0.19%

Oficial 362 0.32%

Total 113,460 100% Fuente: IBAL

Alcantarillado

Tabla 2-9. Estratificación alcantarillado diciembre 2009

ESTRATO Número Suscriptores Porcentaje (%)

1 10870 10.90%

2 41799 41.93%

3 27199 27.28%

4 11198 11.23%

5 1713 1.72%

6 529 0.53%

Comercial 5944 5.96%


Oficial 290 0.29%

Total 99,685 100% Fuente: SUI

Aseo

EMPRESA INTERASEO S.A E.S.P

Tabla 2-10. Estratificación aseo diciembre 2012

ESTRATO Número

Suscriptores Porcentaje

(%)

1 22639 18.43%

2 61605 50.16%

3 32862 26.76%

4 2962 2.41%

5 2146 1.75%

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Hoja No. 31



ESTRATO Número

Suscriptores Porcentaje

(%)

6 604 0.49%

Total 122,818 100.00% Fuente: SUI

2.2.3 Usos del Suelo

La clasificación de usos del suelo de acuerdo con el Plan de Ordenamiento Territorial de la ciudad, se muestra en la siguiente tabla.

Tabla 2-11 Descripción de los usos del suelo según el POT

USOS DEL SUELO DESCRIPCIÓN

Residencial

Residencial Primaria

Residencial Secundaria

Residencial Terciaria

Comercial y de Servicios

Servicio empresarial e industrial

Servicio personal

Servicio de mantenimiento

Comercio especial

Comercio pesado

Industria establecida

Institucional

Equipamiento especial

Equipamiento colectivo

Equipamiento recreativo

Actividad central Central

Actividad Integral Integral

Protección

Protección por características ambientales

Conservación ambiental

Plazas, parques y plazoletas

Conservación y restauración ambiental

Protección de cauces

Protección por amenaza natural

Amenaza sísmica

Amenaza volcánica

Amenaza por flujos hídricos

Amenaza por remoción de masa

A continuación se muestra el mapa de usos del suelo correspondiente a la ciudad de Ibagué.

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Hoja No. 32



Figura 2-11. Mapa de uso del suelo

Fuente: Alcaldía de Ibagué POT

Figura 2-12. Convencione del mapa usos del suelo


A través de la Tabla 2-11 Descripción de los usos del suelo según el POT, se puede observar que las zonas residenciales representan una buena parte del mapa, en especial residencial primaria y residencial secundaria. Las zonas de parques, plazas y plazoletas, también ocupan bastante área, por lo que es preciso decir que los usos mayoritarios de la ciudad son residenciales y de protección a parques, plazas y plazoletas.

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Hoja No. 33



2.2.4 Índice NBI (Necesidades Básicas Insatisfechas)

La metodología de NBI busca determinar, con ayuda de algunos indicadores simples, si las necesidades básicas de la población se encuentran cubiertas. Los grupos que no alcancen un umbral mínimo fijado, son clasificados como pobres. El índice de necesidades básicas insatisfechas identifica la proporción de personas y/o hogares que no cuenta con alguna de las necesidades definidas como básicas para subsistir en la sociedad. Capta condiciones de infraestructura y se complementa con indicadores de dependencia económica y asistencia escolar. El NBI considera como pobres a aquellos hogares o personas con al menos una necesidad básica insatisfecha, con base en los siguientes criterios:

Viviendas inadecuadas: en las cabeceras municipales se consideran como inadecuadas las viviendas que tienen piso de tierra. En el resto se ubican en esta categoría las viviendas con piso de tierra o, material precario en las paredes.

Vivienda sin servicios: en las cabeceras municipales, los hogares sin agua por acueducto o sin conexión a alcantarillado o pozo séptico. En el resto se ubican en esta categoría las viviendas que obtengan agua de río, manantial, acequia, lluvia y carezcan de sanitario.

Hacinamiento crítico: Comprende los hogares en donde el número de personas por cuarto sea superior a 3.

Inasistencia escolar: comprende los hogares con niños, niñas y adolescentes entre los 7 y los 11 años que no asisten regularmente a colegio o escuela.

Alta dependencia económica: Comprende los hogares cuyo jefe tenga un nivel educativo inferior a cuarto de primaria y se tenga más de tres personas dependientes.

Un hogar con al menos un NBI, es considerado como pobre bajo este criterio, mientras que aquellos con al menos dos NBI se clasifican como en condiciones de miseria Una vez entendido estos lineamientos, a continuación se muestran los porcentajes de las necesidades básicas insatisfechas (calculados por el DANE) para la ciudad de Ibagué.

Tabla 2-12. Necesidades Básicas Insatisfechas - Fuente: DANE

Nombre Departamento

Nombre Municipio

Personas en NBI

Cabecera Resto Total

Prop (%) cve (%) Prop (%) cve (%) Prop (%) cve (%)

TOLIMA IBAGUE 14.88 5.73 37.60 7.74 16.23 5.05

El coeficiente de variación estadística (cve) es una calificación que permite a los usuarios evaluar la calidad de las estimaciones, considerando los siguientes parámetros:

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Hoja No. 34



Un coeficiente de variación menor del 7%, indica que los tamaños de muestra son suficientes para representar a la totalidad de la población municipal.

El 7% es precisa.

Entre el 8% y el 14% significa que existe una precisión aceptable.

Entre el 15% y 20% precisión regular y por lo tanto se debe utilizar con precaución.

Mayor del 20%, indica que la estimación es poco precisa y por lo tanto se recomienda utilizar el dato con fines descriptivos (tendencias no niveles).

De acuerdo con los resultados indicados en la Tabla 2-12. Necesidades Básicas Insatisfechas - Fuente: DANE, las necesidades insatisfechas son menores en la cabecera que en la parte rural. A pesar de que los valores no son muy altos; menos de la mitad de la población rural presenta malas condiciones, este índice es muy bajo o inclusive nulo, ya que esto quiere decir que existe una proporción no muy grande de personas y/o hogares que no cuenta con alguna de las necesidades definidas como básicas para subsistir en la sociedad.

2.2.5 Población de Miseria

A continuación se muestra los porcentajes de la población que presentan condiciones de pobreza y pobreza extrema.

Tabla 2-13. Población de miseria

Variable 2008 2009

Pobreza % Población % Población

34 175.243 32 167.712

Pobreza Extrema 9 46.388 7 36.468

Fuente: DANE

De acuerdo a los resultados en la anterior tabla, es preciso decir que el porcentaje de la población en condiciones de pobreza es mayor al porcentaje de la población en pobreza extrema. Esto, a comparación de otras ciudades de Colombia y a pesar de que las condiciones de buena parte de la población son críticas, evidencia como las políticas implementadas han llevado a que Ibagué no entré en la lista de ciudades con niveles de pobreza muy altos del país.

2.2.6 Nivel de Ingresos

A continuación se muestra un balance de los ingresos y gastos del municipio de Ibagué (Millones de pesos corrientes), realizado por la Secretaría de Hacienda Municipal hasta el año 2009.

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Hoja No. 35



Fuente: Estudio “Ibagué en cifras 2008-2009” Secretaría de Planeación Muicipal

Figura 2-13. Ingresos y Gastos del Municipio de Ibagué

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Hoja No. 36



2.2.7 Tarifas de Acueducto

La información de tarifas de servicios públicos se muestra en la siguiente tabla y corresponde al valor de las tarifas aplicadas por cargo fijo y por consumo básico del mes de abril del presente año.

Tabla 2-14. Consumo de acueducto y tarifas de Abril de 2013

CONSUMO DE ACUEDUCTO POR ESTRATO

PERIODO : 2013-04

USO ESTRATO CONSUMOS(M3) TOTAL-USUARIOS VALOR DE TARIFA POR

CARGO FIJO POR USUARIO

VALOR DE TARIFA POR CONSUMO BASICO POR

USUARIO

RESIDENCIAL

1 250,403 14,919 $ 1,612.89 $ 215.82

2 728,220 47,426 $ 3,087.54 $ 413.14

3 431,742 29,261 $ 4,147.44 $ 554.96

4 205,377 13,334 $ 4,608.27 $ 616.63

5 31,368 1,971 $ 10,599.02 $ 1,109.93

6 16,003 510 $ 23,041.34 $ 1,294.92

COMERCIAL 189,701 6,639 $ 7,834.06 $ 1,048.27

INDUSTRIAL 91,734 218 $ 7,834.06 $ 1,048.27

OFICIAL 203,864 360 $ 4,608.27 $ 616.63

OTROS 18,963 468

TOTAL 2,167,375 115,106 Fuente: Facturación IBAL

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Hoja No. 37



3 ESTUDIOS DE POBLACIÓN Y DEMANDA DE AGUA

Para estimar la población se utilizaron los métodos aritmético, geométrico y exponencial según lo especificado en el “Reglamento Técnico para el sector de Agua Potable y Saneamiento Básico” (RAS 2000) según la Resolución No.1096 del 17 de Noviembre de 2000, comparando dicha información con la proyección realizada por la firma de consultoría ESTUDIOS TÉCNICOS S.A en 1995, el DANE en 2005 y el consorcio PAVA-SÁNCHEZ en 2001.

3.1 Lineamientos Se tuvo en cuenta en la proyección de población, un valor de población flotante para la ciudad de Ibagué, como un porcentaje de la población total, considerando las condiciones turísticas, laborales, industriales y/o comerciales de la ciudad.

3.2 Población Actual Dentro del estudio de la población actual, es fundamental analizar los aspectos que se enuncian a continuación:

3.2.1 Información Básica Censal

Dado que la estimación de la población es uno de los aspectos para la definición del nivel de complejidad, determinado según el RAS 2000, se estableció que esa población debe corresponder a la proyectada al final del periodo de diseño, llamado también horizonte de planeamiento del proyecto. Para la proyección de la población de la ciudad de Ibagué se recolectaron los datos demográficos del municipio, en especial de los censos de población del DANE, la información de estimaciones previas realizadas por ESTUDIOS TÉCNICOS S.A., y la estimación realizada en el estudio del consorcio PAVA-SÁNCHEZ. A continuación se presenta la información del DANE referente a los censos de diferentes años para la cabecera del municipio, (ver Tabla 3-1 Datos de Población Censos DANE, IBAGUÉ).

Tabla 3-1 Datos de Población Censos DANE, IBAGUÉ

AÑO CENSO

POBLACIÓN CABECERA (Habitantes)

1951 54,347

1964 125,233

1973 182,425

1985 267,508

1993 340,191

CONSORCIO






Hoja No. 38



AÑO CENSO

POBLACIÓN CABECERA (Habitantes)

2005 465,859

Todos los datos presentados en la tabla anterior, fueron extractados de los documentos oficiales que se encuentran en el sitio web del DANE.

3.2.1.1 Proyecciones de Población DANE y Otros Estudios

A continuación se presenta la proyección de población para la ciudad de Ibagué realizada por el DANE, la consultoría ESTUDIOS TÉCNICOS S.A., y el consorcio PAVA-SÁNCHEZ. (VerTabla 3-2). Se resalta la fila del año 2012, ya que corresponde a la proyección de la población actual del DANE y los otros estudios.

Tabla 3-2 Proyección de Población DANE y Otros Estudios para la ciudad de Ibagué

AÑO DANE 2005 ESTUDIOS TÉCNICOS 1995 PAVA-SÁNCHEZ 2001

2005 465,859 572,886 480,202

2006 474,269 592,936 495,088

2007 479,977 613,689 510,436

2008 485,562 635,168 526,259

2009 491,074 655,493 542,573

2010 496,543 676,469 559,393

2011 501,960 698,116 576,734

2012 507,321 720,456 594,613

2013 512,631 743,510 613,046

2014 517,857 764,328 632,050

2015 523,057 785,729 651,644

2016 528,214 807,730 671,845

2017 533,351 830,346 692,672

2018 538,467 853,596 714,145

2019 543,555 877,497 736,283

2020 548,631 902,067 759,108

2021 553,754 927,324 782,640

2022 558,925 953,290 806,902

2023 564,144 979,982 831,916

2024 569,412 1,007,421 857,706

2025 574,729 1,035,629 884,294

2026 580,096 1,064,626 911,708

2027 585,513 1,094,436 939,971

2028 590,981 1,125,080 969,110

2029 596,500 1,156,582 999,152

2030 602,071 1,188,967 1,030,126

2031 607,694 1,222,258 1,062,060

2032 613,370 1,256,481 1,094,983

2033 619,099 1,291,662 1,128,927

2034 624,882 1,327,829 1,163,922

2035 630,719 1,365,008 1,200,003

2036 636,611 1,403,228 1,237,202

CONSORCIO






Hoja No. 39



AÑO DANE 2005 ESTUDIOS TÉCNICOS 1995 PAVA-SÁNCHEZ 2001

2037 642,558 1,442,519 1,275,554

2038 648,561 1,482,909 1,315,096

2039 654,620 1,524,431 1,355,862

2040 660,736 1,567,115 1,397,893

2041 666,909 1,610,994 1,441,227

2042 673,140 1,656,102 1,485,904

2043 679,429 1,702,473 1,531,965

En la proyección realizada por ESTUDIOS TÉCNICOS en 1995 se partió de la población del censo DANE de 1993 y se proyectó con las tasas ajustadas buscando que la población inicial se duplicara en un periodo de 30 años. En la proyección realizada por el consorcio PAVA-SÁNCHEZ en 2001 se partió de la población del censo DANE de 1993 y se proyectó la población con la menor tasa de los periodos intercensales lo cual fue definido como el escenario pesimista dentro del mencionado estudio. Es de aclarar que tanto el DANE como los estudios anteriores hicieron proyecciones hasta años previos al 2043, sin embargo para poder tener una comparación de todas las proyecciones y métodos, para el presente estudio se proyectaron los valores hasta el 2043 siguiendo la tendencia de crecimiento del último periodo anual de cada proyección (DANE y Estudios anteriores).

3.2.1.2 Estimación Población Actual

De acuerdo a la información suministrada por el IBAL se tienen incorporados al sistema comercial de la empresa a Diciembre de 2012, 106,348 usuarios residenciales del servicio de acueducto. Por otra parte, de acuerdo a la información de los planes parciales suministrada por la Secretaría de Planeación Municipal de Ibagué se tiene un promedio de 4.30 habitantes por vivienda (se asume que un usuario de acueducto corresponde a una vivienda). En consecuencia, tomando la información de la Secretaría de Planeación Municipal y del IBAL, se obtiene que para finales del año 2012 la población aproximada que es atendida por la Empresa Ibaguereña de Acueducto y Alcantarillado IBAL es de:

hab 457,296=ususario

hab 4.30 x usuario 106,348 =(hab) 2012añoIBALatendidaPoblación

Ecuación 3-1 Población atendida IBAL 2012

Es importante aclarar que el dato de población anteriormente calculado, corresponde únicamente a los usuarios que actualmente se encuentran vinculados al sistema comercial de la Empresa IBAL. Se debe tener en cuenta que algunos sectores de la ciudad se abastecen de acueducto comunitarios y por tanto no están como usuarios del IBAL, adicionalmente dentro de los sectores de la ciudad en los cuales el IBAL presta el servicio se encuentran usuarios sin vincular que deben ser ingresados al sistema de

CONSORCIO






Hoja No. 40



facturación de la Empresa como parte del programa de Control de Pérdidas que se deberá implementar para la reducción del IANC. De acuerdo a la información suministrada por el IBAL, el cubrimiento de la población actual de la red de acueducto es del 87%. Teniendo en cuenta este dato se realizó la estimación de la población actual de la ciudad de Ibagué como se presenta a continuación, considerando que los 457,296 habitantes calculados anteriormente corresponden al cubrimiento actual del IBAL:

hab 525,628=87%

hab 457,296 =(hab) 2012añoIbaguéPoblación

Ecuación 3-2 Población Ibagué 2012

3.2.2 Proyección de Población

3.2.2.1 Población Flotante

En la proyección de la población, se deben considerar las actividades turísticas, laborales, industriales y/o comerciales que generen población flotante en el área de estudio. Para la estimación de la población flotante de la ciudad de Ibagué, se realizó una investigación con el objetivo de determinar el pico de afluencia de población flotante durante las fiestas de San Juan y San Pedro, estableciendo que el registro más confiable es del Observatorio de Turismo y Comercio de Ibagué que registro el ingreso de 6.336 vehículos a Ibagué el 3 de Julio de 2011 con 93.128 personas aproximadamente. Teniendo en cuenta la población de 501,960 habitantes estimada por el DANE para el 2011, se calcula que la población registrada por el Observatorio de Turismo y Comercio de Ibagué corresponde al 18.5% de la población total y se define este valor como el pico de turismo y por tanto de población flotante.

3.2.2.2 Población Equivalente

Para la proyección de la población se debe considerar las actividades industriales, comerciales e institucionales que generan consumos de agua adicionales. Para considerar estos consumos adicionales se calculó una población equivalente, la cual estima el número de personas que residen en el área de estudio de modo permanente, equivalen al número de personas que desarrollan diferentes actividades en zonas comerciales, industriales e institucionales

3.2.2.3 Métodos de Proyección

Para la proyección de la población de la ciudad de Ibagué, se utilizó el procedimiento señalado en el numeral B.2.2 del RAS 2000, el cual establece los métodos de proyección que se deben utilizar (ver Tabla 3-3 Métodos de Cálculo Permitidos Según el Nivel de Complejidad del Sistema (Tabla B.2.1. - RAS 2000)) dependiendo del nivel de complejidad del sistema, (ver numeral 2.3.4 (Nivel de Complejidad).

CONSORCIO






Hoja No. 41



En el Titulo A, numeral A.3 del Reglamento Técnico para el Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico (RAS 2000), se establece la clasificación de los proyectos de acueducto y/o alcantarillado en un nivel de complejidad, dependiendo del número de habitantes y su capacidad económica tal como se indica en la Tabla 3-3 Métodos de Cálculo Permitidos Según el Nivel de Complejidad del Sistema (Tabla B.2.1. - RAS 2000).

Tabla 3-3 Métodos de Cálculo Permitidos Según el Nivel de Complejidad del Sistema (Tabla B.2.1. - RAS 2000)

Nivel de Complejidad del Sistema

Método por emplear Bajo Medio Medio Alto Alto

Aritmético, Geométrico y Exponencial X X

Aritmético, Geométrico, Exponencial y otro

X X

Por Componentes (demográficos)

X X

Detallar por zonas y detallar por densidades

X X

Nota: Más adelante se presenta en el numeral 3.3.4 (Nivel de Complejidad) que el nivel de complejidad para el total de la población del sistema de acueducto de la ciudad de Ibagué es ALTO. Proyección Método Aritmético Supone un crecimiento vegetativo balanceado por la mortalidad y la emigración. La ecuación para calcular la población proyectada es la siguiente:

ucf

ciuc

ciucucf TT

TT

PPPP

*

Ecuación 3-3

Fuente: RAS-2000. Sistemas de Acueducto.

Donde, Pf es la población (hab) correspondiente al año para el que se quiere proyectar la población, Puc es la población (hab) correspondiente al último año censado con información, Pci es la población (hab) 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 y Tf es el año al cual se quiere proyectar la información. Proyección Método Geométrico Es útil en poblaciones que muestren una importante actividad económica, que genera un apreciable desarrollo y que poseen importantes áreas de expansión las cuales pueden ser dotadas de servicios públicos sin mayores dificultades. La ecuación que se emplea es:

ucf TT

ucf rPP

1* Ecuación 3-4


CONSORCIO






Hoja No. 42



Donde r es la tasa de crecimiento anual en forma decimal y las demás variables se definen igual que para el método anterior. La tasa de crecimiento anual se calcula de la siguiente manera:

1

1

ciuc TT

ci

uc

P

Pr

Ecuación 3-5


Proyección Método 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 poseen abundantes áreas de expansión. La ecuación empleada por este método es la siguiente:

cif TTk

cif ePP

*

* Ecuación 3-6


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:

cacp

cacp

TT

PLnPLnk

)()( Ecuación 3-7


Donde 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 y Ln el logaritmo natural o neperiano. Proyección Otros Métodos El Método Gráfico se utiliza principalmente cuando la información censal es insuficiente o poco confiable, lo cual hace que las proyecciones geométricas y exponenciales arrojen resultados que no correspondan con la realidad. El método gráfico consiste en comparar gráficamente la población del municipio en estudio con la de otros tres municipios del país con las siguientes características:

Uno de los municipios (Población B) debe ser de la misma región, con desarrollo, clima y tamaño similar al del municipio en estudio y obviamente con información confiable en cuanto a crecimiento de la población.

CONSORCIO






Hoja No. 43



El otro municipio (Población C) debe ser de la misma región, con desarrollo y clima similar al del municipio en estudio (Población A) pero con un número de habitantes mayor al de este municipio.

El tercer municipio (Población D) debe ser de otra región del país con un número de habitantes mayor al del municipio en estudio (Población A) y con un desarrollo y clima similar.

El procedimiento detallado se muestra en la Guía RAS 001. Cuando el tamaño de la población, las condiciones demográficas, el crecimiento de la población no continuo o las condiciones externas que generen períodos demográficos cambiantes en el tiempo requieran la utilización de métodos de cálculo de población diferentes a los presentados en la tabla B.2.1 del RAS (ver Tabla 2-3), otros métodos podrán ser empleados bajo la aprobación de la empresa prestadora del servicio y la opinión de expertos en estudios demográficos. Para la estimación de la población, en los estudios de planeamiento de servicios para los niveles de complejidad medio alto y alto, se considera una buena práctica realizar estudios demográficos detallados conducidos por profesionales de la demografía. Métodos como el de los componentes demográficos, que analiza la variación en el tiempo de parámetros como la natalidad, la mortalidad, la emigración y la inmigración, son de gran utilidad y confiabilidad para obtener un sustento sólido a las proyecciones de población que permita una adecuada estimación de la demanda de los servicios. Proyección Software Demproj Demproj es un paquete estadístico computarizado desarrollado por la Agencia de Estados Unidos para el Desarrollo USAID, para el cálculo de proyecciones de población y como herramienta de ayuda a los países en desarrollo para la determinación de las consecuencias futuras de programas y políticas de desarrollo en ejecución. Este software es un paquete econométrico que permite hacer proyecciones de población basadas en la población actual, las tasas de fecundidad, tasas de mortalidad y procesos de migración de un país o una región.

3.2.2.4 Comparación de Métodos y Adopción del Método de Proyección

A continuación se realiza la comparación de los métodos de proyección y se adopta el método de proyección para la ciudad de Ibagué. En la Tabla 3-4 se presentan las tasas de crecimiento anual empleadas en la proyección del DANE hasta el año 2020, en el estudio de 1995 elaborado por ESTUDIOS TÉCNICOS S.A. hasta el año 2018 y en el estudio elaborado en 2001 por el consorcio PAVA-SÁNCHEZ hasta el año 2032. Como se aclaró anteriormente en este documento todas las proyecciones se llevaron hasta el año 2043 horizonte de diseño, empleando la tasa del último periodo proyectado por el DANE y los estudios anteriores.

CONSORCIO






Hoja No. 44



Tabla 3-4 Tasas de Proyección DANE y Otros Estudios

AÑO DANE ESTUDIOS TÉCNICOS 1995 PAVA-SÁNCHEZ 2001

2005

2006 1.81% 3.50% 3.10%

2007 1.20% 3.50% 3.10%

2008 1.16% 3.50% 3.10%

2009 1.14% 3.20% 3.10%

2010 1.11% 3.20% 3.10%

2011 1.09% 3.20% 3.10%

2012 1.07% 3.20% 3.10%

2013 1.05% 3.20% 3.10%

2014 1.02% 2.80% 3.10%

2015 1.00% 2.80% 3.10%

2016 0.99% 2.80% 3.10%

2017 0.97% 2.80% 3.10%

2018 0.96% 2.80% 3.10%

2019 0.94% 2.80% 3.10%

2020 0.93% 2.80% 3.10%

2021 0.93% 2.80% 3.10%

2022 0.93% 2.80% 3.10%

2023 0.93% 2.80% 3.10%

2024 0.93% 2.80% 3.10%

2025 0.93% 2.80% 3.10%

2026 0.93% 2.80% 3.10%

2027 0.93% 2.80% 3.10%

2028 0.93% 2.80% 3.10%

2029 0.93% 2.80% 3.10%

2030 0.93% 2.80% 3.10%

2031 0.93% 2.80% 3.10%

2032 0.93% 2.80% 3.10%

2033 0.93% 2.80% 3.10%

2034 0.93% 2.80% 3.10%

2035 0.93% 2.80% 3.10%

2036 0.93% 2.80% 3.10%

2037 0.93% 2.80% 3.10%

2038 0.93% 2.80% 3.10%

2039 0.93% 2.80% 3.10%

2040 0.93% 2.80% 3.10%

2041 0.93% 2.80% 3.10%

2042 0.93% 2.80% 3.10%

2043 0.93% 2.80% 3.10%

De los datos de población presentados en la Tabla 3-2 y las tasas de crecimiento relacionadas en la Tabla 3-4 se pueden resaltar las siguientes observaciones:

Las tasas de crecimiento utilizadas por el DANE son las más pequeñas y son decrecientes hasta el año de proyección (2020). El valor de la población estimada por el DANE al final de 2012 es de 507,321 habitantes y la proyección de población conservando la última tasa hasta el año 2043 es de 679,429 habitantes.

CONSORCIO






Hoja No. 45



En el "Estudio de Urbanismo y Población del Nuevo Acueducto Complementario de la Ciudad de Ibagué" elaborado por ESTUDIOS TÉCNICOS S.A. en 1995, se parte de la población del censo DANE 1993 y se proyecta con las tasas ajustadas para alcanzar el doble de la población inicial en un periodo de 30 años. El valor de la población estimada en este estudio al final de 2012 es de 720,456 habitantes y la proyección de población conservando la última tasa hasta el año 2043 es de 1,702,473 habitantes.

En el "Estudio de Población" elaborado por el consorcio PAVA-SÁNCHEZ en 2001, se parte de la población del censo DANE 1993 y se proyecta con la tasa más baja de los periodos intercensales. El valor de la población estimada en este estudio al final de 2012 es de 594,613 habitantes y la proyección de población conservando la última tasa hasta el año 2043 es de 1,531,965 habitantes.

Por otra parte, con los datos de población para la cabecera del municipio de Ibagué reportados por el DANE en cada uno de los censos realizados (ver Tabla 3-1), se calcularon las tasas de crecimiento demográfico intercensal para el método geométrico y exponencial, y la pendiente de la línea para el método aritmético. En la Tabla 3-5 se muestran los valores calculados para los diferentes periodos.

Tabla 3-5 Tasas de Crecimiento Intercensales Método Aritmético, Geométrico y Exponencial

TASAS DE CRECIMIENTO INTERCENSALES

Periodo Aritmético Geométrico Exponencial

Pendiente r k

1951 - 1964 5452.77 6.63% 6.42%

1964 - 1973 6354.67 4.27% 4.18%

1973 - 1985 7090.25 3.24% 3.19%

1985 - 1993 9085.38 3.05% 3.00%

1993 - 2005 10,472.33 2.65% 2.62%

De acuerdo con los datos de la Tabla 3-5, se observa que en el periodo comprendido entre 1951 y 1964 Ibagué presentó un fuerte crecimiento lo que significó el aumento de su población 2.5 veces la inicial. A partir de 1964 y hasta 2005 las tasas reflejan un crecimiento sostenido de la población pero con tasas cada vez más bajas producto del crecimiento balanceado de la ciudad sin eventos naturales o sociales que generen procesos de migración o crecimiento extraordinarios. Por otra parte, se calcularon la pendiente y las tasas de crecimiento geométrico y exponencial, a partir del valor del censo 2005 y del valor de población estimado para finales de 2012 con base a la información suministrada por el IBAL (ver Numeral 2.2.1), lo que se presenta en la siguiente tabla.

Tabla 3-6 Tasas de Crecimiento Actual

TASAS DE CRECIMIENTO ACTUAL

Periodo Aritmético Geométrico Exponencial

Pendiente r k

CONSORCIO






Hoja No. 46



2005 - 2012 8538.43 1.74% 1.72%

En la Tabla 3-6 , se observa que recientemente la ciudad de Ibagué tiene una dinámica de crecimiento que continúa con la tendencia de los periodos intercensales, es decir, tasas de crecimientos positivos pero cada vez más bajos. De acuerdo con lo anterior se establecieron las tasas de crecimiento para cada uno de los métodos de proyección como se presenta a continuación:

Método Aritmético: Teniendo en cuenta que en el periodo comprendido entre los años 1973 y 2005, Ibagué ha tenido diferentes procesos de crecimiento y recesión a causa de eventos como la destrucción de Armero y la recesión a nivel nacional de la economía, se estableció este periodo como representativo para estimar la pendiente de crecimiento como el promedio de los tres últimos periodos intercensales: Pendiente = 8882.65 hab/año.

Método Geométrico: Teniendo en cuenta que las proyecciones por el método geométrico y el método exponencial son casi exactas, se optó por escoger para el método geométrico una tasa equivalente a la tasa actual de crecimiento calculada con los valores del censo 2005 y la población actual estimada (ver Tabla 3-6): Tasa anual de crecimiento r = 1.74%.

Método Exponencial: Se escogió para el método exponencial una tasa de crecimiento igual al promedio de las tasas de los tres últimos periodos intercensales: Tasa anual de crecimiento k = 2.94%.

Demproj: Se tomó las tasas de fecundidad y mortalidad estimadas por el DANE para el periodo del año 2005 al año 2020.

Para los tres primeros métodos la pendiente o la tasa de crecimiento se mantuvo constante a lo largo del periodo de diseño. En la Tabla 3-7 se presenta la selección de las tasas de crecimiento para cada método de proyección.

Tabla 3-7 Tasas de Crecimiento Seleccionadas

TASAS DE CRECIMIENTO SELECCIONADAS

Periodo Aritmético Geométrico Exponencial Demproj

Pendiente r k Fecundidad - Mortalidad

2005 - 2043 8882.65 1.74% 2.94% Tasas DANE

Como año y dato de población inicial, para la proyección de población de la ciudad de Ibagué por cada uno de los métodos, se tomó el valor de población registrado por el DANE de acuerdo con el censo de 2005, es decir 465,859 habitantes. Los datos de la proyección de la población para la ciudad de Ibagué por cada uno de los métodos se muestran en la Tabla 3-8.

Tabla 3-8 Proyección de Población Ciudad de Ibagué por Diferentes Métodos

PROYECCIÓN DE POBLACIÓN (Habitantes)

CONSORCIO






Hoja No. 47



AÑO MÉTODO ARITMÉTICO MÉTODO GEOMÉTRICO MÉTODO EXPONENCIAL DEMPROJ

2005 465,859 465,859 465,859 465,859

2006 474,742 473,962 479,749 473,123

2007 483,625 482,206 494,053 480,444

2008 492,508 490,593 508,784 487,820

2009 501,391 499,126 523,954 495,251

2010 510,274 507,807 539,576 502,729

2011 519,157 516,639 555,664 509,069

2012 528,040 525,625 572,232 515,170

2013 536,923 534,767 589,294 521,017

2014 545,806 544,068 606,865 526,589

2015 554,689 553,531 624,959 532,904

2016 563,572 563,159 643,593 539,778

2017 572,455 572,954 662,783 546,560

2018 581,338 582,919 682,545 553,236

2019 590,221 593,058 702,896 559,790

2020 599,104 603,373 723,854 566,209

2021 607,987 613,868 745,437 572,574

2022 616,870 624,545 767,663 578,882

2023 625,753 635,408 790,552 585,131

2024 634,636 646,460 814,123 591,319

2025 643,519 657,704 838,397 597,444

2026 652,402 669,144 863,395 603,566

2027 661,285 680,783 889,138 609,676

2028 670,168 692,624 915,649 615,767

2029 679,051 704,671 942,950 621,833

2030 687,934 716,927 971,066 627,873

2031 696,817 729,397 1,000,020 633,868

2032 705,700 742,084 1,029,837 639,809

2033 714,583 754,991 1,060,543 645,689

2034 723,466 768,123 1,092,165 651,505

2035 732,349 781,483 1,124,730 657,257

2036 741,232 795,076 1,158,266 662,952

2037 750,115 808,905 1,192,802 668,598

2038 758,998 822,975 1,228,367 674,200

2039 767,881 837,289 1,264,993 679,762

2040 776,764 851,852 1,302,711 685,289

2041 785,647 866,669 1,341,554 690,753

2042 794,530 881,743 1,381,555 696,166

2043 803,413 897,079 1,422,748 701,544

En la Figura 3-1. Proyecciones de Población 2005-2043, se muestran gráficamente la proyección de población para el método Aritmético, Geométrico, Exponencial y por Demproj. Así mismo, para poder tener una comparación se graficaron las proyecciones del DANE, ESTUDIOS TÉCNICOS S.A., y PAVA - SÁNCHEZ todas proyectadas al año 2043 horizonte de diseño del presente estudio.

CONSORCIO






Hoja No. 48



Figura 3-1. Proyecciones de Población 2005-2043

CONSORCIO






Hoja No. 49



Figura 3-2 Proyecciones e Población 2005-2043 Método Aritmético, Geométrico y Demproj

CONSORCIO




Versión 1 Agosto de 2013

SISTEMA MATRIZ DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE AL SECTOR SUR DE LA CIUDAD DE IBAGUÉ. Hoja No. 50


SISTEMA MATRIZ DE ABASTECIMIENTO DE AGUA

POTABLE AL SECTOR SUR DE LA CIUDAD DE IBAGUÉ

Analizando la Figura 3-1. Proyecciones de Población 2005-2043 y la Tabla 3-2, se observa que en el "Estudio de Urbanismo y Población del Nuevo Acueducto Complementario de la Ciudad de Ibagué", elaborado por ESTUDIOS TÉCNICOS S.A. en 1995, se proyectó un valor de población para el año 2012 de 720,456 habitantes, dato muy superior a la estimación actual de población que de acuerdo con lo calculado en el numeral 2.2.1 la población estimada para final del año 2012 es de 525.628 habitantes para la ciudad de Ibagué. Así mismo, se observó que en el "Complemento del informe Preliminar Estudio de Población, Revisión y Actualización Plan Maestro Acueducto de Ibagué", elaborado por el consorcio FERNANDO PAVA PAVA-GUIDO KOSLO SÁNCHEZ en 2001, se proyectó un valor de población para el año 2012 de 594,613 habitantes, dato más cercano a la estimación actual de población de 525.628 habitantes, pero de igual forma superior en un 13% aproximadamente. Se puedo observar también, que en este estudio la tasa de crecimiento empleada en la proyección (ver Tabla 3-4) se mantuvo constante y es superior a la tasa final aplicada en el estudio de ESTUDIOS TÉCNICOS y por tal razón las proyecciones de población al año 2043 con dichas tasas, superan en ambos estudios la cifra de 1,500,000 habitantes lo cual significa que la población de la ciudad de Ibagué se deberá triplicar en un periodo de 30 años convirtiendo estas estimaciones en escenarios poco probables. En cuanto a la proyección del DANE, se puedo observar que el valor a 2012 es de 507,321 habitantes y es el más cercano a la estimación actual de 525.628 habitantes. Sin embargo las tasas empleadas van disminuyendo hasta un valor menor al 1.00% anual lo que hace que en esta tendencia se subestime el potencial de crecimiento de la ciudad de Ibagué. Esto se ve más claro con el dato obtenido al 2043 de 679,429 habitantes que supone apenas un crecimiento aproximado del 30% de la población en un periodo de 30 años. En la proyección por el método exponencial en el cual se tomó como tasa de crecimiento el promedio de las tasas de los tres últimos periodos intercensales se observó un comportamiento muy similar al proyectado por el consorcio PAVA-SÁNCHEZ. De esta forma se tiene mediante el método exponencial una población proyectada a 2012 de 572,232 habitantes que es superior a la estimación actual y que adicionalmente proyecta al final del periodo de diseño, año 2043 una población de 1, 422, 748 habitantes muy superior al crecimiento probable de la ciudad de Ibagué en 30 años. De acuerdo con el análisis anterior se definió que el crecimiento de la ciudad de Ibagué tendrá un comportamiento cercano a las proyecciones realizadas por el método aritmético, el método geométrico y por el software Demproj. Como se observa en la Tabla 2-8, en la Figura 3-1. Proyecciones de Población 2005-2043 y en la Figura 3-2 Proyecciones e Población 2005-2043 Método Aritmético, Geométrico y Demproj, la proyección de población para el año 2012 del método aritmético es de 528,040 habitantes y de 525,625 para el método geométrico valores muy cercanos a la población actual estimada. Con el software Demproj la proyección de población para el año 2012 es de 515,170 habitantes valor más cercano a la proyección realizada por el DANE que a la estimación actual y por tanto se define también que subestima el potencial de crecimiento de Ibagué. La diferencia en las proyecciones del método aritmético y el método geométrico, se evidencia en el periodo comprendido entre el año 2020 y el año 2043, en el cual la

CONSORCIO









proyección geométrica tiene un crecimiento mayor debido a que la tasa de crecimiento anual se mantiene constante y a un valor de 1.72%. Por el contrario en la proyección aritmética la pendiente (habitantes por año) es constante, significando que la tasa de crecimiento anual va decreciendo a lo largo del periodo de diseño, continuando la tendencia evidenciada en el comportamiento de la población de acuerdo con los datos censales y la estimación actual de población. De acuerdo con el análisis anterior se adoptó la proyección por el método aritmético ya que la misma se ajusta a las condiciones demográficas y espaciales, tanto actuales como futuras de la ciudad de Ibagué. En la Tabla 3-9 se presentan los valores de la proyección FINAL de población para el periodo de diseño y las tasas de crecimiento anual. Se presenta también la población flotante y la población equivalente de acuerdo con los numerales 3.2.2.1 y 3.2.2.2, respectivamente.

Tabla 3-9 Proyección FINAL de Población Ciudad de Ibagué 2013-2043

PROYECCIÓN FINAL DE POBLACIÓN 2013-2043

AÑO Población

(Hab)

Tasa de Crecimiento

Anual

Población Flotante (Hab)

Población Total (Hab)

Población Equivalente (Hab)

2013 536,923 99,331 636,254

2014 545,806 1.65% 100,975 646,781

2015 554,689 1.63% 102,618 657,307

2016 563,572 1.60% 104,261 667,833

2017 572,455 1.58% 105,905 678,360

2018 581,338 1.55% 107,548 688,886

2019 590,221 1.53% 109,191 699,412

2020 599,104 1.51% 110,835 709,939 140,175

2021 607,987 1.48% 112,478 720,465 142,533

2022 616,870 1.46% 114,121 730,991 142,829

2023 625,753 1.44% 115,765 741,518 143,116

2024 634,636 1.42% 117,408 752,044 143,395

2025 643,519 1.40% 119,052 762,571 143,667

2026 652,402 1.38% 120,695 773,097 143,931

2027 661,285 1.36% 122,338 783,623 144,189

2028 670,168 1.34% 123,982 794,150 144,440

2029 679,051 1.33% 125,625 804,676 144,684

2030 687,934 1.31% 127,268 815,202 144,922

2031 696,817 1.29% 128,912 825,729 145,154

2032 705,700 1.27% 130,555 836,255 147,214

2033 714,583 1.26% 132,198 846,781 149,275

2034 723,466 1.24% 133,842 857,308 151,335

2035 732,349 1.23% 135,485 867,834 153,396

2036 741,232 1.21% 137,128 878,360 155,456

2037 750,115 1.20% 138,772 888,887 157,517

2038 758,998 1.18% 140,415 899,413 159,577

2039 767,881 1.17% 142,058 909,939 161,638

2040 776,764 1.16% 143,702 920,466 163,699

2041 785,647 1.14% 145,345 930,992 165,759

CONSORCIO









PROYECCIÓN FINAL DE POBLACIÓN 2013-2043

AÑO Población

(Hab)

Tasa de Crecimiento

Anual

Población Flotante (Hab)

Población Total (Hab)

Población Equivalente (Hab)

2042 794,530 1.13% 146,989 941,519 167,820

2043 803,413 1.12% 148,632 952,045 169,880

3.3 Estudio de Demanda de Agua Con el fin de realizar los estudios respectivos de acuerdo al alcance del proyecto es necesario establecer los consumos de agua y sus variaciones a lo largo del periodo de diseño.

3.3.1 Lineamientos

A partir del valor actual calculado para el Índice de Agua No Contabilizada (IANC) con base en los datos de volúmenes de agua producidos y facturados, se contempló una reducción de las pérdidas en el sistema (técnicas y comerciales) en un periodo prudente, para poder alcanzar los valores máximos permitidos por el reglamento RAS.

La Dotación Neta Actual, calculada a partir de los datos de facturación recientes proporcionados por el IBAL, debió alcanzar los valores máximos permitidos por el reglamento RAS de acuerdo con la condición del sistema y de esta forma considerar el escenario más crítico.

Teniendo en cuenta su carácter temporal, se estableció que la Dotación Neta de la población flotante será igual al 50% de la Dotación Neta de la población residente sin tener en cuenta la dotación equivalente por otros usos.

3.3.2 Población Proyectada

En la Tabla 3-9 se presentó los valores de la proyección proyectada para la ciudad de Ibagué. En dicha tabla se presenta el valor de población final para cada año partiendo de 536,923 habitantes en el 2013 y 803,413 habitantes al final del año 2043 horizonte del diseño. Adicionalmente se presentó la población flotante y la población total como suma de la población residente más la población flotante.

3.3.3 Evaluación Socio Económica

Para establecer la capacidad económica de los usuarios de los sistemas de acueducto y/o alcantarillado de acuerdo con lo estipulado en el Titulo A del RAS 2000 numeral A.3, se analizó la información de facturación reportada por la Empresa Ibaguereña de Acueducto y Alcantarillado IBAL para diciembre de 2012.

Tabla 3-10 Estratificación de los Usuarios de Acueducto de Ibagué

ESTRATIFICACIÓN DE USUARIOS IBAL - CIUDAD DE IBAGUÉ

Estrato No de Usuarios Porcentaje

CONSORCIO









ESTRATIFICACIÓN DE USUARIOS IBAL - CIUDAD DE IBAGUÉ

Residencial Bajo-Bajo 14,757 13.01%

Residencial Bajo 46,789 41.24%

Residencial Medio-Bajo 28,838 25.42%

Residencial Medio 13,540 11.93%

Residencial Medio-Alto 1,918 1.69%

Residencial Alto 506 0.45%

SUB TOTAL RESIDENCIAL 106,348 93.73%


Comercial 6,538 5.76%

Oficial 362 0.32%

SUB TOTAL OTROS USUARIOS 7,112 6.27%

TOTAL 113,460 100.00%

Como se observa en la tabla anterior EL 79.66% de los usuarios del sistema de acueducto de la ciudad de Ibagué corresponden a los estratos Bajo-Bajo, Bajo y Medio-Bajo, con lo que se estableció que la capacidad económica de los usuarios es BAJA.

3.3.4 Nivel de Complejidad

En el Titulo A, numeral A.3 del Reglamento Técnico para el sector de Agua Potable y Saneamiento Básico (RAS 2000), se establece la clasificación de los proyectos de acueducto y/o alcantarillado en un nivel de complejidad dependiendo del número de habitantes y su capacidad económica tal como se indica en la Tabla 3-11.

Tabla 3-11 Nivel de Complejidad del Sistema (Tabla A.3.1- RAS 2000)

NIVEL DE COMPLEJIDAD DEL SISTEMA

Nivel de Complejidad

Población en la Cabecera Municipal(1) (Habitantes)

Capacidad económica de los usuarios

Bajo < 2500 Baja

Medio 2501 a 12500 Baja

Medio - Alto 12501 a 60000 Media

Alto > 60000 Alta

Nota: (1) Proyectado al periodo de diseño, incluida la población flotante. Dado que la capacidad económica de los usuarios del sistema es BAJA pero la población total proyectada para el año 2043 es de 952,045 habitantes, se estableció un nivel de complejidad ALTO para el proyecto.

CONSORCIO









3.3.5 Periodo de Diseño

Para todos los componentes del sistema de acueducto y/o alcantarillado según la Resolución 2320 del MAVDT del 27 de noviembre de 2009, el periodo de diseño se determina mediante la Tabla 3-12.

Tabla 3-12 Periodo de Diseño (Tabla No 10 - Resolución 2320 MAVDT)

PERIODO DE DISEÑO

Nivel de Complejidad del Sistema

Periodo de Diseño Máximo

Bajo, Medio y Medio – Alto 25 años

Alto 30 años

De acuerdo con el numeral 3.3.4 el Nivel de Complejidad del sistema es ALTO, correspondiente a un periodo de diseño de 30 años. El horizonte de diseño para el proyecto será el año 2043.

3.3.6 Dotación Neta

A continuación se presenta el cálculo de la Dotación Neta Actual y la Dotación Neta Futura.

3.3.6.1 Dotación Neta Actual

RESIDENCIAL De acuerdo a la información suministrada por la Empresa Ibaguereña de Acueducto y Alcantarillado IBAL, se tienen los volúmenes de agua facturados del servicio de acueducto de usuarios residenciales de los estratos 1 al 6 para los meses de Enero a Octubre y el mes de Diciembre del año 2012. El volumen promedio de agua facturada para la actividad residencial para el periodo mencionado es de 1,656,164 m3/mes, es decir 55,205.47 m3/día. Este volumen corresponde al consumo total de los usuarios residenciales del acueducto. Según datos suministrados por el IBAL el promedio de los usuarios residenciales para el mismo periodo es de 104,946 usuarios que equivalen a 451,266 habitantes. Con los datos anteriores se calcula la Dotación Neta Actual como el promedio de la dotación mensual del año 2012 de la siguiente manera:

L/m3 1000*hab 451,266

/díam 47.205,55=)

dia*hab

L( lResidencia Actual NetaDotación

3

Ecuación 3-8 Dotación Neta Actual Residencial. RAS-2000. Sistemas de Acueducto.

CONSORCIO









)dia*hab

L( 122.33=)

dia*hab

L( lResidencia Actual NetaDotación

3.3.6.2 Dotación Neta Futura

RESIDENCIAL Una vez determinado el nivel de complejidad y el periodo de diseño para el proyecto se puedo determinar la Dotación Neta Máxima, la Dotación Bruta, el Caudal Medio Diario (Qmd), el Caudal Máximo Diario (QMD) y el Caudal Máximo Horario (QMH), siguiendo lo expuesto en el RAS-2000 Resolución 1096 y la Resolución 2320 del 27 de Noviembre de 2009 del MAVDT. La Dotación Neta Máxima representa la cantidad máxima de agua requerida para satisfacer las necesidades básicas de un habitante sin considerar las pérdidas que ocurran en el sistema de acueducto. Para calcular la Dotación Neta Máxima se recurre a la Tabla 3-13.

Tabla 3-13 Dotación Neta Máxima (Tabla No 9 - Resolución 2320 MAVDT)

DOTACIÓN NETA MÁXIMA

Nivel de Complejidad del

Sistema

Dotación Neta Máxima para Poblaciones de Clima Frío o

Templado (L/hab-día)

Dotación Neta Máxima para Poblaciones de Clima Calido

(L/hab-día)

Bajo 90 100

Medio 115 125

Medio - Alto 125 135

Alto 140 150

Las poblaciones que se consideran de clima cálido son aquellas con una altura igual o inferior a los 1000 msnm. Con un nivel de complejidad ALTO para el sistema de acueducto y teniendo en cuenta que la ciudad de Ibagué se encuentra a una elevación media de 1248 msnm, se estableció una Dotación Neta Futura Residencial de 140 L/hab-día. Dado que la Dotación Neta Actual Residencial es menor a la Dotación Neta Futura Residencial (máxima permitida), se estableció un periodo de 10 años a partir del 2013 para el incremento de la dotación y de esta forma contemplar el escenario más crítico de demanda de agua futura.

3.3.7 Análisis y Determinación del IANC

3.3.7.1 IANC Actual

De acuerdo a la información suministrada por la Empresa Ibaguereña de Acueducto y Alcantarillado IBAL, se tienen los volúmenes de agua facturados del servicio de acueducto de usuarios residenciales y no residenciales para los meses de Enero a Octubre y el mes de Diciembre del año 2012. Así mismo fue suministrada la información de los volúmenes mensuales totales producidos en las PTAP existentes del sistema de acueducto de la ciudad de Ibagué. El volumen promedio de agua facturada para la actividad residencial y

CONSORCIO









no residencial (volumen total facturado) para el periodo mencionado es de 2,168,261 m3/mes, y el volumen promedio mensual producido es de 3,829,487 m3/mes. Con los datos anteriores se calcula el Índice de Agua No Contabilizada Actual de la siguiente manera:

100*/mesm 487,829,3

/mes)m (2,168,261 - /mes)m 487,829,3(=(%) Actual IANC

3

33

Ecuación 3-9 IANC Actual RAS-2000. Sistemas de Acueducto.

% 43.38=(%) Actual IANC

3.3.7.2 IANC Futuro

Tal y como se informó en el numeral 2.3.7.1 para el año 2012 el sistema de acueducto de la ciudad de Ibagué presenta un Índice de Agua No Contabilizada IANC (%) del 43.38%, por lo cual a partir del año 2013 y hasta finales del segundo quinquenio (año 2023) se calculó linealmente una variación en este Índice, partiendo del 43.38% para el año 2013 hasta llegar a un 25% para el año 2023. Se estableció un periodo de 10 años para alcanzar la reducción en el IANC y llegar a los valores establecidos en el reglamento RAS, sin embargo se hace énfasis en este informe que esta reducción se logrará únicamente con el compromiso de la Administración Municipal y la Empresa Ibaguereña de Acueducto y Alcantarillado IBAL para el desarrollo de un Programa de Control de Pérdidas que incluya acciones frente a las pérdidas comerciales de igual forma que frente a las pérdidas técnicas. En este estudio se menciona la necesidad del Programa de Control de Pérdidas haciendo la claridad que no se encuentra dentro del alcance del presente contrato pero que deberá ser ejecutado por el IBAL en un periodo máximo de 10 años.

3.3.8 Dotación Bruta

A continuación se presenta el cálculo de la Dotación Bruta Actual y la Dotación Bruta Futura.

3.3.8.1 Dotación Bruta Actual

La Dotación Bruta Actual es igual la Dotación Neta Actual dividida entre uno menos el porcentaje de pérdidas actual.

p

dD

actualneta

actualbruta%1

_

_

Ecuación 3-10 RAS-2000. Sistemas de Acueducto.

De acuerdo al numeral 3.3.6.1 la Dotación Neta Actual de la ciudad de Ibagué es de 122.33 L/(hab-día). Según el numeral 3.3.7.1 el porcentaje de pérdidas actual es del 43.38%. Por consiguiente:

CONSORCIO IEH GRUCO PROFINVEST



Versión 1 Noviembre de 2013




)(%38.431

33.122_

díahab

LD actualbruta


)(06.216_díahab

LD actualbruta


3.3.8.2 Dotación Bruta Futura

La Dotación Bruta Futura es igual la Dotación Neta Futura dividida entre uno menos el porcentaje de pérdidas futuro.

p

dD

futuraneta

futurabruta%1

_

_


De acuerdo al numeral 3.3.6.2 la Dotación Neta Futura de la ciudad de Ibagué es de 140.00 L/(hab-día). Según el numeral 3.3.7.2 el porcentaje de pérdidas futuro es del 25%. Por consiguiente:

)(%251

00.140_

díahab

LD futurabruta


)(67.186_díahab

LD futurabruta


Los resultados de las dotaciones estimadas se presentan en la Tabla 3-14 Resumen de Dotaciones Netas y Brutas .

Tabla 3-14 Resumen de Dotaciones Netas y Brutas

RESUMEN DOTACIONES ACTUALES Y FUTURAS - POBLACIÓN RESIDENTE (P), POBLACIÓN FLOTANTE (PF) , POBLACIÒN EQUIVALENTE (PE) Y POBLACIÓN TOTAL (P+PF)

AÑO P

ESTIMADA (Hab)

PF ESTIMADA

(Hab)

P TOTAL P+PF (Hab)

P EQUIV. (Hab)

NIVEL COMPLEJ.

% PERDIDAS DN (P) (L/Hab-

día)

D BRUTA

(P) (L/Hab-

día)

D BRUTA

(PE) (L/Hab-

día)

DN (PF) (L/Hab-

día)

D BRUTA (PF)

(L/Hab-día)

2012 528,040 97,688 625,728 140,175 Alto 43.38% 122.33 216.06 273.42 61.17 108.03

2013 536,923 99,331 636,254 142,533 Alto 43.38% 122.33 216.06 273.42 61.17 108.03

2014 545,806 100,975 646,781 142,829 Alto 41.54% 124.10 212.29 267.84 62.05 106.15

2015 554,689 102,618 657,307 143,116 Alto 39.70% 125.87 208.75 262.61 62.93 104.37

2016 563,572 104,261 667,833 143,395 Alto 37.87% 127.63 205.42 257.68 63.82 102.71








3.3.9 Proyección de Demandas de Agua

A continuación se presenta la estimación y proyección de las demandas de agua de tipo residencial y de otros usuarios que incluye el uso oficial, comercial e industrial, así como la demanda de la población flotante. La cantidad de agua demandada por los usuarios del sistema no es uniforme en el tiempo debido a las características sociales, culturales y económicas de los habitantes, por lo tanto el sistema de abastecimiento se encontrará sometido a diferentes niveles de consumos. Estas son variaciones dinámicas que fluctúan a lo largo del día y del año. Los diferentes niveles de consumo están especificados en el RAS 2000 y se transcriben a continuación con sus respectivas ecuaciones.

Caudal Medio Diario (Qmd): Es el caudal medio calculado para la población proyectada, teniendo en cuenta la dotación bruta asignada. Corresponde al promedio de los consumos diarios en un período de un año y puede calcularse mediante la siguiente ecuación:

2017 572,455 105,905 678,360 143,667 Alto 36.03% 129.40 202.28 253.04 64.70 101.14

2018 581,338 107,548 688,886 143,931 Alto 34.19% 131.17 199.31 248.66 65.58 99.66

2019 590,221 109,191 699,412 144,189 Alto 32.35% 132.93 196.51 244.51 66.47 98.25

2020 599,104 110,835 709,939 144,440 Alto 30.51% 134.70 193.85 240.59 67.35 96.93

2021 607,987 112,478 720,465 144,684 Alto 28.68% 136.47 191.33 236.87 68.23 95.67

2022 616,870 114,121 730,991 144,922 Alto 26.84% 138.23 188.94 233.33 69.12 94.47

2023 625,753 115,765 741,518 145,154 Alto 25.00% 140.00 186.67 229.97 70.00 93.33

2024 634,636 117,408 752,044 147,214 Alto 25.00% 140.00 186.67 229.97 70.00 93.33

2025 643,519 119,052 762,571 149,275 Alto 25.00% 140.00 186.67 229.97 70.00 93.33

2026 652,402 120,695 773,097 151,335 Alto 25.00% 140.00 186.67 229.97 70.00 93.33

2027 661,285 122,338 783,623 153,396 Alto 25.00% 140.00 186.67 229.97 70.00 93.33

2028 670,168 123,982 794,150 155,456 Alto 25.00% 140.00 186.67 229.97 70.00 93.33

2029 679,051 125,625 804,676 157,517 Alto 25.00% 140.00 186.67 229.97 70.00 93.33

2030 687,934 127,268 815,202 159,577 Alto 25.00% 140.00 186.67 229.97 70.00 93.33

2031 696,817 128,912 825,729 161,638 Alto 25.00% 140.00 186.67 229.97 70.00 93.33

2032 705,700 130,555 836,255 163,699 Alto 25.00% 140.00 186.67 229.97 70.00 93.33

2033 714,583 132,198 846,781 165,759 Alto 25.00% 140.00 186.67 229.97 70.00 93.33

AÑO P

ESTIMADA (Hab)

PF ESTIMADA

(Hab)

P TOTAL P+PF (Hab)

P EQUIV. (Hab)

NIVEL COMPLEJ.

% PERDIDAS DN (P) (L/Hab-

día)

D BRUTA

(P) (L/Hab-

día)

D BRUTA

(PE) (L/Hab-

día)

DN (PF) (L/Hab-

día)

D BRUTA (PF)

(L/Hab-día)

2034 723,466 133,842 857,308 167,820 Alto 25.00% 140.00 186.67 229.97 70.00 93.33

2035 732,349 135,485 867,834 169,880 Alto 25.00% 140.00 186.67 229.97 70.00 93.33

2036 741,232 137,128 878,360 171,941 Alto 25.00% 140.00 186.67 229.97 70.00 93.33

2037 750,115 138,772 888,887 174,001 Alto 25.00% 140.00 186.67 229.97 70.00 93.33

2038 758,998 140,415 899,413 176,062 Alto 25.00% 140.00 186.67 229.97 70.00 93.33

2039 767,881 142,058 909,939 178,122 Alto 25.00% 140.00 186.67 229.97 70.00 93.33

2040 776,764 143,702 920,466 180,183 Alto 25.00% 140.00 186.67 229.97 70.00 93.33

2041 785,647 145,345 930,992 182,244 Alto 25.00% 140.00 186.67 229.97 70.00 93.33

2042 794,530 146,989 941,519 184,304 Alto 25.00% 140.00 186.67 229.97 70.00 93.33

2043 803,413 148,632 952,045 186,365 Alto 25.00% 140.00 186.67 229.97 70.00 93.33








86400

* brutamd

dPQ Ecuación 3-16


La Dotación Bruta en esta ecuación corresponde a la dotación bruta calculada según los numerales 3.3.8.1 y 3.3.8.2 en los que se incluye la dotación por uso Residencial y la dotación de otros usuarios (Comercial, Industrial y Oficial).

Caudal Máximo Diario (QMD): Corresponde al consumo máximo registrado durante 24 horas durante un período de un año. Se calcula multiplicando el caudal medio diario por el coeficiente de consumo máximo diario, k1. El caudal máximo diario se calcula mediante la siguiente ecuación:

1*kQQMD md Ecuación 3-17


Donde k1 es el coeficiente de consumo máximo diario y equivale a 1.20 de acuerdo con el RAS 2000 y las condiciones de Ibagué.

Caudal Máximo Horario (QMH): El caudal máximo horario QMH, corresponde al consumo máximo registrado durante una hora en un período de un año sin tener en cuenta el caudal de incendio. Se calcula como el caudal máximo diario multiplicado por el coeficiente de consumo máximo horario, k2, según la siguiente ecuación:

2*kQMDQMH Ecuación 3-18


Donde k2 es el coeficiente de consumo máximo horario y equivale a 1.40 de acuerdo con el RAS 2000 y las condiciones de Ibagué para redes matrices.

Los resultados se presentan en la Tabla 3-15








Tabla 3-15 Proyección de Demandas Máximas Ciudad de Ibagué

PROYECCIÓN DE DEMANDAS DE AGUA 2013-2043

AÑO P ESTIMADA

(Hab) PF ESTIMADA

(Hab) P TOTAL

(Hab)

P EQUIV. (Hab)

% COBERTURA

N. COMPLEJ.

Qmd (L/s) (PE)

Qmd (L/s) (PF)

Qmd (L/s) (TOTAL)

QMD (L/s) QMH (L/s)

2012 528,040 97,688 625,728 140,175 87% Alto 1,453.78 122.15 1,575.93 1,891.11 2,647.55

2013 536,923 99,331 636,254 142,533 87% Alto 1,478.24 124.20 1,602.44 1,922.93 2,692.10

2014 545,806 100,975 646,781 142,829 88% Alto 1,494.06 124.05 1,618.11 1,941.73 2,718.43

2015 554,689 102,618 657,307 143,116 90% Alto 1,510.61 123.97 1,634.58 1,961.49 2,746.09

2016 563,572 104,261 667,833 143,395 91% Alto 1,527.87 123.94 1,651.81 1,982.17 2,775.04

2017 572,455 105,905 678,360 143,667 92% Alto 1,545.79 123.97 1,669.76 2,003.71 2,805.20

2018 581,338 107,548 688,886 143,931 94% Alto 1,564.34 124.05 1,688.39 2,026.07 2,836.49

2019 590,221 109,191 699,412 144,189 95% Alto 1,583.48 124.17 1,707.65 2,049.18 2,868.86

2020 599,104 110,835 709,939 144,440 96% Alto 1,603.20 124.34 1,727.54 2,073.05 2,902.26

2021 607,987 112,478 720,465 144,684 97% Alto 1,623.46 124.54 1,748.00 2,097.60 2,936.64

2022 616,870 114,121 730,991 144,922 99% Alto 1,644.25 124.78 1,769.03 2,122.84 2,971.97

2023 625,753 115,765 741,518 145,154 100% Alto 1,665.54 125.05 1,790.59 2,148.71 3,008.20

2024 634,636 117,408 752,044 147,214 100% Alto 1,689.18 126.83 1,816.01 2,179.21 3,050.90

2025 643,519 119,052 762,571 149,275 100% Alto 1,712.83 128.61 1,841.44 2,209.72 3,093.61

2026 652,402 120,695 773,097 151,335 100% Alto 1,736.47 130.38 1,866.85 2,240.22 3,136.31

2027 661,285 122,338 783,623 153,396 100% Alto 1,760.11 132.16 1,892.27 2,270.72 3,179.01

2028 670,168 123,982 794,150 155,456 100% Alto 1,783.76 133.93 1,917.69 2,301.23 3,221.72

2029 679,051 125,625 804,676 157,517 100% Alto 1,807.40 135.71 1,943.11 2,331.73 3,264.42

2030 687,934 127,268 815,202 159,577 100% Alto 1,831.04 137.48 1,968.52 2,362.23 3,307.12

2031 696,817 128,912 825,729 161,638 100% Alto 1,854.69 139.26 1,993.95 2,392.74 3,349.83

2032 705,700 130,555 836,255 163,699 100% Alto 1,878.33 141.03 2,019.36 2,423.23 3,392.53

2033 714,583 132,198 846,781 165,759 100% Alto 1,901.97 142.81 2,044.78 2,453.73 3,435.22

2034 723,466 133,842 857,308 167,820 100% Alto 1,925.62 144.58 2,070.20 2,484.24 3,477.94

2035 732,349 135,485 867,834 169,880 100% Alto 1,949.26 146.36 2,095.62 2,514.74 3,520.64

2036 741,232 137,128 878,360 171,941 100% Alto 1,972.90 148.13 2,121.03 2,545.24 3,563.33

2037 750,115 138,772 888,887 174,001 100% Alto 1,996.55 149.91 2,146.46 2,575.75 3,606.05

2038 758,998 140,415 899,413 176,062 100% Alto 2,020.19 151.68 2,171.87 2,606.25 3,648.75

2039 767,881 142,058 909,939 178,122 100% Alto 2,043.83 153.46 2,197.29 2,636.75 3,691.44

2040 776,764 143,702 920,466 180,183 100% Alto 2,067.48 155.23 2,222.71 2,667.26 3,734.16

2041 785,647 145,345 930,992 182,244 100% Alto 2,091.12 157.01 2,248.13 2,697.75 3,776.86

2042 794,530 146,989 941,519 184,304 100% Alto 2,114.77 158.78 2,273.55 2,728.27 3,819.57

2043 803,413 148,632 952,045 186,365 100% Alto 2,138.41 160.56 2,298.97 2,758.76 3,862.27








En la tabla anterior se presenta en la columna 5 el porcentaje de la población cubierta por el IBAL, el cual al final del año 2012 es del 87% y deberá aumentar gradualmente en un periodo de 10 años para alcanzar el 100% de la población al final del año 2023. Considerando este porcentaje, en el cálculo de los caudales se multiplica la población residente por este factor y luego por la dotación bruta.

3.3.10 Curvas de Demanda

En la Figura 3-3 Curvas de Demanda Ciudad de Ibagué 2013-2043, se graficó las Curvas de Demanda proyectadas hasta el año 2043 de acuerdo con los datos de la Tabla 3-15, la cual se usó para los cálculos requeridos en el desarrollo de los estudios pertinentes objeto del alcance del proyecto.

En esta gráfica se incluyó la línea punteada con el valor de la capacidad actual de las Plantas de Tratamiento de 2390 L/s. Se observó que este valor corta la gráfica del Caudal Máximo Diario QMD en el año 2031 y el déficit máximo a futuro es de 369 L/s al final del periodo de diseño.








Figura 3-3 Curvas de Demanda Ciudad de Ibagué 2013-2043








3.4 Estudio de Urbanismo Teniendo en cuenta que el sistema de acueducto de la ciudad de Ibagué, se divide en distritos de presión y cada uno de ellos cuenta con un tanque de almacenamiento, se debe realizar el estudio de urbanismo con el objetivo de determinar el crecimiento particular de cada distrito y la necesidad de abastecimiento actual y futuro, así como la necesidad de nuevos tanques de almacenamiento, la conformación de nuevos distritos y la modificación de los actuales, de tal forma que garanticen el suministro adecuado del servicio de agua potable para el crecimiento y la expansión futura de la ciudad. De este modo en este numeral, se presenta para cada distrito la determinación de la población actual, la capacidad de población máxima, la proyección de población hasta el año horizonte de diseño, los años de saturación para los distritos consolidados, el cálculo de la población a relocalizar en los distritos que cuentan con zonas de expansión y la proyección de población definitiva para cada distrito, teniendo en cuenta el estudio de población general realizado para la totalidad de la ciudad de Ibagué en donde se determinaron las tasas de crecimiento anual de la población. Finalmente con la población proyectada a nivel de distrito, se realizó el cálculo de las demandas de agua a lo largo del periodo de diseño, basados igualmente en las dotaciones determinadas en el estudio de demanda de la ciudad de Ibagué.

3.4.1 Estado Actual y Descripción General de los Distritos de Presión

Actualmente la Empresa Ibaguereña de Acueducto y Alcantarillado de la ciudad de Ibagué presta el servicio de acueducto de forma sectorizada, dividiendo el sistema en once distritos de presión que corresponden a un área total de 3321.24 Ha. Cada distrito cuenta con un tanque o un sistema de tanques de almacenamiento que cumplen la función de compensar las demandas horarias y de almacenar el volumen requerido en casos de emergencia. Adicionalmente a los distritos de presión cubiertos por el sistema de acueducto de la ciudad, existen dentro del perímetro urbano de Ibagué seis áreas urbanizadas (197.56 Ha) que actualmente no tienen cobertura del servicio de acueducto por parte del IBAL, las cuales obtienen su suministro de acueductos comunales. Estas áreas a futuro serán conectadas al sistema de acueducto del IBAL y por lo tanto son consideradas en las proyecciones futuras. También dentro del perímetro urbano de la ciudad de Ibagué, actualmente se presenta un área de 754.90 Ha disponibles de urbanizar, las cuales no se consideran dentro de las zonas de expansión establecidas en el POT, sin embargo son susceptibles de tener un crecimiento poblacional. Las zonas determinadas para usos militares y zonas de parques establecidas en el POT, se consideraron como áreas no utilizables para la proyección de población por distritos, ya que estas zonas no son susceptibles de urbanizar. Estas áreas corresponden aproximadamente a 87.5 Ha. En la Figura 3-4 Condición Actal Perímetro Urbano y Distritos de Presión IBAL, se presenta un esquema general de la condición actual de la ciudad de Ibagué, presentando el cubrimiento actual de los distritos de presión y las áreas no cubiertas, las áreas








disponibles y no disponibles dentro del perímetro urbano actual definido en el POT vigente.

Figura 3-4 Condición Actal Perímetro Urbano y Distritos de Presión IBAL

Adicionalmente a la condición actual de la ciudad dentro del perímetro urbano, para la proyección de la población se identificaron las siguientes áreas adicionales que requerirán en un futuro la prestación del servicio por parte de IBAL:

Según el Plan de Ordenamiento Territorial del 2009, se identificaron cinco áreas de expansión ubicadas en los sectores denominados Parque Deportivo, El Zorro, Aparco, El País y El Triunfo. Así mismo, de acuerdo con la reunión llevada a cabo el día del 7 de Marzo de 2013, entre funcionarios del Consorcio y funcionarios de la Secretaría de Planeación Municipal, se adicionaron 1144.41 Ha a las áreas de expansión definidas en el POT.

En la misma reunión realizada el 7 de Marzo con el Secretario de Planeación de la ciudad de Ibagué, se estableció un área de redensificación urbana comprendida entre la carrera 1 sur y la carrera 8, y entre las calles 19 y 25. Esta zona abarca parte de los distritos dos, tres y cuatro y se definió en la reunión una densidad de 80 viviendas por hectárea.

En la Figura 3-5 Áreas de Expasión POT, Áreas de Expansión Adicional y Áreas de Redensificación, se presentan las áreas de expansión y de re densificación a tener en cuenta en la proyección de población y demanda a nivel de distritos.








Figura 3-5 Áreas de Expasión POT, Áreas de Expansión Adicional y Áreas de Redensificación

Cada una de las áreas descritas anteriormente se distribuyó y anexó a los diferentes distritos existentes y en otros casos se requirió la conformación de un nuevo distrito. El criterio para la conformación de los distritos partió del análisis de las condiciones geográficas, de la disponibilidad de espacio para nuevos tanques de almacenamiento y de la facilidad de conexión a las redes existentes. De acuerdo con lo anterior, en la

AREAS DEFINIDAS PARA EL ESTUDIO

DISTRITO ÁREA PERÍMETRO ÁREA DENSIFICAR ÁREA EXPANSIÓN

se presenta la composición de las áreas tenidas en cuenta para el estudio de población y demanda a nivel de distrito.

Tabla 3-16 Áreas de Estudio


DISTRITO

ÁREA PERÍMETRO ÁREA DENSIFICAR ÁREA EXPANSIÓN

ÁREA CON COBERTURA

IBAL (Ha)

ÁREA SIN COBERTURA

IBAL (Ha)

ÁREA DISPONIBLE (Ha)

ÁREA A REDENSIFICAR (Ha)

ÁREA DE EXPANSIÓN (Ha)

ÁREA DE EXPANSIÓN

ADICIONAL (Ha)

1 185.12 7.44 68.45 0.00 0.00 0.00

2 167.44 0.00 53.78 13.79 0.00 0.00

3 272.91 0.00 0.00 18.20 0.00 0.00

4 209.32 0.00 0.00 46.00 0.00 0.00

5 355.40 0.00 68.21 0.00 0.00 0.00









DISTRITO

ÁREA PERÍMETRO ÁREA DENSIFICAR ÁREA EXPANSIÓN

ÁREA CON COBERTURA

IBAL (Ha)

ÁREA SIN COBERTURA

IBAL (Ha)

ÁREA DISPONIBLE (Ha)

ÁREA A REDENSIFICAR (Ha)

ÁREA DE EXPANSIÓN (Ha)

ÁREA DE EXPANSIÓN

ADICIONAL (Ha)

5A 82.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

11 160.53 0.00 105.66 0.00 603.82 267.64

6 515.59 0.00 39.09 0.00 0.00 0.00

7 398.94 0.00 95.68 0.00 45.30 250.23

8 274.79 0.00 41.39 0.00 35.34 298.54

9 301.51 0.00 147.40 0.00 289.35 328.00

10 397.67 94.10 27.02 0.00 22.42 0.00

12 0.00 96.02 108.22 0.00 0.00 0.00

En la Figura 3-6 Esquema General de Distritos Proyectados, se observa un esquema general de los límites geográficos establecidos para cada uno de los trece distritos conformados y ajustados.

Figura 3-6 Esquema General de Distritos Proyectados

3.4.2 Población Actual por Distrito

Para estimar la población actual de cada uno de los distritos se utilizó la información suministrada por el IBAL con los datos de facturación por distrito para diciembre de 2012.








En la Tabla 3-17 se presenta para cada distrito en número de usuarios servidos actualmente clasificados por clase de uso.

Tabla 3-17 Distribución de Usuarios por Distritos - Diciembre 2012

DISTRIBUCIÓN DE USUARIOS POR USO

DISTRITO RESIDENCIAL COMERCIAL INDUSTRIAL OFICIAL TOTAL USUARIOS

1 6,369 213 2 11 6,595

2 5,160 2,161 11 19 7,351

3 7,605 205 8 14 7,832

4 6,951 1,440 14 21 8,426

5 11,816 472 4 18 12,310

5A 3,069 59 2 6 3,136

11 2,362 119 9 2 2,492

6 39,660 1,217 106 233 41,216

7 10,009 132 7 5 10,153

8 2,708 71 8 2 2,789

9 3,018 43 10 1 3,072

10 7,621 406 31 30 8,088

TOTAL 106,348 6,538 212 362 113,460

A partir del número de usuarios se calculó la densidad poblacional, teniendo en cuenta que de acuerdo con la proyección de población para la ciudad de Ibagué se tiene para finales de 2012 una población estimada de 528,040 habitantes (ver Tabla 2-5), y de la información suministrada IBAL una cobertura actual de 87% con lo cual se tiene una población actual cubierta de 459,395 habitantes, dividiendo esta población entre el número de usuarios residenciales a diciembre de 2012 se obtuvo la densidad de habitantes por usuario de la siguiente manera:

ohab/usuari32.4ususario 348 106,

hab 459,395 =usuariopor habitantes de Número

De acuerdo con la información suministrada por la Secretaría de Planeación Municipal de Ibagué de los planes parciales de expansión aprobados se tiene un promedio de 4.30 habitantes por vivienda (se asume que un usuario de acueducto corresponde a una vivienda), con lo que se verifica el valor calculado con la proyección de población cubierta. En consecuencia, tomando el cálculo del número de habitantes por usuario y la información del IBAL, se obtiene que para finales del año 2012 la población aproximada de cada uno de los distritos que es atendida por la Empresa Ibaguereña de Acueducto y Alcantarillado IBAL se calcula de la siguiente forma:

ususario

hab 4.32 x distritopor usuarios =(hab)distritopor IBAL coberturacon Población

En la Tabla 3-18 se presentan las poblaciones que son atendidas por el IBAL para finales del año 2012 en cada uno de los doce distritos actuales.








Tabla 3-18 Población con Cobertura IBAL por Distritos - Condición Actual (Año 2012)

POBLACIÓN ACTUAL POR DISTRITO CON COBERTURA IBAL

DISTRITO USUARIO POBLACIÓN CON COBERTURA IBAL (Hab)

1 6,369 27,512

2 5,160 22,290

3 7,605 32,852

4 6,951 30,026

5 11,816 51,042

5A 3,069 13,257

11 2,362 160,53

6 39,660 171,321

7 10,009 43,236

8 2,708 11,698

9 3,018 13,037

10 7,621 32,921

TOTAL 106,348 459,395

Es importante aclarar que el dato de población anteriormente calculado, corresponde únicamente a los usuarios que actualmente se encuentran vinculados al sistema comercial de la Empresa IBAL (87% de la población total según IBAL). Se debe tener en cuenta que algunos sectores de la ciudad se abastecen de acueducto comunitarios y por tanto no están como usuarios del IBAL, adicionalmente dentro de los sectores de la ciudad en los cuales el IBAL presta el servicio se encuentran usuarios sin vincular que deben ser ingresados al sistema de facturación de la Empresa como parte del programa de Control de Pérdidas que se deberá implementar para la reducción del IANC. De acuerdo con lo mencionado, para la distribución de la población sin cobertura por distritos se tuvo en cuenta el área actual que no cuenta con redes pertenecientes al sistema de la empresa IBAL, calculando la densidad actual sin cobertura de la siguiente forma:

coberturasin Área

cubierta no actualPoblación =(hab/Ha) IBAL coberturaSin lPoblaciona Densidad

Ecuación 3-19 Densidad De población Sin Cobertura IBAL

Ha 197.56

hab 68,645 =IBAL coberturaSin lPoblaciona Densidad

hab/Ha 347.47 = IBAL coberturaSin lPoblaciona Densidad

Una vez obtenida la densidad de población para las áreas sin cobertura IBAL, se asignó el área total no cubierta a cada uno de los distritos existentes, la distribución se realizó de acuerdo a las características de las redes existentes tales como la cercanía, factibilidad de conexión a las redes existentes y capacidad de los tanques de almacenamiento. Dicha








distribución se observa comparando la Figura 3-5 Áreas de Expasión POT, Áreas de Expansión Adicional y Áreas de Redensificación y la Figura 3-6 Esquema General de Distritos Proyectados, así mismo los valores se presentan en la Tabla 3-16. Cabe resaltar que fue necesaria la creación del Distrito No 12, ya que la condición topográfica de la zona no es apta para anexar esta área al Distrito No 3. En consecuencia, tomando la información calculada y analizada anteriormente, se obtuvo que para finales del año 2012 la población aproximada de cada uno de los distritos que no es atendida por la Empresa Ibaguereña de Acueducto y Alcantarillado IBAL es igual a:

hab/Ha 347.47 x distritopor coberturaSin Aréa =(hab) distritopor IBAL coberturaSin Población

En la Tabla 3-19 se presenta las poblaciones que no tienen cobertura por parte del IBAL para Diciembre de 2012 para cada uno de los trece distritos conformados.

Tabla 3-19 Población Sin Cobertura IBAL por Distritos - Condición Actual (Año 2012)

POBLACIÓN ACTUAL POR DISTRITO SIN COBERTURA IBAL

DISTRITO ÁREA SIN COBERTURA (Ha) POBLACIÓN SIN COBERTURA IBAL (Hab)

1 7.44 2,584

2 0.00 0.00

3 0.00 0.00

4 0.00 0.00

5 0.00 0.00

5A 0.00 0.00

11 0.00 0.00

6 0.00 0.00

7 0.00 0.00

8 0.00 0.00

9 0.00 0.00

10 94.10 32,697

12 96.02 33,364

TOTAL 197.56 68,645

La población total por distrito se calculó como la suma de la población con cobertura y la población sin cobertura de cada distrito. En la Tabla 3-20 se observa la población actual total.

Tabla 3-20 Población Total por Distritos - Condición Actual (Año 2012)

POBLACIÓN ACTUAL TOTAL POR DISTRITO

DISTRITO POBLACIÓN CON COBERTURA IBAL (Hab)

POBLACIÓN SIN COBERTURA IBAL (Hab)

POBLACIÓN TOTAL POR DISTRITO (Hab)

1 27,512 2,584 30,096

2 22,290 0 22,290

3 32,852 0 32,852

4 30,026 0 30,026

5 51,042 0 51,042








POBLACIÓN ACTUAL TOTAL POR DISTRITO

DISTRITO POBLACIÓN CON COBERTURA IBAL (Hab)

POBLACIÓN SIN COBERTURA IBAL (Hab)

POBLACIÓN TOTAL POR DISTRITO (Hab)

5A 13,257 0 13,257

11 10,203 0 10,203

6 171,321 0 171,321

7 43,236 0 43,236

8 11,698 0 11,698

9 13,037 0 13,037

10 32,921 32,697 65,618

12 0 33,364 33,364

TOTAL 459,395 68,645 528,040

3.4.3 Cálculo de la Capacidad Máxima de Población por Distritos

Una vez calculada la población actual total de cada uno de los distritos, se realizó el análisis de crecimiento poblacional máximo por distrito, es decir se identificó la población máxima que podría albergar a futuro un distrito, teniendo en cuenta el área del distrito establecida anteriormente y la densidad máxima poblacional del mismo. Las densidades máximas se determinaron considerando las características de cada zona, la ubicación, el estado de ocupación y el estado de consolidación del sector. Este análisis se realizó mediante los lineamientos de población y zonas de expansión establecidos por el POT, así como la identificación por medio de ortofotos de las áreas susceptibles de presentar crecimiento o con disponibilidad de ser ocupadas y urbanizadas. Distrito 1: Es un distrito con zonas de diferentes densidades debido al tipo de usuarios, se

espera que la densidad de las zonas disponibles sea similar a la densidad de los sectores de expansión de 330 Hab/Ha, y por tanto la densidad ponderada calculada es de 200 Hab/Ha.

Distrito 2, 3 y 4: Son distritos consolidados, sin tendencias a densificarse mayor a lo actual, sin embargo la oficina de planeación tiene planteado a futuro redensificar parte de estos distritos. La densidad adoptada para la redensificación de estos distritos se obtuvo de la información suministrada por parte de la Secretaría de Planeación Municipal.

Distrito 5, 5A y 6: Son distritos consolidados, sin tendencias a densificarse mayor a lo actual.

Distrito 11: Se espera que el área disponible tenga una densidad similar a los planes parciales aprobados de 330 Hab/A y la zona actual ocupada mantenga su densidad actual de 65 Hab/Ha, con lo que la densidad promedio ponderada será de 170 Hab/Ha.

Distrito 7, 8 y 9: Son distritos con posibilidad de densificación, sin embargo cuenta con amplias áreas de crecimiento disponible (zonas de expansión) lo que supone que el incremento de la densidad actual no sea muy grande.

Distrito 10: Es un distrito con zonas de diferentes densidades debido al tipo de usuarios, se espera que la densidad de las zonas disponibles sea similar a la densidad promedio ponderada, calculada en 135 Hab/Ha.

Distrito 12: Se espera que el área disponible alcance la densidad del área ocupada actualmente.








En general las densidades adoptadas para las zonas de expansión se tomaron de las densidades promedio de los planes parciales de expansión aprobados para la ciudad de Ibagué por la Secretaría de Planeación Municipal. En la Tabla 3-21 se presentan las densidades máximas calculadas para cada uno de los distritos de acuerdo con el tipo de área, ya sea dentro del perímetro urbano, zonas de re densificación o zonas de expansión.

Tabla 3-21 Densidades Máximas

DENSIDADES MAXIMAS POR DISTRITO Y POR ZONA

DISTRITO DENSIDAD MÁXIMA

ÁREA PERIMETRO (Hab/Ha)

DENSIDAD MÁXIMA ÁREA DESINFICAR

(Hab/Ha)

DENSIDAD MÁXIMA ÁREA EXPANSIÓN

(Hab/Ha)

1 200,00 0,00 330,00

2 140,00 344,00 0,00

3 125,00 344,00 0,00

4 150,00 344,00 0,00

5 150,00 0,00 0,00

5A 165,00 0,00 0,00

11 170,00 0,00 330,00

6 335,00 0,00 0,00

7 110,00 0,00 330,00

8 50,00 0,00 330,00

9 50,00 0,00 330,00

10 135,00 0,00 330,00

12 350,00 0,00 0,00

Teniendo en cuenta las anteriores densidades máximas y las áreas por distrito establecidas anteriormente (ver Tabla 3-16), se determinó la capacidad máxima de población por cada distrito, la cual se presenta en la Tabla 3-22.

Tabla 3-22 Capacidad Máxima de Población

CAPACIDAD MÁXIMA DE POBLACIÓN

DISTRITO POBLACIÓN MAXIMA (Ha)

1 52,201

2 33,786

3 38,101

4 40,322

5 63,541

5A 13,531

11 332,832

6 185,816

7 151,935








CAPACIDAD MÁXIMA DE POBLACIÓN

DISTRITO POBLACIÓN MAXIMA (Ha)

8 125,990

9 226,171

10 77,434

12 71,483

TOTAL 1,413,145

3.4.4 Proyección de la Población y Cálculo de Saturación por Distritos

La proyección de la población se realizó para cada distrito teniendo en cuenta las tasas de crecimiento adoptadas de acuerdo con el numeral 3.2.2.3. Adicionalmente se identificó para cada uno el año de saturación, es decir el año en el cual se alcanza la capacidad máxima de población, comparando el valor de población máxima de los distritos y la población proyectada año a año. En la Tabla 3-23 y Tabla 3-24 se presentan las proyecciones de población para cada distrito y se identifica en cada uno la población final, es decir antes de saturación.

Tabla 3-23 Proyección Poblacional Distrito 1 a Distrito 5A

PROYECCIÓN DE POBLACIÓN DISTRITO 1-5ª

AÑO TASA DE

CRECIMIENTO

DISTRITOS

1 2 3 4 5 5A

2012 - 30,096 22,290 32,852 30,026 51,042 13,257

2013 1.68% 30,602 22,665 33,405 30,531 51,901 13,480

2014 1.65% 31,108 23,040 33,958 31,036 52,760 13,703

2015 1.63% 31,614 23,415 34,511 31,541 53,619 13,926

2016 1.60% 32,120 23,790 35,064 32,046 54,478 14,149

2017 1.58% 32,626 24,165 35,617 32,551 55,337 14,372

2018 1.55% 33,132 24,540 36,170 33,056 56,196 14,595

2019 1.53% 33,638 24,915 36,723 33,561 57,055 14,818

2020 1.51% 34,144 25,290 37,276 34,066 57,914 15,041

2021 1.48% 34,650 25,665 37,829 34,571 58,773 15,264

2022 1.46% 35,156 26,040 38,382 35,076 59,632 15,487

2023 1.44% 35,662 26,415 38,935 35,581 60,491 15,710

2024 1.42% 36,168 26,790 39,488 36,086 61,350 15,933

2025 1.40% 36,674 27,165 40,041 36,591 62,209 16,156

2026 1.38% 37,180 27,540 40,594 37,096 63,068 16,379

2027 1.36% 37,686 27,915 41,147 37,601 63,927 16,602

2028 1.34% 38,192 28,290 41,700 38,106 64,786 16,825

2029 1.33% 38,698 28,665 42,253 38,611 65,645 17,048








PROYECCIÓN DE POBLACIÓN DISTRITO 1-5ª

AÑO TASA DE

CRECIMIENTO

DISTRITOS

1 2 3 4 5 5A

2030 1.31% 39,204 29,040 42,806 39,116 66,504 17,271

2031 1.29% 39,710 29,415 43,359 39,621 67,363 17,494

2032 1.27% 40,216 29,790 43,912 40,126 68,222 17,717

2033 1.26% 40,722 30,165 44,465 40,631 69,081 17,940

2034 1.24% 41,228 30,540 45,018 41,136 69,940 18,163

2035 1.23% 41,734 30,915 45,571 41,641 70,799 18,386

2036 1.21% 42,240 31,290 46,124 42,146 71,658 18,609

2037 1.20% 42,746 31,665 46,677 42,651 72,517 18,832

2038 1.18% 43,252 32,040 47,230 43,156 73,376 19,055

2039 1.17% 43,758 32,415 47,783 43,661 74,235 19,278

2040 1.16% 44,264 32,790 48,336 44,166 75,094 19,501

2041 1.14% 44,770 33,165 48,889 44,671 75,953 19,724

2042 1.13% 45,276 33,540 49,442 45,176 76,812 19,947

2043 1.12% 45,782 33,915 49,995 45,681 77,671 20,170

Tabla 3-24 Proyección Poblacional Distrito 11 a Distrito 12

PROYECCION DE POBLACIÓN DISTRITO 11-12

AÑO TASA DE

CRECIMIENTO

DISTRITOS

11 6 7 8 9 10 12

2012 - 10,203 171,321 43,236 11,698 13,037 65,618 33,364

2013 1.68% 10,375 174,203 43,963 11,895 13,256 66,722 33,925

2014 1.65% 10,547 177,085 44,690 12,092 13,475 67,826 34,486

2015 1.63% 10,719 179,967 45,417 12,289 13,694 68,930 35,047

2016 1.60% 10,891 182,849 46,144 12,486 13,913 70,034 35,608

2017 1.58% 11,063 185,731 46,871 12,683 14,132 71,138 36,169

2018 1.55% 11,235 188,613 47,598 12,880 14,351 72,242 36,730

2019 1.53% 11,407 191,495 48,325 13,077 14,570 73,346 37,291

2020 1.51% 11,579 194,377 49,052 13,274 14,789 74,450 37,852

2021 1.48% 11,751 197,259 49,779 13,471 15,008 75,554 38,413

2022 1.46% 11,923 200,141 50,506 13,668 15,227 76,658 38,974

2023 1.44% 12,095 203,023 51,233 13,865 15,446 77,762 39,535

2024 1.42% 12,267 205,905 51,960 14,062 15,665 78,866 40,096

2025 1.40% 12,439 208,787 52,687 14,259 15,884 79,970 40,657

2026 1.38% 12,611 211,669 53,414 14,456 16,103 81,074 41,218

2027 1.36% 12,783 214,551 54,141 14,653 16,322 82,178 41,779








PROYECCION DE POBLACIÓN DISTRITO 11-12

AÑO TASA DE

CRECIMIENTO

DISTRITOS

11 6 7 8 9 10 12

2028 1.34% 12,955 217,433 54,868 14,850 16,541 83,282 42,340

2029 1.33% 13,127 220,315 55,595 15,047 16,760 84,386 42,901

2030 1.31% 13,299 223,197 56,322 15,244 16,979 85,490 43,462

2031 1.29% 13,471 226,079 57,049 15,441 17,198 86,594 44,023

2032 1.27% 13,643 228,961 57,776 15,638 17,417 87,698 44,584

2033 1.26% 13,815 231,843 58,503 15,835 17,636 88,802 45,145

2034 1.24% 13,987 234,725 59,230 16,032 17,855 89,906 45,706

2035 1.23% 14,159 237,607 59,957 16,229 18,074 91,010 46,267

2036 1.21% 14,331 240,489 60,684 16,426 18,293 92,114 46,828

2037 1.20% 14,503 243,371 61,411 16,623 18,512 93,218 47,389

2038 1.18% 14,675 246,253 62,138 16,820 18,731 94,322 47,950

2039 1.17% 14,847 249,135 62,865 17,017 18,950 95,426 48,511

2040 1.16% 15,019 252,017 63,592 17,214 19,169 96,530 49,072

2041 1.14% 15,191 254,899 64,319 17,411 19,388 97,634 49,633

2042 1.13% 15,363 257,781 65,046 17,608 19,607 98,738 50,194

2043 1.12% 15,535 260,663 65,773 17,805 19,826 99,842 50,755

En las tablas anteriores se muestran sombreados los valores de población que superan la capacidad máxima de población del distrito.Los distritos que alcanzan y superan la capacidad máxima de población (se saturan), así como el año a partir del cual se debe realizar la reubicación de esta población en los distritos con capacidad para alojar esta población se presenta en la siguiente tabla.

Tabla 3-25 Distritos con Población a Relocalizar y Año de Saturación

DISTRITOS

2 3 4 5 5A 11 6 7 8 9 10 12

Población Máxima Distrito (Hab)

33,786 38,101 40,322 63,541 13,531 332,832 185,816 151,935 125,990 226,171 77,434 71,483

Población a Relocalizar (Hab)

375 12,166 5,555 14,603 6,690 0.0 74,932 0.0 0.0 0.0 23,184 0.0

Población a Recibir (Hab)

0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 66,935 0.0 22,700 25,645 22,225 0.0 0.0

Año De Saturación 2043 2021 2032 2026 2013 - 2017 - - - 2022 -

3.4.5 Distribución de la Población a Relocalizar

La población de exceso de cada uno de los distritos que superan su capacidad máxima de población fue distribuida en los distritos que cuentan con áreas de expansión suficientes para acoger el crecimiento de la ciudad. En la Tabla 3-26 se presenta el cálculo de la








población a relocalizar desde el año de saturación hasta el horizonte de diseño en el año 2043, año a año para cada distrito que alcanza la saturación.

Tabla 3-26 Población a relocalizar en cada distrito

POBLACIÓN A RELOCALIZAR POR AÑO

AÑO DISTRITOS QUE ALCANZAN SU CAPACIDAD MÁXIMA DE POBLACIÓN

TOTAL 2 3 4 5 5A 6 10

2012 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

2013 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

2014 0.00 0.00 0.00 0.00 223 0.00 0.00 223

2015 0.00 0.00 0.00 0.00 446 0.00 0.00 446

2016 0.00 0.00 0.00 0.00 669 0.00 0.00 669

2017 0.00 0.00 0.00 0.00 892 0.00 0.00 892

2018 0.00 0.00 0.00 0.00 1.115 2.882 0.00 3.997

2019 0.00 0.00 0.00 0.00 1.338 5.764 0.00 7.102

2020 0.00 0.00 0.00 0.00 1.561 8.646 0.00 10.207

2021 0.00 0.00 0.00 0.00 1.784 11.528 0.00 13.312

2022 0.00 553 0.00 0.00 2.007 14.410 0.00 16.970

2023 0.00 1.106 0.00 0.00 2.230 17.292 1.104 21.732

2024 0.00 1.659 0.00 0.00 2.453 20.174 2.208 26.494

2025 0.00 2.212 0.00 0.00 2.676 23.056 3.312 31.256

2026 0.00 2.765 0.00 0.00 2.899 25.938 4.416 36.018

2027 0.00 3.318 0.00 859 3.122 28.820 5.520 41.639

2028 0.00 3.871 0.00 1.718 3.345 31.702 6.624 47.260

2029 0.00 4.424 0.00 2.577 3.568 34.584 7.728 52.881

2030 0.00 4.977 0.00 3.436 3.791 37.466 8.832 58.502

2031 0.00 5.530 0.00 4.295 4.014 40.348 9.936 64.123

2032 0.00 6.083 0.00 5.154 4.237 43.230 11.040 69.744

2033 0.00 6.636 505 6.013 4.460 46.112 12.144 75.870

2034 0.00 7.189 1.010 6.872 4.683 48.994 13.248 81.996

2035 0.00 7.742 1.515 7.731 4.906 51.876 14.352 88.122

2036 0.00 8.295 2.020 8.590 5.129 54.758 15.456 94.248

2037 0.00 8.848 2.525 9.449 5.352 57.640 16.560 100.374

2038 0.00 9.401 3.030 10.308 5.575 60.522 17.664 106.500

2039 0.00 9.954 3.535 11.167 5.798 63.404 18.768 112.626

2040 0.00 10.507 4.040 12.026 6.021 66.286 19.872 118.752

2041 0.00 11.060 4.545 12.885 6.244 69.168 20.976 124.878

2042 0.00 11.613 5.050 13.744 6.467 72.050 22.080 131.004

2043 375 12.166 5.555 14.603 6.690 74.932 23.184 137.505








La población total calculada en la tabla anterior se distribuye en los distritos once, siete, ocho y nueve proporcionalmente al área de expansión de cada uno. A continuación se presenta el porcentaje de área de expansión.

Tabla 3-27 Factores de Distribución de Población

PORCENTAJES DE RELOCALIZACIÓN DE LA POBLACIÓN

DISTRIBUCIÓN EN DISTRITOS CON ÁREA DE EXPANSIÓN. PORCENTAJE

DISTRIBUCIÓN

AREA EXP DIST 11 871,4529 48,68%

AREA EXP DIST 7 295,5361 16,51%

AREA EXP DIST 8 333,8822 18,65%

AREA EXP DIST 9 289,3508 16,16%

TOTAL 1790,222 100,00%

3.4.6 Cálculo de Demandas por Distrito

Es necesario establecer los consumos de agua y sus variaciones a lo largo del periodo de diseño para cada distrito, por lo cual se realizó el cálculo de las proyecciones de las demandas de agua de tipo residencial y de otros usuarios que incluye el uso oficial, comercial e industrial, así como la demanda de la población flotante específicamente de cada uno de los trece distritos. En el numeral 3.3 se describen los lineamientos que se tuvieron en cuenta para el cálculo de la dotación neta, la dotación bruta, el caudal medio diario, el caudal máximo diario, caudal máximo horario y finalmente la proyección de las demandas. Cabe resaltar que las dotaciones calculadas se adoptaron a partir de las determinadas en el estudio de demanda de la ciudad de Ibagué. En el Anexo 2 se presentan las tablas con el cálculo de las demandas para cada distrito, teniendo en cuenta la población residente propia, la población residente recibida o relocalizada, la población residente total del distrito y la población flotante.

3.5 Determinación del Volumen de Almacenamiento Requerido

En este numeral se presenta el resumen por quinquenios a lo largo del periodo de diseño de los valores obtenidos en las proyecciones de población y demanda de agua para cada distrito de presión establecido en el Estudio de Población y Demanda de Agua. Así mismo se presenta el volumen requerido en caso de incendio de acuerdo con la población total del distrito y el volumen de regulación (25% del volumen máximo diario) requerido de acuerdo con el nivel de complejidad del sistema según lo establece el reglamento RAS 2000. Se aclara que el volumen final requerido corresponde al mayor valor obtenido entre el volumen de incendio y el volumen de regulación. Los caudales de regulación y de incendio se calcularon a partir de las siguientes ecuaciones con P igual a la población:








Caudal Medio Diario: 86400

* brutamd

dPQ


Caudal Máximo Diario: 1*kQQMD md con k1 = 1.20 para Ibagué


Caudal de Incendio: )1000

P0.01-(1*

100

P*

60

3.86=Q_incendio


3.5.1 Volumen de Almacenamiento Requerido Distrito 1

En la Tabla 3-28 se presentan los valores calculados para el Distrito 1 el cual es alimentado desde el tanque existente denominado Belén La Aurora (Antiguo).

Tabla 3-28 Proyecciones de Población, Demandas de Agua y Volúmenes de Almacenamiento Distrito 1

AÑO POBLACIÓN RESIDENTE

TOTAL (Hab)

POBLACIÓN FLOTANTE

(Hab)

POBLACIÓN EQUIVALENTE

(Hab)

Qmd TOTAL (L/s)

QMD (L/s) VOL INCENDIO

(m3) 25% VOL TOTAL

QMD (m3) VOLUMEN

REQUERIDO (m3)

2013 30,602 5,662 8,124 91.33 109.60 2,421 2,367 2,421

2018 33,132 6,130 8,203 96.23 115.48 2,513 2,494 2,513

2023 35,662 6,598 8,272 102.05 122.46 2,601 2,645 2,645

2028 38,192 7,066 8,859 109.28 131.14 2,686 2,833 2,833

2033 40,722 7,534 9,446 116.53 139.83 2,767 3,021 3,021

2038 43,252 8,002 10,033 123.76 148.52 2,846 3,208 3,208

2043 45,782 8,470 10,620 131.01 157.21 2,922 3,396 3,396

Como se observa en la tabla anterior el volumen requerido al comienzo del periodo de diseño es de 2,421 m3 y de 3,396 m3 para el horizonte de diseño del proyecto.


En la Tabla 3-29 Proyecciones de Población, Demandas de Agua y Volúmenes de Almacenamiento Distrito 2 se presentan los valores calculados para el Distrito 2 el cual es alimentado desde el tanque existente denominado Ciudad La Pola. Tabla 3-29 Proyecciones de Población, Demandas de Agua y Volúmenes de Almacenamiento Distrito 2


TOTAL (Hab)

POBLACIÓN FLOTANTE (Hab)


(Hab)

Qmd TOTAL (L/s)


(m3) 25% VOL TOTAL

QMD (m3)

VOLUMEN REQUERIDO

(m3)

2013 22,665 4,194 6,017 67.64 81.17 2,100 1,753 2,100









TOTAL (Hab)

POBLACIÓN FLOTANTE (Hab)


(Hab)

Qmd TOTAL (L/s)


(m3) 25% VOL TOTAL

QMD (m3)

VOLUMEN REQUERIDO

(m3)

2018 24,540 4,540 6,076 71.28 85.53 2,181 1,848 2,181

2023 26,415 4,887 6,076 75.59 90.71 2,258 1,959 2,258

2028 28,290 5,234 6,562 80.95 97.14 2,333 2,098 2,333

2033 30,165 5,581 6,997 86.32 103.58 2,404 2,238 2,404

2038 32,040 5,928 7,432 91.68 110.02 2,473 2,377 2,473

2043 33,540 6,205 7,780 95.97 115.17 2,527 2,488 2,527



En la Tabla 3-30 Proyecciones de Población, Demandas de Agua y Volúmenes de Almacenamiento Distrito 3 se presentan los valores calculados para el Distrito 3 el cual es alimentado desde el tanque existente denominado Cerrogordo. Tabla 3-30 Proyecciones de Población, Demandas de Agua y Volúmenes de Almacenamiento Distrito 3


TOTAL (Hab)

POBLACIÓN FLOTANTE

(Hab)


(Hab)

Qmd TOTAL (L/s)


(m3) 25% VOL TOTAL

QMD (m3) VOLUMEN

REQUERIDO (m3)

2013 33,405 6,180 8,868 99.70 119.64 2,522 2,584 2,584

2018 36,170 6,692 8,955 105.05 126.06 2,618 2,723 2,723

2023 37,829 6,999 8,775 108.25 129.90 2,674 2,806 2,806

2028 37,829 6,999 8,775 108.25 129.90 2,674 2,806 2,806

2033 37,829 6,999 8,775 108.25 129.90 2,674 2,806 2,806

2038 37,829 6,999 8,775 108.25 129.90 2,674 2,806 2,806

2043 37,829 6,999 8,775 108.25 129.90 2,674 2,806 2,806



En la Tabla 3-31 Proyecciones de Población, Demandas de Agua y Volúmenes de Almacenamiento Distrito 4, se presentan los valores calculados para el Distrito 4 el cual es alimentado desde el tanque existente denominado La 15. Tabla 3-31 Proyecciones de Población, Demandas de Agua y Volúmenes de Almacenamiento Distrito 4


TOTAL (Hab)

POBLACIÓN FLOTANTE

(Hab)


(Hab)

Qmd TOTAL (L/s)


(m3) 25% VOL TOTAL

QMD (m3) VOLUMEN

REQUERIDO (m3)









TOTAL (Hab)

POBLACIÓN FLOTANTE

(Hab)


(Hab)

Qmd TOTAL (L/s)


(m3) 25% VOL TOTAL

QMD (m3) VOLUMEN

REQUERIDO (m3)

2013 30,531 5,649 8,105 91.12 109.35 2,418 2,362 2,418

2018 33,056 6,116 8,184 96.00 115.21 2,510 2,489 2,510

2023 35,581 6,583 8,254 101.81 122.17 2,598 2,639 2,639

2028 38,106 7,050 8,839 109.05 130.85 2,683 2,827 2,827

2033 40,126 7,424 9,308 114.82 137.78 2,748 2,976 2,976

2038 40,126 7,424 9,308 114.82 137.78 2,748 2,976 2,976

2043 40,126 7,424 9,308 114.82 137.78 2,748 2,976 2,976



En la Tabla 3-32 Proyecciones de Población, Demandas de Agua y Volúmenes de Almacenamiento Distrito 5 se presentan los valores calculados para el Distrito 5 el cual es alimentado desde el sistema de tanques compuesto por el tanque existente denominado La 29 y el tanque existente denominado La 30. Tabla 3-32 Proyecciones de Población, Demandas de Agua y Volúmenes de Almacenamiento Distrito 5


TOTAL (Hab)

POBLACIÓN FLOTANTE

(Hab)


(Hab)

Qmd TOTAL (L/s)


(m3) 25% VOL TOTAL

QMD (m3) VOLUMEN

REQUERIDO (m3)

2013 51,901 9,602 13,778 154.90 185.88 3,097 4,015 4,015

2018 56,196 10,397 13,913 163.21 195.85 3,212 4,231 4,231

2023 60,491 11,191 14,032 173.10 207.72 3,322 4,487 4,487

2028 63,068 11,668 14,630 180.47 216.57 3,386 4,678 4,678

2033 63,068 11,668 14,630 180.47 216.57 3,386 4,678 4,678

2038 63,068 11,668 14,630 180.47 216.57 3,386 4,678 4,678

2043 63,068 11,668 14,630 180.47 216.57 3,386 4,678 4,678


3.5.6 Volumen de Almacenamiento Requerido Distrito 5A

En la Tabla 3-33 Proyecciones de Población, Demandas de Agua y Volúmenes de Almacenamiento Distrito 5A, se presentan los valores calculados para el Distrito 5A el cual es alimentado desde el sistema de tanques compuesto por el tanque existente denominado La 29 y el tanque existente denominado La 30.








Tabla 3-33 Proyecciones de Población, Demandas de Agua y Volúmenes de Almacenamiento Distrito 5A


TOTAL (Hab)

POBLACIÓN FLOTANTE

(Hab)


(Hab)

Qmd TOTAL (L/s)


(m3) 25% VOL TOTAL

QMD (m3) VOLUMEN

REQUERIDO (m3)

2013 13,480 2,494 3,578 40.23 48.27 1,638 1,043 1,638

2018 13,480 2,494 3,337 39.15 46.98 1,638 1,015 1,638

2023 13,480 2,494 3,127 38.57 46.29 1,638 1,000 1,638

2028 13,480 2,494 3,127 38.57 46.29 1,638 1,000 1,638

2033 13,480 2,494 3,127 38.57 46.29 1,638 1,000 1,638

2038 13,480 2,494 3,127 38.57 46.29 1,638 1,000 1,638

2043 13,480 2,494 3,127 38.57 46.29 1,638 1,000 1,638

Como se observa en la tabla anterior el volumen requerido al comienzo del periodo de diseño es de 1,638 m3 y de 1,638 m3 para el horizonte de diseño del proyecto. Esta condición está dada debido a la saturación del distrito desde el año 2013.


En la Tabla 3-34 Proyecciones de Población, Demandas de Agua y Volúmenes de Almacenamiento Distrito 6, se presentan los valores calculados para el Distrito 6 el cual es alimentado desde el tanque existente denominado Piedrapintada. Tabla 3-34 Proyecciones de Población, Demandas de Agua y Volúmenes de Almacenamiento Distrito 6


TOTAL (Hab)

POBLACIÓN FLOTANTE

(Hab)


(Hab)

Qmd TOTAL (L/s)


(m3) 25% VOL TOTAL

QMD (m3) VOLUMEN

REQUERIDO (m3)

2013 174,203 32,228 46,244 519.91 623.89 5,307 13,476 13,476

2018 185,731 34,361 45,985 539.42 647.31 5,452 13,982 13,982

2023 185,731 34,361 43,083 531.47 637.76 5,452 13,776 13,776

2028 185,731 34,361 43,083 531.47 637.76 5,452 13,776 13,776

2033 185,731 34,361 43,083 531.47 637.76 5,452 13,776 13,776

2038 185,731 34,361 43,083 531.47 637.76 5,452 13,776 13,776

2043 185,731 34,361 43,083 531.47 637.76 5,452 13,776 13,776



En la Tabla 3-35 Proyecciones de Población, Demandas de Agua y Volúmenes de Almacenamiento Distrito 7, se presentan los valores calculados para el Distrito 7 el cual es alimentado desde el sistema de tanques compuesto por el tanque existente denominado Alsacia y el tanque existente denominado Ambalá.










TOTAL (Hab)

POBLACIÓN FLOTANTE

(Hab)


(Hab)

Qmd TOTAL (L/s)


(m3) 25% VOL TOTAL

QMD (m3) VOLUMEN

REQUERIDO (m3)

2013 43,963 8,134 11,671 131.21 157.45 2,868 3,401 3,401

2018 48,258 8,928 11,948 140.16 168.19 2,994 3,633 3,633

2023 54,821 10,142 12,717 156.87 188.24 3,176 4,066 4,066

2028 62,670 11,594 14,537 179.33 215.20 3,377 4,648 4,648

2033 71,028 13,141 16,476 203.25 243.89 3,575 5,268 5,268

2038 79,719 14,749 18,492 228.11 273.74 3,766 5,913 5,913

2043 88,473 16,368 20,523 253.16 303.79 3,947 6,562 6,562



En la Tabla 3-36 Proyecciones de Población, Demandas de Agua y Volúmenes de Almacenamiento Distrito 8, se presentan los valores calculados para el Distrito 8 el cual es alimentado desde el tanque existente denominado Mirolindo. Tabla 3-36 Proyecciones de Población, Demandas de Agua y Volúmenes de Almacenamiento Distrito 8


TOTAL (Hab)

POBLACIÓN FLOTANTE

(Hab)


(Hab)

Qmd TOTAL (L/s)


(m3) 25% VOL TOTAL

QMD (m3) VOLUMEN

REQUERIDO (m3)

2013 11,895 2,201 3,158 35.50 42.60 1,542 920 1,542

2018 13,625 2,521 3,373 39.57 47.48 1,647 1,026 1,647

2023 17,918 3,315 4,156 51.27 61.53 1,878 1,329 1,878

2028 23,664 4,378 5,489 67.72 81.26 2,144 1,755 2,144

2033 29,985 5,548 6,956 85.80 102.96 2,398 2,224 2,398

2038 36,683 6,787 8,509 104.97 125.97 2,636 2,721 2,721

2043 43,450 8,039 10,079 124.33 149.20 2,852 3,223 3,223



En la Tabla 3-37 Proyecciones de Población, Demandas de Agua y Volúmenes de Almacenamiento Distrito 9, se presentan los valores calculados para el Distrito 9 el cual es alimentado desde el tanque existente denominado Picaleña.










TOTAL (Hab)

POBLACIÓN FLOTANTE

(Hab)


(Hab)

Qmd TOTAL (L/s)


(m3) 25% VOL TOTAL

QMD (m3) VOLUMEN

REQUERIDO (m3)

2013 13,256 2,453 3,519 39.57 47.48 1,625 1,026 1,625

2018 14,997 2,775 3,713 43.56 52.27 1,724 1,129 1,724

2023 18,959 3,508 4,398 54.25 65.10 1,929 1,406 1,929

2028 24,180 4,474 5,609 69.19 83.03 2,166 1,794 2,166

2033 29,899 5,532 6,936 85.56 102.67 2,394 2,218 2,394

2038 35,944 6,650 8,338 102.85 123.42 2,611 2,666 2,666

2043 42,051 7,780 9,754 120.33 144.40 2,809 3,119 3,119



En la Tabla 3-38 Proyecciones de Población, Demandas de Agua y Volúmenes de Almacenamiento Distrito 10 se presentan los valores calculados para el Distrito 10 el cual es alimentado desde el tanque existente denominado Ambalá. Tabla 3-38 Proyecciones de Población, Demandas de Agua y Volúmenes de Almacenamiento Distrito

10


TOTAL (Hab)

POBLACIÓN FLOTANTE

(Hab)


(Hab)

Qmd TOTAL (L/s)


(m3) 25% VOL TOTAL

QMD (m3) VOLUMEN

REQUERIDO (m3)

2013 66,722 12,344 17,712 199.13 238.96 3,475 5,162 5,162

2018 72,242 13,365 17,886 209.82 251.78 3,602 5,439 5,439

2023 76,658 14,182 17,782 219.36 263.23 3,700 5,686 5,686

2028 76,658 14,182 17,782 219.36 263.23 3,700 5,686 5,686

2033 76,658 14,182 17,782 219.36 263.23 3,700 5,686 5,686

2038 76,658 14,182 17,782 219.36 263.23 3,700 5,686 5,686

2043 76,658 14,182 17,782 219.36 263.23 3,700 5,686 5,686



En la Tabla 3-39 Proyecciones de Población, Demandas de Agua y Volúmenes de Almacenamiento Dist. 11, se presentan los valores calculados para el Distrito 11 (corresponde al Distrito 5B) el cual es alimentado actualmente desde el tanque existente denominado Piedrapintada.








Tabla 3-39 Proyecciones de Población, Demandas de Agua y Volúmenes de Almacenamiento Dist. 11


TOTAL (Hab)

POBLACIÓN FLOTANTE

(Hab)


(Hab)

Qmd TOTAL (L/s)


(m3) 25% VOL TOTAL

QMD (m3) VOLUMEN

REQUERIDO (m3)

2013 10,375 1,920 2,754 30.96 37.15 1,444 803 1,444

2018 13,181 2,439 3,263 38.28 45.94 1,621 992 1,621

2023 22,674 4,195 5,260 64.88 77.86 2,101 1,682 2,101

2028 35,960 6,653 8,342 102.90 123.48 2,611 2,667 2,667

2033 50,747 9,389 11,772 145.21 174.25 3,065 3,764 3,764

2038 66,518 12,306 15,430 190.34 228.41 3,470 4,934 4,934

2043 82,470 15,257 19,130 235.99 283.19 3,824 6,117 6,117



En la Tabla 3-40 Proyecciones de Población, Demandas de Agua y Volúmenes de Almacenamiento Dist. 12, se presentan los valores calculados para el Distrito 12 (corresponde al sector sur occidental de la ciudad) el cual es alimentado actualmente desde acueductos comunitarios no pertenecientes al sistema de acueducto IBAL. Tabla 3-40 Proyecciones de Población, Demandas de Agua y Volúmenes de Almacenamiento Dist. 12


TOTAL (Hab)

POBLACIÓN FLOTANTE

(Hab)


(Hab)

Qmd TOTAL (L/s)

QMD (L/s)

VOL INCENDIO (m3)

25% VOL TOTAL QMD (m3)

VOLUMEN REQUERIDO (m3)

2013 33,925 6,277 9,006 101.25 121.50 2,541 2,624 2,624

2018 36,730 6,796 9,094 106.68 128.01 2,637 2,765 2,765

2023 39,535 7,314 9,171 113.13 135.76 2,729 2,932 2,932

2028 42,340 7,833 9,821 121.15 145.38 2,818 3,140 3,140

2033 45,145 8,352 10,472 129.18 155.02 2,903 3,349 3,349

2038 47,950 8,871 11,123 137.21 164.66 2,985 3,557 3,557

2043 50,755 9,390 11,773 145.23 174.28 3,065 3,765 3,765


3.5.14 Resumen Comparación Volumen Requerido y Capacidad Actual

En los numerales anteriores se presentó el análisis del volumen requerido al comienzo y al final del periodo de diseño, calculado a partir de los requerimientos mencionados en el Reglamento RAS 2000 y se comparó dicho valor con los valores de capacidad actual de los tanques de almacenamiento que suplen cada uno de los trece Distritos establecidos para el sistema de acueducto de la ciudad de Ibagué.








Se presenta en la Tabla 3-41 y en la Tabla 3-42 el resumen de los resultados obtenidos al efectuar la comparación realizada para cada uno de los Distritos, tanto para el año inicial como para el año final del periodo de diseño.

Tabla 3-41 Comparación Volumen Requerido 2013 vs Capacidad Actual - Año Inicial

DISTRITO SISTEMA DE TANQUES DE

ABASTECIMIENTO Y COMPENSACIÓN

VOLUMEN ACTUAL

(m3)

VOLUMEN REQUERIDO

(m3) DEFICIT OBSERVACIONES

1 BELEN AURORA ANTIGUO Y

NUEVO 3,300 2,421 NO

CON LA PUESTA EN FUNCIONAMIENTO DEL TANQUE NUEVO DEL SECTOR BELEN AURORA ES SUFICIENTE PARA LOS REQUERIMIENTOS DEL DISTRITO 1.

2 CIUDAD LA POLA 3,000 2,100 NO ES SUFICIENTE PARA LOS REQUERIMIENTOS DEL DISTRITO 2.

3 CERROGORDO 2,000 2,584 SI SE PRESENTA DEFICIT DESDE EL AÑO INICIAL, SE DEBERÁ SUPLIR CON LA CONSTRUCCIÓN DE UN TANQUE DE ALMACENAMIENTO.

4 LA 15 4,000 2,418 NO ES SUFICIENTE PARA LOS REQUERIMIENTOS DEL DISTRITO 4.

5 INTERLAKEN, LA 29 Y LA 30 6,500

4,015 NO

ES SUFICIENTE PARA LOS REQUERIMIENTOS DE LOS DISTRITOS 5 Y 5A. EL VOLUMEN DE EXCESO SE EMPLEA COMO VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO PARA EL TANQUE PIEDRAPINTADA. 5A 1,638

11 (5B) BELEN LA POLA, PIEDRAPINTADA 8,000

1,444 SI

EL DEFICIT DISMINUYE CON EL VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO DEL TANQUE LA 29. SE DEBERÁ CONSTRUIR UN NUEVO TANQUE DE ALMACENAMIENTO PARA CUMPLIR CON LOS REQUERIMIENTOS DEL DISTRITO.

6 13,476

7 ALSACIA ANTIGUO 1,000 3,401 NO

EL TANQUE ALSACIA NO ES SUFICIENTE PARA LOS REQUERIMIENTOS DEL DISTRITO 7. EL VOLUMEN DE EXCESO DEL TANQUE AMBALÁ SE EMPLEA COMO VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO PARA EL DISTRITO 7.

8 MIROLINDO 1,000 1,542 SI SE PRESENTA DEFICIT DESDE EL AÑO INICIAL, SE DEBERÁ SUPLIR CON LA CONSTRUCCIÓN DE UN TANQUE DE ALMACENAMIENTO.

9 PICALEÑA 1,400 1,625 SI SE PRESENTA DEFICIT DESDE EL AÑO INICIAL, SE DEBERÁ SUPLIR CON LA CONSTRUCCIÓN DE UN TANQUE DE ALMACENAMIENTO.

10 AMBALÁ 10,000 5,162 NO EL VOLUMEN DEL TANQUE AMBALÁ ES SUFICIENTE PARA LOS REQUERIMIENTOS DEL DISTRITO 10. EL VOLUMEN DE EXCESO SE EMPLEA COMO ALMACENAMIENTO PARA EL DISTRITO 7.

12 2,624 SI ACTUALMENTE NO TIENE COBERTURA DEL IBAL.

Tabla 3-42 Comparación Volumen Requerido 2043 vs Capacidad Actual - Año Final



VOLUMEN FUTURO

(m3)

VOLUMEN REQUERIDO



NUEVO 3,300 3,396 NO

CON LA PUESTA EN FUNCIONAMIENTO DEL TANQUE NUEVO DEL SECTOR BELEN AURORA ES SUFICIENTE PARA LOS REQUERIMIENTOS DEL DISTRITO 1 HASTA EL FINAL DEL PERIODO DE DISEÑO. NO ES NECESARIO POR 96 M3 UN TANQUE NUEVO.

2 CIUDAD LA POLA 3,000 2,527 NO ES SUFICIENTE PARA LOS REQUERIMIENTOS DEL DISTRITO 2 HASTA EL FINAL DEL PERIODO DE DISEÑO.

3 CERROGORDO Y SUR 3,000 2,806 SI SE PRESENTA DEFICIT DESDE EL AÑO INICIAL, SE DEBERÁ SUPLIR CON LA CONSTRUCCIÓN DEL TANQUE SUR DE 1,000 M3.

4 LA 15 4,000 2,976 NO ES SUFICIENTE PARA LOS REQUERIMIENTOS DEL DISTRITO 4 HASTA EL FINAL DEL PERIODO DE DISEÑO.


4,678 NO

ES SUFICIENTE PARA LOS REQUERIMIENTOS DE LOS DISTRITOS 5 Y 5A. EL VOLUMEN DE EXCESO SE EMPLEA COMO VOLUMEN DE almacenamiento PARA EL TANQUE PIEDRAPINTADA. 5A 1,638










VOLUMEN FUTURO

(m3)

VOLUMEN REQUERIDO


11 (5B) FISCALÍA 10,000 6,117 SI

SE DISEÑARÁ EL TANQUE FISCALÍA CON UN VOLUMEN DE 10,000 M3. EL VOLUMEN DE EXCESO SERÁ UTILIZADO COMO VOLUMEN DE almacenamiento DE LOS TANQUES MIROLINDO Y PICALEÑA.

6 BELEN LA POLA, PIEDRAPINTADA 8,000 13,776 SI SE DEBERÁ COMPENSAR EL DEFICIT CON LA CONSTRUCCIÓN DE UNA NUEVA ETAPA DEL TANQUE AMBALÁ PARA QUE SURTA EL DISTRITO 6.

7 ALSACIA ANTIGUO Y NUEVO 2,500 6,562 SI SE DISEÑARÁ EL TANQUE ALSACIA NUEVO CON UN VOLUMEN DE 1,500 M3. EL RESTO DEL VOLUMEN LO ALMACENARÁ EL TANQUE AMBALÁ EXISTENTE.

8 MIROLINDO 1,000 3,223 SI SE PRESENTA DEFICIT DESDE EL AÑO INICIAL, SE DEBERÁ SUPLIR CON LA CONSTRUCCIÓN DEL TANQUE FISCALÍA DE 10,000 M3.

9 PICALEÑA 1,400 3,119 SI SE PRESENTA DEFICIT DESDE EL AÑO INICIAL, SE DEBERÁ SUPLIR CON LA CONSTRUCCIÓN DEL TANQUE FISCALÍA DE 10,000 M3.

10 AMBALÁ 10,000 5,686 NO ES SUFICIENTE PARA LOS REQUERIMIENTOS DEL DISTRITO 10 HASTA EL FINAL DEL PERIODO DE DISEÑO. EL VOLUMEN DE EXCESO SE EMPLEA COMO ALMACENAMIENTO DEL DISTRITO 7.

12 BOQUERÓN 4,000 3,765 SI SE PRESENTA DEFICIT DESDE EL AÑO INICIAL, SE DEBERÁ SUPLIR CON LA CONSTRUCCIÓN DEL TANQUE BOQUERÓN DE 4,000 M3.

3.6 Evaluación del Volumen Requerido Mediante Curvas de Consumo

En este numeral se presenta el análisis del comportamiento del tanque de almacenamiento principal de cada Distrito con base en la información de las curvas de consumo obtenidas para algunos de los Distritos existentes a partir de la información presentada en el estudio denominado "INFORME CONTROL DE NIVEL Y BALANCE DE TANQUES" de Mayo de 2003 realizado por la firma FLUIDIS.

3.6.1 Obtención de las Curvas de Consumo Horario

Para la obtención de las curvas de consumo horario de cada uno de los distritos se tuvo en cuenta la información presentada en el "INFORME CONTROL DE NIVEL Y BALANCE DE TANQUES" de Mayo de 2003 realizado por la firma FLUIDIS. En dicho informe dentro de los objetivos específicos se encontraba la realización de mediciones de nivel dentro del programa de aforos del sistema de distribución y mediciones de caudal a la entrada y a la salida de los tanques de almacenamiento. De acuerdo con lo anterior, del mencionado estudio se obtuvieron las curvas de medición de caudal a la salida de los tanques como la presentada en la Figura 3-7. Medición de audal Total a la Salida del Tanque La 15 (Distrito 4).








Figura 3-7. Medición de audal Total a la Salida del Tanque La 15 (Distrito 4)

De la misma forma que para el Distrito 4, se obtuvieron las curvas de medición de caudal a la salida de los tanques de alimentación de los Distritos 1, 2, 3, 5 y 5A, y del 7. Posteriormente se seleccionó de cada curva el periodo correspondiente a un día de medición y se determinaron a partir de los caudales registrados los volúmenes promedios consumidos en cada hora a lo largo del día. Finalmente se hallaron los porcentajes de consumo horario y se convirtieron a factores de consumo horario. En las siguientes figuras se presentan las curvas de consumo horario obtenidas a partir de la información presentada en el "INFORME CONTROL DE NIVEL Y BALANCE DE TANQUES" de Mayo de 2003 realizado por la firma FLUIDIS.

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

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

FAC

TOR

DE

CO

NSU

MO

HORA

CURVA DE CONSUMO - DISTRITO No 2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

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

FAA

CTO

R D

E C

ON

SUM

O

HORA









Figura 3-8. Curva de eanda Horaria Distrito 1 y Distrito 2

Figura 3-9. Curva de eanda Horaria Distrito 3 y

Distrito 4

Figura 3-10. Curva deDmanda Horaria Distrito 5-5A y Distrito 7

Es importante mencionar que dentro del informe de referencia para la obtención de las curvas de consumo no se tenían datos para los demás Distritos existentes. Adicionalmente los periodos de medición presentados en el informe de referencia son bastante cortos y no son suficientes para reflejar el comportamiento promedio real del consumo a lo largo de un día para cada uno de los Distritos establecidos. Esto hace que las curvas de consumo horarias sean una aproximación lo cual debe ser tenido en cuenta como una limitación de los valores calculados, sin embargo al no contar con más información corresponde a los valores más aproximados del comportamiento del consumo de la ciudad de Ibagué.

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

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

FAC

TOR

DE

CO

NSU

MO

HORA


0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

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

FAC

TOR

DE

CO

NSU

MO

HORA


0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

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

FAC

TOR

DE

CO

NSU

MO

HORA

CURVA DE CONSUMO - DISTRITO No 5 y 5A

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

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

FAC

TOR

DE

CO

NSU

MO

HORA









3.6.2 Determinación de Volúmenes de Regulación con las Curvas de Consumo Horario

Para cada Distrito se evaluó el comportamiento del volumen de almacenamiento actual como volumen de regulación para amortiguar el consumo horario de la población abastecida. Para los distritos en los que se cuenta con más de un tanque pero que se encuentran conectados en serie como en el sistema Belén La Pola y Piedrapintada se tuvo en cuenta únicamente el tanque que realiza la alimentación directa de la red de distribución, para este caso Piedrapintada. En la siguiente tabla se presenta para cada Distrito el tanque de almacenamiento evaluado y la capacidad actual.

Tabla 3-43 Tanque de Distribución Actual por Distrito

DISTRITO TANQUE DE DISTRIBUCIÓN VOLUMEN ACTUAL (m3)

1 BELEN AURORA ANTIGUO 1,500

2 CIUDAD LA POLA 3,000

3 CERROGORDO 2,000

4 LA 15 4,000

5 LA 29 Y LA 30 6,000

5A

11 (5B) PIEDRAPINTADA 5,000

6

7 ALSACIA ANTIGUO 1,000

8 MIROLINDO 1,000

9 PICALEÑA 1,400

10 AMBALÁ 10,000

El procedimiento para establecer el comportamiento de los tanques en su condición actual ante las solicitudes de consumo horario tanto para el año inicial como para el año final del periodo de diseño, se realizó mediante el método de la curva integral de consumo en el cual se comparó a lo largo de un día (supuesto como el día de máximo consumo), los caudales demandados por la población (salidas del tanque) y los caudales de alimentación (entradas del tanque) para cada intervalo de tiempo definido como 1 hora. De este modo se determinó para cada intervalo de tiempo la diferencia entre el consumo y el suministro de agua del tanque y se estableció el volumen requerido como la suma del mayor déficit y del mayor exceso presentado a lo largo del día. En la Tabla 3-44 Volúmenes de Regulación Requeridos Método de la Curva Integral de Consumo se presentan los volúmenes de regulación calculados a partir de las curvas de consumo empleadas, para el año inicial y final del periodo de diseño.

Tabla 3-44 Volúmenes de Regulación Requeridos Método de la Curva Integral de Consumo

DISTRITO TANQUE DE

DISTRIBUCIÓN VOLUMEN ACTUAL

(m3) CURVA DE CONSUMO

EMPLEADA VOLUMEN REQUERIDO

2013 (m3) VOLUMEN REQUERIDO

2043 (m3)

1 BELEN AURORA ANTIGUO 1,500 CURVA DISTRITO 1 874 1,254

2 CIUDAD LA POLA 3,000 CURVA DISTRITO 2 753 1,069








DISTRITO TANQUE DE





2043 (m3)

3 CERROGORDO 2,000 CURVA DISTRITO 3 1,607 1,745

4 LA 15 4,000 CURVA DISTRITO 4 648 817

5 LA 29 Y LA 30 6,000 CURVA DISTRITO 5 Y 5A 1,331 1,494

5A

11 (5B) PIEDRAPINTADA 5,000 CURVA DISTRITO 3 8,879 8,566

6

7 ALSACIA ANTIGUO 1,000 CURVA DISTRITO 7 1,041 2,009

8 MIROLINDO 1,000 CURVA DISTRITO 7 282 987

9 PICALEÑA 1,400 CURVA DISTRITO 7 314 954

10 AMBALÁ 10,000 CURVA DISTRITO 3 3,210 3,536

3.7 Dimensionamiento de los Tanques de Almacenamiento Requeridos

Teniendo en cuenta los cálculos y análisis presentados en los capítulos anteriores, se presenta en este capítulo el dimensionamiento de los tanques a diseñar dentro del alcance del contrato los cuales corresponden a los tanque denominados: SUR, BOQUERÓN, ALSACIA y FISCALÍA. En la Figura 3-11. Esquema Genral de Distritos Proyectados se presenta la conformación geográfica de los distritos considerados en el Estudio de Población y Demanda y en los cuales se basan los cálculos de proyección de población y demandas a nivel de Distrito








Figura 3-11. Esquema Genral de Distritos Proyectados

Para el dimensionamiento de los tanques se consideraron los análisis de volúmenes presentados en los capítulos anteriores, en los cuales se realiza en primer lugar, la estimación del volumen de almacenamiento requerido de acuerdo con los requisitos de la normatividad vigente y en segundo lugar, el volumen de regulación requerido de acuerdo con las curvas de consumo horario estimadas. En todo caso el volumen final de almacenamiento para cada Distrito es el estimado de acuerdo con los requisitos establecidos en el RAS 2000 y el volumen de regulación calculado con el empleo de las curvas de consumo se empleó únicamente para el establecimiento del funcionamiento de cada sistema.

3.7.1 Dimensionamiento del Tanque Sur

Para el dimensionamiento del tanque Sur se tuvo en cuenta lo mencionado en el contrato, en el cual se especifica que desde este tanque se debe distribuir el servicio para toda la zona localizada al costado sur oriental del río Combeima incluyendo el actual Distrito 3. Se realizó una evaluación con la información de las planchas IGAC a escala 1:2000 en las cuales se presentan curvas de nivel cada 2 metros y se estableció que el tanque Sur estará localizado en una cota aproximada a los 1,280 msnm, con lo que podrá distribuir el servicio con los requisitos de presión a los sectores localizados en cotas inferiores a la cota 1,260 msnm. Esto implica que este tanque solo podrá abastecer a la población localizada a partir del Batallón Jaime Rooke en dirección nororiental hacia el río Combeima, esta área corresponde al Distrito 3 actual. Por tal razón se determinó que el








Distrito 3 actualmente abastecido por el tanque Cerrogordo que presenta déficit de almacenamiento tendrá como tanque de apoyo para almacenamiento el tanque Sur y los límites geográficos del distrito se ampliaron hasta incluir el área del Batallón Jaime Rooke como se muestra al de Distritos Proyectados

Para el dimensionamiento de lo. Para la población localizada al suroccidente del Batallón Jaime Rooke se conformó el Distrito 12 que será alimentado desde el tanque Boquerón. Por otra parte, considerando que la Planta de Tratamiento en el Boquerón no es necesaria al menos durante el periodo de diseño del proyecto actual y en consecuencia el flujo de agua tratada vendrá desde el sector de La Pola hacía el tanque Sur, los barrios localizados por encima de la cota 1,260 msnm (Distrito 12) necesitarán de la construcción del tanque Boquerón y este requerirá de un bombeo para su alimentación. Se hace necesario entonces que el tanque Sur sirva adicionalmente como tanque de succión para la alimentación por bombeo del tanque Boquerón. Considerando lo anterior, se procedió al dimensionamiento del tanque Sur de la siguiente manera: Volumen requerido a 2043 Distrito 3: 2,806 m3 (ver Tabla 3-42 Comparación Volumen Requerido 2043 vs Capacidad Actual - Año Final) Volumen actual tanque Cerrogordo: 2,000 m3 Se tiene un déficit de almacenamiento calculado de la siguiente manera:

Déficit 2043 Distrito 3 = 2,806 - 2,000 = 806 m3 Adicionalmente se calculó el volumen de almacenamiento requerido para funcionamiento como tanque de succión para la alimentación por bombeo del tanque Boquerón por el método de la curva de integral con los siguientes datos: Caudal de entrada al tanque de succión (QMD 2043 Distrito 12): 174.28 l/s. Horas de bombeo: 16 horas. En un ciclo de funcionamiento de 4 horas de bombeo y 2 horas sin bombeo repitiéndose a lo largo del día. Caudal de bombeo: 261.41 l/s. De esta cálculo se obtuvo un volumen para el tanque de succión al 2043 de: 1,255 m3. De otra parte, como se presentó en la Tabla 3-44 Volúmenes de Regulación Requeridos Método de la Curva Integral de Consumo el volumen de regulación calculado para el Distrito 3 a partir de la curva de consumo horaria es de 1,745 m3 para el año 2043. Con un factor de seguridad del 20% se obtiene un volumen requerido de 2,094 m3 el cual puede ser regulado suficientemente con el tanque Cerrogordo en su estado actual. Por tanto el volumen total para el tanque Sur a 2043 es:

Volumen Tanque Sur = 806 + 1,255 = 2,061 m3








Se establece de esta manera que el volumen requerido bajo los aspectos mencionados en este numeral para el tanque Sur es de 2,000 m3.

3.8 Resumen del Dimensionamiento de Tanques Proyectados

Se presenta en la siguiente tabla el volumen determinado para los tanques Alsacia Nuevo, Fiscalía, Sur y Boquerón.

Tabla 3-45 Dimensionamiento de Tanques Proyectados

DISTRITO TANQUE DE DISTRIBUCIÓN VOLUMEN PROYECTADO (m3)

3 SUR 2,000

7 ALSACIA NUEVO 1,500

11 FISCALÍA 10,000

12 BOQUERÓN 4,000

3.9 Observaciones del Estudio de Población y Demanda Para la estimación de la demanda futura de agua, se estableció un periodo de 10 años para

alcanzar la reducción en el IANC y llegar a los valores establecidos en el reglamento RAS, sin embargo se hace énfasis en este informe que esta reducción se logrará únicamente con el compromiso de la Administración Municipal y la Empresa Ibaguereña de Acueducto y Alcantarillado IBAL para el desarrollo de un Programa de Control de Pérdidas que incluya acciones frente a las pérdidas comerciales de igual forma que frente a las pérdidas técnicas. En este estudio se menciona la necesidad del Programa de Control de Pérdidas haciendo la claridad que no se encuentra dentro del alcance del presente contrato pero que deberá ser ejecutado por el IBAL en un periodo máximo de 10 años.

De no llevarse a cabo el Programa de Control de Pérdidas por parte de la entidad prestadora del servicio y la administración municipal, las proyecciones producto del Estudio de Población y Demanda y por ende las inversiones programadas deberán ser adelantadas en el corto plazo, ya que serían necesarias a partir del año 2019 y el déficit de agua debido a esta falta de gestión sería del orden de 1200 l/s, en lugar de los 300 l/s estimados considerando la ejecución juiciosa del plan para la reducción del IANC en un plazo máximo de 10 años.








4 DIAGNÓSTICO DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO

En este capítulo se realiza la evaluación de los elementos que componen el sistema de acueducto de la Ciudad de Ibagué, de acuerdo a la demanda estimada y presentada en el Capítulo 3. Adicionalmente se identifican las necesidades a futuro de acuerdo con las proyecciones realizadas y los componentes del sistema a diseñar dentro del alcance de la presente consultoría.

4.1 Sistema de Acueducto La infraestructura actual del sistema del Acueducto de la ciudad de Ibagué empezó a concebirse y a estructurarse a principios de los años de 1960 con la identificación de una nueva fuente de abastecimiento con un potencial hídrico suficiente para abastecer las necesidades de la época y las futuras; fuente identificada en el Río Combeima, originando el diseño y construcción de un nuevo sistema de captación, desarenador, conducción, planta de potabilización, tanques de almacenamiento, conducciones entre tanques y redes de distribución, las cuales fueron concebidas dentro del Proyecto Plan Maestro del Acueducto Municipal de Ibagué elaborado por el Instituto de Fomento Municipal – INSFOPAL, cuya capacidad inicial de diseño era de 500 LPS. En la década de los 70s debido al crecimiento poblacional, a la generación de nuevas áreas de desarrollo en la ciudad y a la necesidad de contar con una dotación suficiente que pudiera atender éstos requerimientos, se hizo necesario la revisión de la capacidad y funcionamiento del sistema del acueducto existente, para cada uno de los componentes construidos del proyecto antes mencionado. Este trabajo fue ejecutado por la firma consultora HIDROTEC, lo cual llevó a una optimización, ampliación y mejoramiento de los componentes del sistema de acueducto, dependientes de las fuentes Río Combeima y Quebrada Cay, lo cual permitió aumentar la capacidad instalada de 500 LPS a 1500 LPS, proyectando que la cobertura del sistema debería ser suficiente para abastecer a unos 600.000 habitantes. Posteriormente en la década de los 80s se ejecutó el estudio de la Revisión Hidráulica y Optimización de Conducciones Agua Tratada e Interconexiones entre Tanques de Almacenamiento y Diseño de las Tuberías Matrices sector Jordán - Distrito Nº 6, estudio elaborado por la firma consultora Manuel Cardozo Echandía, del cual se derivaron nuevas ampliaciones en los componentes base del estudio, permitiendo mejorar sus condiciones de funcionamiento. Para atender la creciente demanda del servicio en el sector denominado Barrio El Salado, el IBAL proyectó, diseñó y construyó el sistema de acueducto de la fuente Quebrada Chembe en la década de los 90s, siendo integrado a la infraestructura del sistema del acueducto de la ciudad de Ibagué. Hasta la fecha esta sigue siendo una fuente para el servicio de acueducto de esta zona, sin embargo actualmente complementada con la conducción entre el Tanque Ambalá y el Tanque Alsacia. En la actualidad la Empresa Ibaguereña de Acueducto y Alcantarillado de la ciudad de Ibagué presta el servicio de acueducto de forma sectorizada, dividiendo el sistema en once distritos de presión. Cada distrito cuenta con un tanque o un sistema de tanques de almacenamiento que cumplen la función de compensar las demandas horarias y de








almacenar el volumen requerido en casos de emergencia, así como de suministrar el servicio de acueducto con la presión requerida para el adecuado funcionamiento. Adicionalmente a los distritos de presión cubiertos por el sistema de acueducto de la ciudad, existen dentro del perímetro urbano de Ibagué seis áreas urbanizadas que actualmente no tienen cobertura del servicio de acueducto por parte del IBAL, las cuales obtienen su suministro de acueductos comunales. Estas áreas a futuro serán conectadas al sistema de acueducto del IBAL. Desde hace varias décadas, la ciudad de Ibagué ha presentado deficiencias en el abastecimiento de agua potable debido principalmente a las continuas interrupciones en el servicio ocasionadas por avalanchas sobre la cabecera del sistema de captación localizado en el Río Combeima, lo cual provoca en continuas ocasiones, que sea imposible el tratamiento del agua en la PTAP por la altísima turbiedad con que llega el agua cruda. En el capítulo anterior "Estudio de Población y Demanda", se presentó la proyección de población y demanda teniendo en cuenta las condiciones presentes de la ciudad de Ibagué. En dicho estudio se realizó el estudio de urbanismo, en el cual se estableció la condición actual de ocupación del perímetro urbano y se identificaron los distritos de presión existentes del sistema de acueducto. Así mismo se conformaron los distritos de presión a futuro, teniendo en cuenta la información de las zonas de expansión contempladas por la Secretaría de Planeación Municipal. Basándose en los resultados del Estudio de población y Demanda, se presenta a continuación el diagnóstico de los diferentes componentes del sistema de acueducto de la ciudad de Ibagué, con el objetivo de establecer e identificar las necesidades en cada uno de ellos. Para tal fin, se presenta a continuación en la Figura 4-1 Distritos de presión y Condición de Ocupación Actual Perímetro Urbano, la distribución actual de los distritos de presión y la condición actual de ocupación del perímetro urbano. En la Figura 4-2 Distritos de presión a Futuro, se presenta la conformación de los distritos a futuro de acuerdo con los planes de expansión y la dinámica de crecimiento de la ciudad.








Figura 4-1 Distritos de presión y Condición de Ocupación Actual Perímetro Urbano

Figura 4-2 Distritos de presión a Futuro








En la Figura 4-3 Esquema de Coexión General Sistema de Acueducto Actual, se presenta esquemáticamente la configuración y las interconexiones del sistema actual de acueducto de la ciudad de Ibagué.

Figura 4-3 Esquema de Coexión General Sistema de Acueducto Actual








4.1.1 Bocatomas

4.1.1.1 Bocatoma Río Combeima, Quebrada Cay, Quebrada Chembe y Río Cócora

El suministro para la ciudad de Ibagué, depende del Río Combeima, de la Quebrada Cay y la Quebrada Chembe. Las capacidades de captación son 3,000, 720 y 70 l/s, respectivamente para un total de 3790 l/s3. La captación del Río Combeima se encuentra localizada a una distancia aproximada de 6,500 metros desde la planta de tratamiento de La Pola por la vía que conduce al Nevado del Tolima en el corregimiento de Llanitos margen izquierda aguas abajo del Río en la cota 1430 m.s.n.m. Su infraestructura está construida por un muro transversal o presa a lo ancho de todo el Río con una cota de elevación de 1430.03 m.s.n.m en la corona de la presa, y en la captación la corona del muro tiene como cota máxima la 1429.52 m.s.n.m. A la entrada del canal de derivación está provista de dos compuertas autodeslizantes de sección de 48"x48" accionadas por reductor para la entrada y derivación y auto lavado. El canal tiene una sección de 3.15 m de largo x 2.20 m de ancho, en concreto y con cota en el fondo de 1427.50 m.s.n.m, con dos rejillas de 2 x 0.9 m de sección, la cual comunica con la cámara de recolección de una sección de 5.5 m de largo x 2.7 m de ancho x 3.2 m de altura provista de un vertedero de excesos con cota de la cresta máxima 1429.52 m.s.n.m. Toda la infraestructura del muro transversal o presa, canal de derivación, cámara de recolección está construida en concreto. El funcionamiento de la captación lateral compuesta por el muro transversal o presa y la rejilla, es aceptable, lo que ha garantizado durante todo el tiempo desde su construcción la captación del caudal de diseño de 3 m3/s. El estado de los componentes de la captación lateral incluyendo el muro transversal no es el mejor. Este último presenta desgaste del concreto en la corona con presencia de cárcavas, especialmente en el sector de la garganta próxima al canal de derivación, lo mismo que el colchón amortiguador aguas abajo presenta socavamiento y fractura, lo que hace temer un posible colapso para un evento de una crecida máxima del río, si no se hace una reparación lo más urgente posible de estas estructuras. El sistema de captación de la Quebrada Cay constituye el más antiguo del acueducto, pero aún se encuentra en funcionamiento como refuerzo para la alimentación de La Pola. Según los estudios realizados por ESTUDIOS TÉCNICOS S.A, esta captación presenta un canal de 2,500 metros de longitud y continúa con una tubería de diámetro de 16” con una longitud de 500 metros. Esta tubería lleva actualmente un caudal aproximado de 720 l/s. La bocatoma sobre el río Cócora consiste en una taquilla de captación, un dique vertedero, una cámara de limpia y como obras anexas un box-culvert que conduce el agua al predesarenador. Sin embargo, es importante anotar que aunque fue construida de acuerdo a los diseños presentados por ESTUDIOS TÉCNICOS S.A, actualmente no se encuentra en funcionamiento, debido a que la línea de aducción se encuentra en construcción. La capacidad con la cual fue diseñada es de 800 l/s.

3 Información suministrada por el IBAL








4.1.2 Aducción Bocatomas

4.1.2.1 Aducción Bocatoma Combeima

Del sistema de captación del Río Combeima (cota: 1427.65 m.s.n.m) parten dos tuberías de aducción. La primera de ellas de acuerdo con el Informe de Monroy, 1995, transporta un caudal de 538 l/s por medio de tuberías con diámetro de 24”, 20” y 18” y longitudes de 399, 2797 y 3239 respectivamente. La segunda transporta 1128 l/s con tuberías de 27” y 24” de diámetro y longitudes de 2915 y 3310 m respectivamente. El caudal de aducción sería entonces de 1666 l/s en total. Estas dos aducciones entregan en la PTAP La Pola (cota 1324.75 m.s.n.m). El estado de las tuberías es bueno.

4.1.2.2 Aducción Bocatoma Cay

El sistema de captación de la Quebrada Cay constituye el más antiguo en el acueducto de Ibagué, pero todavía en funcionamiento como refuerzo en el suministro de la PTAP la Pola. Tiene un canal de 2500 m de longitud y continúa con una tubería de diámetro de 16” con una longitud de 500 metros. Esta tubería lleva actualmente un caudal de más o menos 3500 l/s.4 La estructura de aducción se divide en tres sectores. El primero de ellos consiste en un canal abierto, recubierto con placas removibles. Este presenta una pendiente alta, 2.0%, con una velocidad promedio 2.6 m/s, la cual hace que el caudal captado y transportado sea súper-crítico (número de Froude >1). El segundo sector corresponde a la antigua captación, la cual fue adaptada para que sirviera de canal de aducción. Presenta secciones bastantes irregulares y variables, sin embargo también existe una zona de aquietamiento que cual sirve como estructura pre-desarenadora y reguladora de caudal. El tercer sector es el que conecta con el desarenador por medio de una estructura en forma de bóveda, la cual se encuentra enterrada y con pendiente bastante pronunciada. En general estas estructuras se encuentran en buen estado pero se requiere realizar recalce a los concretos, ya que se encuentran desgastados por la acción de las aguas. La compuerta de lavado en la aducción requiere también reparación, pues aquí también se regula el caudal cuando se capta más de lo requerido en la captación.

4.1.2.3 Aducción Bocatoma Cócora

La aducción del Río Cócora como se mencionaba anteriormente actualmente se encuentra en construcción. Su longitud consta de 12 km y el diámetro de la tubería es de 36”. El tramo en construcción corresponde a los 4,700 metros iniciales en tubería de CCP de 36" de diámetro.

4.1.2.4 Aducción A Diseñar

En el Memorando Técnico C309-MT-04 "Análisis de Alternativas de Diseño", se identificaron los componentes del sistema a diseñar dentro del alcance de la presente

4 Referencia: Estudio de Alternativas de líneas de Conducción, Plantas de Tratamiento y Tanques de Almacenamiento realizado por ESTUDIOS TÉCNICOS S.A








consultoría. Dentro de estos, se incluye el diseño de la tubería de aducción desde el K4+700 hasta el punto de llegada definido en la alternativa recomendada.

4.1.3 Desarenadores

4.1.3.1 Sistema Desarenador Cócora

El sistema desarenador se constituye de dos desarenadores con igual dimensionamiento hidráulico pero con diferente disposición a la llegada y salida. El primero se encuentra localizado en la salida del Box-Culvert que conduce el agua captada directamente a éste y al canal de desvío, el cual entra en el segundo desarenador, ubicado aguas abajo del primero. Cada Desarenador es de tipo convencional, construido en concreto, consta de una zona entrada con las siguientes dimensiones 2.70 x 7.00 x 1.27 m, zona de sedimentación de 29.00 x 7.00 x 1.82 m (altura útil), cuentan con una compuerta deslizante para el lavado de sedimentos ubicados al final de cada uno. A la entrada tiene se encuentra un Bafle de aquietamiento de 1.60 m de altura. Adicionalmente, al costado de la zona de entrada tiene un canal de rebose de 1.00 m de ancho que también conduce el agua a una cámara de entrada al Desarenador No. 2. Esta estructura fue construida hace dos años, como parte de las obras del acueducto complementario de la ciudad de Ibagué, diseñado en el año de 1995 por Estudios Técnicos. Sin embargo, en la actualidad no se encuentran en funcionamiento dado a que las compuertas están cerradas debido que aún no se termina de construir la línea de aducción. En la Figura 4-4. Esquema geneal del Sistema Desarenador Cócora , se muestra la disposición del sistema. Los desarenadores funcionan de manera independiente y fueron diseñados para que cada uno recibiera la mitad del agua captada, 400 l/s.

Figura 4-4. Esquema geneal del Sistema Desarenador Cócora

Se determinó que los desarenadores cumplen con la velocidad de sedimentación estipulada en la normatividad vigente RAS 2000.








4.1.3.2 Sistema Desarenador Combeima

Es una estructura hidráulica adyacente a la bocatoma del Rio Combeima, ubicada a 30 metros de la estructura de captación y a una cota de 1432 m.s.n.m. Es un desarenador de tipo convencional con cuatro trenes de funcionamiento. Cuenta con dos sistemas de tolvas por cada tren, con pendientes longitudinales y transversales que permiten el lavado hidráulico de manera efectiva y rápida, para caudales por línea de hasta 500 l/s. En la entrada tiene pantallas difusoras y con vertederos de cresta ancha para generar los caudales desarenados a la caja final de entrega para alimentar la línea de conducción. Presenta un sistema de lavado a presión con mangueras de 2” a lo largo de sus cuerpos. En la actualidad, por su construcción de hace más de cuarenta años, presenta deterioro en los concretos, válvulas de ingreso y de fondo, en sus pasarelas, en las vías de ingreso y de aproximación, en los vertederos y pantallas difusoras que requieren atención inmediata. Según estudios realizados por la empresa consultora PAVA-SANCHEZ en el año 2002, la capacidad de este desarenador es de 2000 l/s. Adicionalmente, se determinó que el desarenador cumple con la velocidad de sedimentación estipulada en la normatividad vigente RAS 2000. 4.1.3.3 Sistema Desarenador Cay

Es una estructura hidráulica adyacente a la bocatoma de la Quebrada Cay, ubicado a 58 metros aproximadamente de la estructura de captación y a una cota de 1392,5 m.s.n.m. Es un desarenador de tipo convencional, con un solo tren de funcionamiento y utiliza bajas velocidades (menores a 0,10 metros /segundo) para su proceso de desarenación. Cuenta con pendientes longitudinales y transversales que permiten el lavado hidráulico de manera efectiva y rápida, para caudales por línea de hasta 400 litros por segundo. En la entrada tiene pantallas difusoras y con vertederos de cresta ancha para generar los caudales desarenados a la caja final de entrega para alimentar la línea de conducción. En la actualidad, por su construcción de más de treinta años, presenta deterioro en los concretos, válvulas de ingreso y de fondo, en las vías de ingreso y de aproximación, en los vertederos y pantallas difusoras que requieren atención inmediata. Según estudios realizados por la empresa consultora PAVA-SANCHEZ en el año 2002, la capacidad de este desarenador es de 120 l/s. Adicionalmente, se determinó que el desarenador cumplen con la velocidad de sedimentación estipulada en la normatividad vigente RAS 2000.

4.1.3.4 Sistema Desarenador Chembe

Es una estructura hidráulica de alta tasa, con conformación geométrica de tronco de cono, con un diámetro aproximado de 12 metros. Y una profundidad a la válvula de lavado de 4,7 metros. Recibe un caudal promedio de 70 litros por segundo. Esta estructura que fue construida entre 1997 y 1999, presenta una estructura de ingreso en tubería de PVC de 8” al centro del sistema con tubería perforada de asbesto cemento, que hace sus veces de








múltiple difusor. Utiliza coagulantes naturales o sulfato tipo B, cuando se presentan turbiedades superiores a 1000 NTU. Su funcionamiento obedece a la teoría del flujo laminar de YAO que permite generar velocidades de decantación superiores a las ascensionales de las partículas discretas provenientes de la captación. Se encuentra ubicado a 2,3 kilómetros de la captación de Chembe, utilizando el mismo lote de la planta de tratamiento del sistema de la Quebrada del mismo nombre. Aunque en la actualidad presenta buen estado, se requiere la intervención en el cambio de placas de asbesto de cemento, la estructura de soportes de las mismas, reparaciones en algunos sectores de las paredes del sistema, en la válvula de lavado que genera el golpe de ariete para desplazar las arenas y en el sistema de bombeo para su lavado. Según estudios realizados por la empresa consultora PAVA-SANCHEZ en el año 2002, la capacidad de este desarenador es de 70 l/s. Adicionalmente, se determinó que el desarenador cumplen con la velocidad de sedimentación estipulada en la normatividad vigente RAS 2000.

4.1.4 PTAPs

4.1.4.1 PTAP La Pola

El acueducto de la ciudad de Ibagué trata las aguas captadas en la PTAP La Pola, cuya capacidad actual, según el IBAL es de 2320 l/s, producto de una optimización que se realizó para su ampliación. La planta está localizada en la cota 1324.65 m.s.n.m. Es una planta convencional con un tanque de llegada de la conducción, una canaleta de conducción a seis floculadores, tres tanques sedimentadores de alta tasa y seis filtros rápidos, instalaciones para dosificación de químicos, laboratorio, tanque elevado para lavado de filtros y un tanque de aguas tratadas desde donde se inicia la conducción a los tanques la Pola y Belén, para continuar a los tanques de almacenamiento distribuidos en la ciudad. En estudios anteriores, dentro de las alternativas se pretendía construir una nueva planta de tratamiento ubicada en el Boquerón o en la zona disponible en La Pola. Considerando también la construcción de un nuevo módulo en la planta La Pola. Sin embargo, como se mencionaba anteriormente, una de las conclusiones del Estudio de Población y Demanda de Agua es no construir una nueva planta, ya que teniendo en cuenta el Caudal Máximo Diario para el 2043 (2,758.76 L/s) y que de acuerdo con la capacidad actual de las plantas de tratamiento existentes y además dada su posibilidad de ampliación no es necesaria la construcción de la Planta de Tratamiento localizada en el Boquerón durante el periodo de diseño.

4.1.4.2 PTAP Chembe

Esta planta de tratamiento tiene una capacidad para tratar un caudal de 70 l/s. Su tratamiento consiste en circular el caudal requerido a través de una serie de barreras iniciando desde el desarenador luego por filtro dinámico, filtro grueso y por último por la cámara de carga o filtro rápido. El filtro dinámico contiene 8 unidades, con 3 capas de filtro y de gradaciones mencionadas anteriormente, cada unidad es capaz de filtrar 10 LPS; posee uno adicional








ya que puede estar fuera de servicio para casos de mantenimiento. Estos filtros son alimentados a través de una estructura de entrada o cámara de carga y quiebre de presión. Una vez filtrado el caudal, éste cae aun múltiple recolector conectado a una cámara de salida que se encuentra conectada por medio de tubo de 8” de diámetro con el filtro grueso, en una longitud de 24 m. El lavado de filtros se realiza en forma superficial, cerrando la salida a los filtros gruesos, como también restringiendo su entrada. Así mismo posee una estructura de excesos y desagües, con el fin de evacuar el caudal de excesos tanto del funcionamiento normal como del proceso de lavado. Según información suministrada por el operador en la actualidad, esta planta se encuentra en mal estado, requiere intervenciones en todo el sistema de compuertas, presenta más de 15 litros por segundo de pérdidas internas, el sistema de filtros gruesos, rápidos y descendentes requieren el cambio total de los lechos filtrantes y la reparación de los sistemas de interconexión, presenta filtración, además de una baja velocidad de lavado generando gastos innecesarios de agua para el lavado y demoras excesivas en el mismo.

4.1.4.3 PTAP a Diseñar

En los documentos denominados Memorando Técnico C309-MT-01 "Estudio de Población y Demanda" y Memorando Técnico C309-MT-04 "Análisis de Alternativas de Diseño", se estableció que la capacidad actual de las Plantas de Tratamiento existentes, es suficiente para el tratamiento de la demanda proyectada para la ciudad de Ibagué hasta el año 2031. De acuerdo con lo anterior se debe contemplar el diseño y construcción a largo plazo de una PTAP complementaria o un módulo de tratamiento adicional en la PTAP La Pola existente, que asegure la capacidad de tratamiento para la demanda futura del sistema de acueducto hasta el horizonte de diseño.

4.1.5 Tanques de Almacenamiento

Con el estudio de urbanismo se determinó para cada distrito la población actual y futura y se calcularon los valores de demanda de agua a lo largo del periodo de diseño y finalmente se estimó el volumen de almacenamiento necesario para el adecuado funcionamiento de cada distrito y del sistema y para el cumplimiento de la normatividad vigente (RAS 2000). A continuación se presenta la descripción de las características de los tanques existentes.

Tabla 4-1. Descripción de las características de diseño de los tanques existentes


ABASTECIMIENTO Y COMPENSACIÓN VOLUMEN

ACTUAL (m3)

1 BELEN AURORA ANTIGUO Y NUEVO 3,300

2 CIUDAD LA POLA 3,000

3 CERROGORDO 2,000

4 LA 15 4,000










ABASTECIMIENTO Y COMPENSACIÓN VOLUMEN

ACTUAL (m3)

5A

11 (5B) BELEN LA POLA, PIEDRAPINTADA 8,000

6

7 ALSACIA ANTIGUO 1,000

8 MIROLINDO 1,000

9 PICALEÑA 1,400

10 AMBALÁ 10,000

Como se observa en la tabla anterior, el Distrito 12 (ver esión a Futuro

En la Figura 4-3 Esquema de Coexión General Sistema de Acueducto Actual ) localizado al suroriente de Ibagué, no tiene tanque de almacenamiento, ya que como se mencionó en el Estudio de Población y Demanda corresponde a la zona que actualmente se abastece de acueductos comunitarios y que a futuro deberá contar con cobertura por parte del IBAL.

4.1.5.1 Comparación Volumen Requerido RAS 2000 y Capacidad Actual

En el Memorando Técnico C309-MT-02 "Dimensionamiento de los Tanques de Almacenamiento", se realizó el análisis de la capacidad de los tanques de almacenamiento existentes comparando el volumen actual con el volumen requerido a lo largo del periodo de diseño, de acuerdo con las proyecciones de población y demanda a nivel de distrito y se identificaron los tanques que cuentan con la capacidad suficiente y los que presentan déficit. Esta comparación se realizó tanto para el año 2013 inicio del periodo de diseño, como para el año 2043 año horizonte de diseño. En las siguientes tablas se presenta el resumen de la evaluación realizada en el documento C309-MT-02, en donde se identifican los tanques existentes que cuentan con la capacidad de almacenamiento suficiente para los requerimientos del sistema y así mismo, los tanques que presentan déficit de almacenamiento, de acuerdo con los requerimientos RAS 2000.

Tabla 4-2 Comparación Volumen Requerido 2013 (RAS 2000) vs Capacidad Actual - Año Inicial



VOLUMEN ACTUAL

(m3)

VOLUMEN REQUERIDO



NUEVO 3,300 2,421 NO

CON LA PUESTA EN FUNCIONAMIENTO DEL TANQUE NUEVO DEL SECTOR BELEN AURORA ES SUFICIENTE PARA LOS REQUERIMIENTOS DEL DISTRITO 1.

2 CIUDAD LA POLA 3,000 2,100 NO ES SUFICIENTE PARA LOS REQUERIMIENTOS DEL DISTRITO 2.

3 CERROGORDO 2,000 2,584 SI SE PRESENTA DEFICIT DESDE EL AÑO INICIAL, SE DEBERÁ SUPLIR CON LA CONSTRUCCIÓN DE UN TANQUE DE ALMACENAMIENTO DE APOYO.










VOLUMEN ACTUAL

(m3)

VOLUMEN REQUERIDO


4 LA 15 4,000 2,418 NO ES SUFICIENTE PARA LOS REQUERIMIENTOS DEL DISTRITO 4.


4,015 NO

ES SUFICIENTE PARA LOS REQUERIMIENTOS DE LOS DISTRITOS 5 Y 5A.

5A 1,638

11 (5B) BELEN LA POLA, PIEDRAPINTADA

8,000 1,444

SI SE PRESENTA DEFICIT DESDE EL AÑO INICIAL, SE DEBERÁ CONSTRUIR UN NUEVO TANQUE DE ALMACENAMIENTO PARA CUMPLIR CON LOS REQUERIMIENTOS DEL DISTRITO. 6 13,476

7 ALSACIA ANTIGUO 1,000 3,401 NO

EL TANQUE ALSACIA NO ES SUFICIENTE PARA LOS REQUERIMIENTOS DEL DISTRITO 7. EL VOLUMEN DE EXCESO DEL TANQUE AMBALÁ SE EMPLEA COMO VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO PARA EL DISTRITO 7.

8 MIROLINDO 1,000 1,542 SI SE PRESENTA DEFICIT DESDE EL AÑO INICIAL, SE DEBERÁ SUPLIR CON LA CONSTRUCCIÓN DE UN TANQUE DE ALMACENAMIENTO.

9 PICALEÑA 1,400 1,625 SI SE PRESENTA DEFICIT DESDE EL AÑO INICIAL, SE DEBERÁ SUPLIR CON LA CONSTRUCCIÓN DE UN TANQUE DE ALMACENAMIENTO.

10 AMBALÁ 10,000 5,162 NO EL VOLUMEN DEL TANQUE AMBALÁ ES SUFICIENTE PARA LOS REQUERIMIENTOS DEL DISTRITO 10. EL VOLUMEN DE EXCESO SE EMPLEA COMO ALMACENAMIENTO PARA EL DISTRITO 7.

12 2,624 SI ACTUALMENTE NO TIENE COBERTURA DEL IBAL.

4.1.5.2 Tabla 4-3 Comparación Volumen Requerido 2043 (RAS 2000) vs Capacidad

Actual - Año Final



VOLUMEN FUTURO

(m3)

VOLUMEN REQUERIDO



NUEVO 3,300 3,396 NO

CON LA PUESTA EN FUNCIONAMIENTO DEL TANQUE NUEVO DEL SECTOR BELEN AURORA ES SUFICIENTE PARA LOS REQUERIMIENTOS DEL DISTRITO 1 HASTA EL FINAL DEL PERIODO DE DISEÑO. NO ES NECESARIO POR 96 M3 UN TANQUE NUEVO.

2 CIUDAD LA POLA 3,000 2,527 NO ES SUFICIENTE PARA LOS REQUERIMIENTOS DEL DISTRITO 2 HASTA EL FINAL DEL PERIODO DE DISEÑO.

3 CERROGORDO 3,000 2,806 SI SE PRESENTA DEFICIT DESDE EL AÑO INICIAL, SE DEBERÁ SUPLIR CON LA CONSTRUCCIÓN DEL TANQUE SUR DE 1,000 M3.

4 LA 15 4,000 2,976 NO ES SUFICIENTE PARA LOS REQUERIMIENTOS DEL DISTRITO 4 HASTA EL FINAL DEL PERIODO DE DISEÑO.


4,678 NO

ES SUFICIENTE PARA LOS REQUERIMIENTOS DE LOS DISTRITOS 5 Y 5A. EL VOLUMEN DE EXCESO SE EMPLEA COMO VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO PARA EL TANQUE PIEDRAPINTADA. 5A 1,638

11 (5B)

10,000 6,117 SI

SE REQUIERE LA PROYECCIÓN DE UN TANQUE NUEVO QUE ADICIONALMENTE CONTEMPLE LA CAPACIDAD PARA SUPLIR EL DÉFICIT DE ALMACENAMIENTO DE LOS TANQUES MIROLINDO Y PICALEÑA.

6 BELEN LA POLA, PIEDRAPINTADA 8,000 13,776 SI SE DEBERÁ COMPENSAR EL DEFICIT CON LA CONSTRUCCIÓN DE UNA NUEVA ETAPA DEL TANQUE AMBALÁ PARA QUE SURTA EL DISTRITO 6.

7 ALSACIA ANTIGUO 2,500 6,562 SI

SE REQUIERE EL DISEÑO DE UN TANQUE NUEVO PARA FUNCIONAMIENTO EN PARALELO CON EL EXISTENTE, DE TAL MANERA QUE EL VOLUMEN SEA SUFICIENTE PARA LA REGULACIÓN DEL CONSUMO. EL RESTO DEL VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO REQUERIDO LO CONTENDRÁ EL TANQUE AMBALÁ EXISTENTE.

8 MIROLINDO 1,000 3,223 SI SE REQUIERE LA AMPLIACIÓN DE LA CAPACIDAD O LA CONSTRUCCIÓN DE UN TANQUE NUEVO QUE SUPLA EL DÉFICIT DE ALMACENAMIENTO.

9 PICALEÑA 1,400 3,119 SI SE REQUIERE LA AMPLIACIÓN DE LA CAPACIDAD O LA CONSTRUCCIÓN DE UN TANQUE NUEVO QUE SUPLA EL DÉFICIT DE ALMACENAMIENTO.










VOLUMEN FUTURO

(m3)

VOLUMEN REQUERIDO


10 AMBALÁ 10,000 5,686 NO

ES SUFICIENTE PARA LOS REQUERIMIENTOS DEL DISTRITO 10 HASTA EL FINAL DEL PERIODO DE DISEÑO. EL VOLUMEN DE EXCESO SE EMPLEARÁ COMO ALMACENAMIENTO DEL DISTRITO 7.

12

4,000 3,765 SI SE PRESENTA DEFICIT DESDE EL AÑO INICIAL, SE DEBERÁ SUPLIR CON LA CONSTRUCCIÓN DE UN TANQUE NUEVO.

De acuerdo con lo presentado en las tablas anteriores, se mencionan a continuación las necesidades identificadas en la evaluación de la capacidad de los tanques de almacenamiento existentes de acuerdo con las proyecciones de población y demanda: Distrito No 3 - Tanque Cerrogordo: Se presenta déficit en el volumen de almacenamiento

desde el año inicial hasta el final del periodo de diseño. Se requiere ampliar su capacidad o construir un tanque de almacenamiento nuevo que complemente el déficit de almacenamiento. La localización actual del tanque dificulta la posibilidad de ampliación dado que se encuentra en una zona completamente urbanizada.

Distrito No 11- Tanque Piedrapintada: Corresponde a un distrito nuevo, conformado con el objetivo de disminuir en parte el déficit del Tanque Piedrapintada y para cubrir la zona de expansión oriental de la ciudad en la zona denominada Parque Deportivo. Se requiere la proyección de un tanque nuevo que garantice el abastecimiento de la población actual y futura del sector.

Distrito No 6 - Tanque Piedrapintada: Es el distrito que más déficit de almacenamiento presenta, dado que cerca del 35% de la población actual de Ibagué se localiza en esta zona. Es necesario proyectar la ampliación o la construcción de un tanque nuevo que complemente las necesidades de almacenamiento y regulación del consumo de la población.

Distrito No 7 - Tanque Alsacia: Dado que la capacidad del Tanque Ambalá es suficiente para los requerimientos del Distrito No 10, el volumen de exceso es empleado como volumen de almacenamiento para el Distrito 7 y por tanto se considera que no existe déficit de almacenamiento actual. Sin embargo, dado que el volumen del tanque Alsacia existente es de 1,000 m3 se presenta insuficiencia en la capacidad para regulación del consumo horario del Distrito 7, por lo que el tanque se puede desocupar en algunos momentos del día y en consecuencia habrán deficiencias en el servicio. Por lo anterior se requiere la ampliación del tanque actual o la construcción de un tanque de almacenamiento para funcionamiento en paralelo con el actual, de tal manera que se logre un volumen adecuado para la regulación del consumo horario.

Distrito No 8 - Tanque Mirolindo: Se presenta déficit en el volumen de almacenamiento desde el año inicial hasta el final del periodo de diseño. Se requiere ampliar su capacidad o construir un tanque de almacenamiento nuevo que complemente el déficit de almacenamiento. El sector en el que se encuentra ubicado este tanque dificulta la posibilidad de ampliarlo por lo que se deben considerar otras alternativas.

Distrito No 9 - Tanque Picaleña: Se presenta déficit en el volumen de almacenamiento desde el año inicial hasta el final del periodo de diseño. Se requiere ampliar su capacidad o construir un tanque de almacenamiento nuevo que complemente el déficit de almacenamiento. El sector en el que se encuentra ubicado este tanque dificulta la posibilidad de ampliarlo por lo que se deben considerar otras alternativas.

Distrito No 12 - Zonas Sin Cobertura IBAL: Corresponde a la zona suroccidental de la ciudad de Ibagué que actualmente no cuenta con cobertura de servicio de acueducto por parte del IBAL. Estos sectores actualmente se alimentan por medio de acueductos comunitarios que








toman el agua de quebradas del sector y en la mayoría de los casos la distribución se realiza directamente a los usuarios sin ningún tipo de tratamiento.El IBAL a futuro deberá cubrir este sector por lo que se requiere la construcción de un tanque de almacenamiento con la capacidad suficiente para el suministro de agua potable.

4.1.5.3 Comparación Volumen Requerido Curvas de Consumo Horario y Capacidad Actual

De acuerdo con lo presentado en la Tabla 3-44 Volúmenes de Regulación Requeridos Método de la Curva Integral de Consumo, se observó que el volumen requerido por la curva de consumo para los Distritos 1, 2, 3, 4, 5, 5A, 8, 9 y 10, es menor que el volumen actual del tanque principal de almacenamiento (o tanque de distribución) del Distrito, lo que supone que el volumen actual es adecuado para el funcionamiento bajo las consideraciones realizadas acerca de la precisión en la estimación de las curvas de consumo horario. Es fundamental mencionar en este punto, que para la evaluación de los volúmenes requeridos de acuerdo con la curva de consumo horario se asumió que para cada uno de los tanques existentes evaluados, el caudal de entrada (alimentación) corresponde al Caudal Máximo Diario (QMD) del Distrito que es abastecido desde dicho tanque. Esta suposición deberá ser revisada en un estudio específico contratado por el IBAL, el cual no está incluido en la presente consultoría, que defina el comportamiento real de los consumos y las capacidades reales de las alimentaciones de tanques existentes, puesto que si el caudal de entrada es menor que el caudal QMD supuesto, el volumen de regulación requerido para la compensación de los consumos horarios será mayor y los volúmenes actuales podrían ser insuficientes para el funcionamiento adecuado de cada sistema. Así mismo, en la Tabla 3-44 Volúmenes de Regulación Requeridos Método de la Curva Integral de Consumo, se observó que para los Distritos 5B y 6 alimentados desde el Tanque Piedrapintada y para el Distrito 7 alimentado desde el Tanque Alsacia, el volumen de regulación requerido mediante la curva de consumo horario es mayor al volumen actual, lo que implica que el tanque se desocupa en más de un momento a lo largo del día ocasionando entrada de aire a la tubería de distribución y deficiencias en el suministro de agua, tanto en cantidad como en la presión de servicio a la población.

Es notable que para el tanque Piedrapintada la situación es muy crítica presentando un déficit de 77.6% del volumen actual. También es necesario mencionar que la situación de este tanque puede ser

aún más grave considerando que el caudal de entrada empleado en la evaluación es el QMD de los Distritos 5B y 6 para el año 2013 y el QMD del Distrito 6 para el año 2043, lo cual implica que si el

caudal de alimentación actual es inferior a 660 l/s el déficit de este tanque es mucho mayor al calculado en la Tabla 3-44 Volúmenes de Regulación Requeridos Método de la Curva Integral de

Consumo. ulación Requeridos Método de la Curva Integral de Consumo

DISTRITO TANQUE DE





2043 (m3)

4.1.5.4 Tanques de Almacenamiento a Diseñar.

De acuerdo con la evaluación presentada en los numerales anteriores y lo contenido en el Memorando Técnico C309-MT-04 "Análisis de Alternativas de Diseño", se estableció la








necesidad del diseño y construcción de cuatro tanques de almacenamiento que suplirán gran parte de las necesidades futuras del sistema de acueducto de Ibagué. Los Tanques a diseñar corresponden a los denominados Tanque Sur, Tanque Fiscalía, Tanque Boquerón y Tanque Alsacia.

4.1.6 Interconexiones entre Tanques

A continuación se describen las entradas y salidas de las redes matrices de conexión entre los tanques de almacenamiento existentes.

Tabla 4-4. Descripciones entradas y salidas de las redes de conexión entre los tanques existentes

TANQUE ENTRADAS SALIDAS

Tanque La Pola-Belén

De la planta la Pola 1 recibe agua tratada por dos de tres ramales de diámetro de 16” del tubo AC de 27” De la PTAP la Pola 2 recibe por un tubo de AC, diámetro de 16” proveniente de los 4 filtros nuevos De la PTAP la Pola 2 recibe por un tubo de AC, diámetro de 16” proveniente de los 4 filtros viejos De la PTAP la Pola 2 a través de una tubería metálica de diámetro de 12”. No se encuentra en funcionamiento actualmente.

Suministra agua al sistema de tanques Piedra-Pintada-Ambalá por una tubería con diámetro de 20” en fibra de vidrio. Suministra agua al Tanque de Interlaken por una tubería con diámetro de 18”. Suministra agua por una tubería de 20” que se divide en la calle 12 con carrera 4ª hacía los tanques Cerrogordo, la 15 e Interlaken.

Tanque La Pola-Ciudad

Recibe agua por uno de tres ramales en 16” del tubo de 27” que llega de la PTAP la Pola 1. De la PTAP la Pola 2 recibe agua por medio de una tubería de 14”, la cual se encuentra fuera de servicio.

Suministra agua al Distrito 2 por una tubería de 12”, la cual se ramifica unos metros más adelante en dos tuberías de distribución de 12” en AC. Suministra agua al Distrito 2 por una tubería de distribución en 14” de AC

Tanque Cerrogordo Recibe agua por una tubería en 12”, la cual justo antes del tanque se divide en dos tuberías de 8”.

Suministra agua al Distrito 3 por una tubería de 12” en AC. Suministra agua al tanque La Gaitana, con un sistema de bombeo 2 ½”.

Tanque La 29

Recibe agua tratada por una tubería de 24 y 16” en AC, proveniente del tanque Interlaken. Recibe agua a través de una tubería de 20 y 18” en AC, proveniente del tanque Interlaken.

Tubería de 18”, alimentación al Distrito5. Tubería de 6”, alimentación Distrito 5. Tubería de 8” hacia el tanque Mirolindo. Tubería de 8” hacía el Distrito 5. Tubería de 10”, que se bifurca en una de 10” y una de 8”, hacía el Distrito 5A. Dos tuberías de 10” hacia el tanque la 30.

Tanque La 30

Del tanque la 29, recibe agua por dos tuberías de 10” en AC.

Tubería de 14” en AC, alimentación Distrito 5. Tubería de 10” en AC hacía el tanque Mirolindo.








TANQUE ENTRADAS SALIDAS

Tanque la Interlaken

Recibe agua por una tubería de 16” de AC proveniente del punto conocido como la Carrera 4 con calle 12 donde se ramifica el agua proveniente del tanque La Pola –Belén. Actualmente está fuera de servicio. Del tanque La Pola-Belén recibe agua por medio de una tubería de 16” en AC.

Suministra al tanque la 29 por una tubería de 20” en AC. Suministra al tanque la 20 por una tubería de 20” American Pipe. Tiene una salida de 16” en AC conectada al tubo de 16” proveniente del tanque la 15. Se encuentra fuera de servicio.

Tanque la 15

Recibe agua tratada por una única entrada de 14” en AC, proveniente del punto de derivación (Carrera 4 con calle 12) donde se ramifica el agua que llega del tanque la Pola-Belén.

Suministra agua al Distrito 4 a través de una tubería de 16” en AC.

Tanque Piedrapintada

Recibe agua por una tubería de 16” en hierro dúctil, proveniente del punto conocido en la Avenida Ambalá con Calle 70 donde se ramifica el agua de la conducción La Pola-Ambalá. Tiene otras dos entradas a partir de los tanques de la 29 y la 30, las cuales no están en operación. Una de 12” y otra de 16”, las dos en AC.

Tubería de 16” en hierro dúctil, alimentación Distrito 6N. Tubería de 8” en AC, alimentación Distrito 6, Topacio. Tubería de 10” en AC, alimentación Distrito 6, Jordán. Tubería de 6” en PVC, alimentación Distrito 6, Simón Bolívar. Tubería de 12” en AC, alimentación Distrito 6, Ambalá. Tubería de 10” en AC, alimentación Distrito 6, Ambalá.

Tanque Picaleña Recibe agua por una conducción con

diámetros de 8” y &” en AC desde Mirolindo.

Tubería de 8” PVC, alimentación al Distrito 9, sector Américas. Tubería de 8” PVC, alimentación al Distrito 9, sector Los Tunjos. Tubería de 6”, PVC Club cañas Gordas. Tubería de 8” en AC, sector Picaleña.

Tanque Belén-Aurora De la PTAP la Pola 1 recibe agua a través de

una tubería en AC de 16” por bombeo.

Tubería de 12” en AC, alimentación Distrito 1. Tubería de 4” en AC, alimentación Distrito 1. Tubería de 16” en AC, lavado de los filtros PTAP La Pola 1. De esta, sale un ramal de 3”, que suministra al sector de La Coqueta y parte del Distrito 1.

Tanque Mirolindo

Recibe agua por medio de una conducción expresa de 10” que luego se reduce a 8” en AC. Recibe agua a través de una tubería de 8”.

Conducción expresa de 8” en AC hacia el tanque Picaleña. Tubería de 8” en AC, alimentación al Distrito 8. Tubería de 2” PVC para Industrias Aliadas. Tubería de 4” PVC para la venta de agua en bloque a la vereda Aparco. Tubería de 3” PVC que surte el sector Altos del Combeima. Tubería de 12” en Hierro Dúctil, alimentación sector Picaleña.

Fuente: Informe Control de Nivel y Balance de Tanques, FLUIDIS 2003








En términos generales, el estado actual de las redes de interconexión existentes es aceptable y en todo caso, su estudio detallado y el diseño de las intervenciones que pudieran ser requeridas se encuentra fuera del alcance de la presente consultoría.

4.1.6.1 Tuberías de Interconexión a Diseñar

En el Memorando Técnico C309-MT-04 "Análisis de Alternativas de Diseño", se identificaron los componentes del sistema a diseñar dentro del alcance de la presente consultoría. Dentro de estos, se incluye el diseño de las redes de interconexión necesarias para garantizar los caudales de entrada requeridos por los cuatro tanques de almacenamiento proyectados (Sur, Fiscalía, Boquerón y Alsacia). De acuerdo con la alternativa general de diseño recomendada (ver documento C309-MT-04), las interconexiones requeridas corresponden a las siguientes:

Tubería de Aducción fuente Cocora desde el K4+700 hasta la futura PTAP Boquerón. El K0+000 corresponde a la salida del sistema desarenador de la fuente Cocora. Funcionamiento por gravedad.

Línea de Interconexión La Pola - Tanque Sur - Tanque Fiscalía.

Línea de interconexión Tanque Sur - Tanque Boquerón. Funcionamiento por bombeo.

Línea de Interconexión Tanque La 29 - Tanque La Fiscalía.

Línea de Interconexión Tanque Ambalá - Tanque La Fiscalía.








5 LEVANTAMIENTOS TOPOGRAFICOS

Los levantamientos topográficos que se desarrollaron dentro de un trabajo de diseño son el pilar sobre el cual se sostiene todo el proyecto, por esta razón la topografía debe ser un trabajo realizado por un topógrafo calificado con equipos de última tecnología y con procedimientos que aseguren la completa confiabilidad de la información levantada. Para iniciar los levantamientos se seleccionaron puntos con coordenadas IGAC o conocidas y se escogió un punto con cota sobre el nivel del mar que puede ser uno de los de coordenadas. Estos puntos obedecen a los resultados de la topografía entregada por el IBAL elaborada mediante el contrato de prestación de servicios No. 072 de septiembre 17 de 2010 y de las cuales tiene plena certeza en coordenadas y cota.

5.1 Equipo de Trabajo EL trabajo de campo fue desarrollado por dos comisiones de Topografía conformadas de la siguiente forma: Comisión 1:

Topógrafo: Alirio Chinchilla

Cadenero 1: José Ariel Cuervo Ramírez

Cadenero 2: John Edgardo Rodríguez Leal

Conductor: Rodolfo Martínez Tello

Comisión 2:

Topógrafo: Carlos Hernando Ríos Ferreira

Cadenero 1: German Rueda

Cadenero 2: Johnathan Paramo

Conductor: Edwin Carrillo

Todo el trabajo fue supervisado por dos (2) Ingenieros del Consorcio uno como líder con experiencia de más de 15 años en el control de los trabajos y las labores de campo. Supervisión:

Ing. Miguel Ángel González (Líder)

Ing. María Camila Perdomo (Apoyo)

En el Anexo 4 se presentan copia de las matriculas profesiones de los topógrafos.

5.2 Sistema De Referencia Topográfico Como primer paso fundamental, se definió el sistema de coordenadas para el proyecto, en este caso se creó un origen cartesiano acorde con el sistema de coordenadas planas de Gauss Kruger que aplica en el área: Origen Bogotá. Desde el año 2004 se utiliza en Colombia el nuevo Datum MAGNA (MArco Geocéntrico NAcional) que es una densificación del SIRGAS (SIstema de Referencia Geocéntrico para las AméricaS) basado en el elipsoide WGS84 (World Geodetic System 1984) equivalente al elipsoide GRS80 (Geodetic Reference System 1980) totalmente compatible con la








tecnología GNSS (Global Navigation Satellite System) a diferencia del anterior Datum BOGOTA basado en el elipsoide Internacional de Hayford 1924 que es totalmente incompatible con la tecnología satelital.

ELIPSOIDE GEOIDE

Figura 5-1 Modelo para representar la superficie terrestre

La Figura 5-1 Modelo para representar la superficie terrestre muestra una comparación entre el elipsoide y el geoide que permiten representar puntos sobre la tierra. El elipsoide es una superficie matemática perfecta y el geoide es una representación irregular de la superficie de la tierra basada en las variaciones de gravedad que permite determinar la elevación sobre el nivel del mar en cualquier punto. En la figura inferior, h es la altura de un punto con respecto al elipsoide (altura elipsoidal), N es la altura del geoide respecto al elipsoide (ondulación del geoide) y H es la altura del punto con respecto al geoide (llamada altura ortométrica). Tanto h como N son perpendiculares al elipsoide de referencia, mientras que H es la altura medida a lo largo de la línea de plomada (perpendicular al geoide y cuya curvatura ha sido exagerada en la figura). En Colombia se utilizan dos tipos de proyecciones de coordenadas geográficas o elipsoidales a planas:

Planas de Gauss-Krüger: o Transversa de Mercator, es una proyección del elipsoide sobre un cilindro, que genera una franja en sentido Sur-Norte, para mantener una precisión adecuada el ancho de la franja es limitado y por lo tanto para abarcar todo el país se han definido 5 franjas verticales cada una con un origen E=1.000.000 m y N=1.000.000 m.








Planas Cartesianas: es una proyección del elipsoide sobre un plano ubicado sobre la altura promedio del sitio que se quiere representar, se trata de un sistema de coordenadas mucho más preciso que el anterior y se utiliza para elaborar cartografía con escalas grandes (1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500). Es el sistema indicado para realizar trabajos topográficos. En la ciudad de Bogotá la proyección plana Cartesiana tiene origen

E=92334.879 m (Longitud==74°08’47.73”), N=109320.965 m (Latitud==4°40’49.75”) y el plano de proyección se encuentra a un altura de 2550 m.

GAUSS-KRUGER CARTESIANAS

Figura 5-2 Sistemas d oordenadas planas, solo las cartesianas aplican en topografía

Tabla 5-1 Los 5 orígenes de coordenadas Gauss-Kruger para Colombia

Los orígenes cartesianos en Colombia son muchos, debería existir uno prcada ciudad del país para poder realizar trabajos topográficos de precisión.








Figura 5-3 Orígenes de cordenadas Gauss Kruger para Colombia

Existen dos tipos de procesos que se ejecutan sobre los sistemas de coordenadas, uno es la proyección que consiste en convertir las coordenadas geográficas en planas, y el otro es la transformación, que consiste en pasar las coordenadas de un Datum a otro. En conclusión, se creó para el proyecto un PLANO CARTESIANO con origen en la placa en la Universidad del Tolima posicionado con tecnología GPS (Global Positioning System).

5.2.1 Puntos Certificados de Amarre

El Instituto Geográfico Agustín Codazzi (IGAC) cuenta con una Red de Estaciones GNSS (Global Navigation Satellite System) de funcionamiento continuo denominada MAGNA-ECO (Marco Geocéntrico Nacional de Referencia - Estaciones Continuas) integrada por 34 dispositivos de última tecnología que cubren la mayor parte del territorio nacional. La operabilidad de MAGNA-ECO se fundamenta en la contribución voluntaria de más de 30 institutos y universidades que han instalado las estaciones y se ocupan de su operación adecuada para ponerlas a disposición del centro de análisis del IGAC. La red MAGNA-ECO de Colombia hace parte de la red de las Américas denominada SIRGAS-CON.








Figura 5-4 Redes de etciones continúas MAGNA-ECO del IGAC y SIRGAS-CON

La información rastreada por las diferentes estaciones es proporcionada en formato RINEX (Receiver Independent Exchange Format) a los usuarios de forma gratuita, esta se recopila cada 24 horas en intervalos de muestreo de 15 segundos. Las estaciones están programadas para generar estos archivos desde las 00:00:00 horas UTC (Tiempo Universal Coordinado) que corresponde a las 7:00:00 pm tiempo local para Colombia hasta las 6:59:45 pm del día siguiente. Otras entidades como INGEOMINAS y la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá (EAAB) también instalaron y operan estaciones continuas GNSS, algunas de las cuales están registradas dentro de la red SIRGAS-CON. Durante los últimos años, el IGAC, utilizando como base la red MAGNA-ECO ha instalado puntos de referencia en cada uno de los departamentos de Colombia, denominados comúnmente "Placas IGAC". El IGAC expide certificaciones de las placas a la época 1995.4, mientras que las estaciones continuas tienen coordenadas que se calculan semanalmente y cuyos datos pueden ser consultados en la página del SIRGAS (Sistema de Referencia Geocéntrico para Las Américas) www.sirgas.org.

5.3 PRECISIONES Los trabajos de topografía cumplen con los siguientes requisitos:

http://www.sirgas.org/








5.3.1 Planimetría

Se construyeron poligonales con Estación Total partiendo de puntos materializados con coordenadas conocidas de levantamientos existentes, del IGAC o posicionados con GPS doble frecuencia en modo estático. El error de cierre longitudinal mínimo admisible fue de 1:20.000, es decir, 10 centímetros cada 2 kilómetros. Se utilizaron también equipos GPS en modo RTK, realizando previamente pruebas de precisión en el área de trabajo contra estación total. (Ver anexo 05)

5.3.2 Altimetría

Se construyeron circuitos de nivelación geométricos con nivel de precisión automático o electrónico en zonas planas y circuitos de nivelación trigonométrica con estación total en zonas muy empinadas, en todo caso, en donde fue posible, se realizaron chequeos comparando las cotas geométricas y trigonométricas, las diferencias no superaron los 3 centímetros. El error de cierre máximo admisible para nivelaciones de precisión fue de 4 mm por la raíz cuadrada de la distancia nivelada en kilómetros. Se utilizaron también equipos GPS en modo RTK, realizando previamente pruebas de precisión en el área de trabajo contra nivelación geométrica y trigonométrica.

5.4 EQUIPOS DE MEDICION Se presentan las certificaciones de calibración de todos los equipos utilizados dentro de los últimos 3 meses. Los equipos empleados fueron los siguientes:

5.4.1 Posicionamiento de Puntos con GPS

Se utilizaron equipos GNSS (Sistema Global de Navegación por Satélite) multifrecuencia (L1, L2, L5, etc.) y multiconstelación de satélites (GPS, GLONASS, GALILEO) de precisión milimétrica en postproceso y centimétrica en tiempo real RTK.








Figura 5-5 Equipos GP e alta precisión a utilizar para posicionamiento de puntos

5.4.2 Planimetría

Se utilizaron Estaciones Totales marca LEICA, NIKON y TOPCON con precisiones en distancia de milímetros y precisiones angulares de 5 segundos.

Figura 5-6 EstacionsTtales utilizadas para planimetría

5.4.3 Altimetría

Se utilizaron Niveles de Precisión Automáticos o Electrónicos para realizar nivelaciones geométricas y las estaciones totales antes mencionadas para realizar nivelaciones trigonométricas pero solamente si los deltas de las poligonales poseen cotas geométricas.








Figura 5-7 Niveles ePecisión Automático y Electrónicos

5.5 METODOLOGIA LEVANTAMIENTOS GNSS En los sitios en donde no se encuentran placas de arranque con coordenadas certificadas por el IGAC para realizar los amarres topográficos, se materializaron puntos mediante placas de bronce o aluminio previamente marcadas e instaladas sobre mojones de concreto o incrustadas en sardineles. El procedimiento para posicionamiento GNSS de estos puntos es el que aparece en el diagrama de la página siguiente.

Figura 5-8 Ejemplo Placas de Referencia Topográficas en Aluminio y en Bronce.

5.6 PRODUCTOS DE LOS LEVANTAMIENTOS Los levantamientos topográficos de corredores o áreas de diseño incluyeron absolutamente todos los detalles que se encuentran en terreno: edificaciones, muros, cercas, sardineles, sumideros, tapas de pozos de inspección, postes, quebradas, cámaras telefónicas, cajas de energía, redes de gas, líneas de transmisión de energía, viaductos, pontones, canales, puentes, esquinas, separadores viales, andenes, paramentos, límites de predios, sondeos geotécnicos, etc.








Figura 5-9 Ejemplo de un Topografía de Detalle con Radiación de Detalles y Secciones Transversales

Los levantamientos topográficos de detalle se realizaron con radiación de detalles con una densidad tal que permiten generar curvas de nivel cada 20 centímetros y con secciones transversales cada 50 metros con un ancho determinado por las construcciones encontradas, es decir, de paramento a paramento y para el levantamiento de la aducción el corredor es de 30 metros e incluye todos los accidentes topográficos que se encuentran.

5.6.1 Carteras electrónicas en formato “txt” y “raw”

Las carteras electrónicas contienen las medidas realizadas con la estación total: puntos de armado y puntos visados, ángulos horizontales y verticales, distancias horizontales e inclinadas, alturas instrumentales y del prisma.

5.6.2 Dibujo en AutoCAD de la topografía

Se entregó en formato AutoCAD 2012, este archivo contiene la totalidad de los puntos levantados y es tridimensional, esto quiere decir que los puntos están elevados y las líneas son dibujadas como “3DPOLY”, no se elabó dibujos planos porque la información se requiere para generar modelos de elevación. Los bloques y todos los objetos estarán agrupados por capas según su tipo. Para las capas y sus colores se utilizó las definiciones que utiliza la Consultoría para la elaboración de planos. En el Anexo 6 se presentan las fichas de identificación de los mojones para el posterior replanteo de la obras. En el Anexo 7 se presentan las carteras topográficas y en el anexo 21 se presenta el plano topográfico respectivo.








6 DEFINICIÓN DE LAS ALTERNATIVAS DE DISEÑO

En el documento C309-MT-04 "Análisis de Alternativas de Diseño", anexo a este informe se presentó el análisis de alternativas de solución a las necesidades identificadas a nivel general para el sistema de acueducto de la ciudad de Ibagué, describiendo los componentes a diseñar en cada una de ellas. En dicho informe se concluyó a partir del análisis de costos y el análisis de ventajas y desventajas, que la alternativa de diseño recomendada corresponde a la combinación en el tiempo de la Alternativa 2 y la Alternativa 1, considerando que la Alternativa 2 es funcional en el corto plazo y la Alternativa 1 es operativa en el largo plazo, dado que depende de la culminación y puesta en servicio de la tubería de aducción desde la fuente Cócora hasta el lote de la PTAP Boquerón.

Figura 6-1 Alternativa Diseño Recomendada Sistema de Acueducto

A continuación, se desarrolló el análisis de alternativas de diseño particular para el sistema abastecimiento matriz de agua potable al sector sur de la ciudad de Ibagué, que se compone de la Optimización De Los Desarenadores en la Bocatoma del rio Cócora, la Interconexión desde los Desarenadores hasta la Aducción, la línea de Aducción desde el K4+700 hasta la PTAP Boquerón, la Conducción desde el K12+044 de la Aducción hasta la PTAP La Pola, la Interconexión desde el Tanque Ciudad hasta el Tanque Sur y por último la Conexión del Tanque Sur al Distrito No. 3.








6.1 Metodología de cálculo hidráulico En el presente numeral se explica la metodología de cálculo hidráulico utilizada, con el cual se determinaron las alternativas de diseño.

6.1.1 Teoría de la Sedimentación

Para determinar la velocidad de sedimentación de la partícula se utiliza el modelo desarrollado por Hazen y Stokes, definida por la Ecuación 6-1 (López Cualla, 2003).

Ecuación 6-1

En donde: Velocidad de sedimentación de la partícula (cm/s)

Aceleración de la gravedad (981 cm/s²) Peso específico de la partícula (arenas 2.65)

Peso específico del fluido (agua 1.00)

Viscosidad cinemática del fluido (cm²/s)

La viscosidad cinemática del fluido está definida por la temperatura del agua, según se relaciona en la Tabla 6-1.

Tabla 6-1: Viscosidad cinemática del agua (López Cualla, 2003)

Viscosidad Cinemática del Agua

Temperatura (°C)

µ (cm2/s) Temperatura

(°C) µ (cm2/s)

0 0.01792 18 0.01059

2 0.01763 20 0.01007

4 0.01567 22 0.00960

6 0.01473 24 0.00917

8 0.01386 26 0.00876

10 0.01308 28 0.00839

12 0.01237 30 0.00804

14 0.01172 32 0.00772

15 0.01146 34 0.00741

16 0.01112 36 0.00713 La partícula con diámetro d con una trayectoria crítica es aquella que recorre una longitud, L y una altura, H como se muestran en la Figura 6-2, con un componente de velocidad horizontal, Vh, y velocidad vertical, Vo, con un tiempo de recorrido, t. Por lo tanto, toda partícula con velocidad, Vs, igual o menos a Vo, será removida (López Cualla, 2003).








Figura 6-2 Trayectorias de partículas en el sedimentador (Modificada de López Cualla, 2003)

La velocidad de la partícula crítica se define con la Ecuación 6-2 (López Cualla, 2003). La velocidad horizontal Vh está definida por la Ecuación 6-2.

Ecuación 6-2

Donde Vo está determinada con la Ecuación 6-3 (López Cualla, 2003).

Ecuación 6-3

En donde: El caudal El área superficial

La velocidad horizontal debe ser menor que la velocidad de arrastre de la partícula, Vr Ecuación 6-3 (López Cualla, 2003), con el fin de evitar la resuspensión de éstas.

Ecuación 6-4

En donde (López Cualla, 2003): 0.04, en el caso de arenas, y 0.03.

6.1.2 Periodo de Retención

El periodo de retención está definido por la Ecuación 6-5 (López Cualla, 2003).

Ecuación 6-5

H

B L

h








En donde:

Número de Hazen

El factor o el Número de Hazen se determina por medio de la Tabla 6-2 Número de

Hazen (López Cualla, 2003). .

Tabla 6-2 Número de Hazen (López Cualla, 2003).

Condiciones Remoción (%)

87.5 80.0 75.0 70.0 65.0 60.0 55.0 50.0

n=1 7.00 4.00 3.00 2.30 1.80 1.50 1.30 1.00

n=3 2.75 1,66 0.76

n=4 2.37 1.52 0.73

Máximo Teórico 0.88 0.75 0.50

El grado del desarenador, n, califica la eficiencia de las pantallas deflectoras, definidas así (López Cualla, 2003).

: Deflectores deficientes o ausencia de ellos : Deflectores regulares : Deflectores buenos

: Deflectores muy buenos : Caso teórico

6.1.3 Vertederos

La calibración de un vertedero rectangular sin contracciones por la Ecuación 6-6 (López Cualla, 2003).

Ecuación 6-6

Teniendo un coeficiente de descarga, μ, de 0.60.

Dada esta ecuación y conociendo las características físicas del vertedero, se procede al cálculo de la lámina de agua sobre el vertedero,Ecuación 6-7.

Ecuación 6-7

6.1.4 Pantallas Deflectoras

Las pantallas deflectoras tienen como fin la distribución uniforme de las líneas de flujo, donde el agua pasa con un régimen de velocidades adecuado para no crear vórtices ni cortos circuito, y permitan una adecuada sedimentación. Estas pantallas deben diseñarse de tal manera que la velocidad de paso a través de los orificios sea inferior a 0.20 m/s. De acuerdo a este parámetro, la pantalla deflectora se








diseña de acuerdo a la Ecuación 6-8 y Ecuación 6-9, teniendo en cuenta que los orificios de ésta, pueden ser cuadrados, circulares o rectangulares (Corcho y Duque, 1993).

Ecuación 6-8

Ecuación 6-9

En donde: Caudal Velocidad Área efectiva de la pantalla Área de cada orificio

6.1.1 Pérdidas de Energía por Fricción

Para describir matemáticamente el movimiento de un fluido dentro de una tubería se debe hacer referencia a: el principio de trabajo energía, la ecuación de continuidad y los principios y ecuaciones de resistencia fluida. La ecuación de trabajo energía para el movimiento en una tubería de un fluido incompresible se encuentra en la Ecuación 6-10 (Street, et all. 1996).

fhg

vpz

g

vpz

22

2

222

2

111

Ecuación 6-10

Donde z representa la altura, p la presión, v la velocidad, γ el peso específico del fluido, g la gravedad y hf las perdidas por fricción. Estas pérdidas por fricción pueden ser expresadas según la ecuación de Darcy-Weisbach, Ecuación 6-11(Street, et all. 1996).

h fl

d

v

gf

2

2

Ecuación 6-11

Donde fes el factor de fricción, l corresponde a la longitud de la tubería, d corresponde al diámetro de la tubería, v es la velocidad y g es la gravedad. Gracias al análisis dimensional desarrollado simultáneamente por los ingenieros Henry Darcy en Francia y JuliusWeisbach en Alemania, con el cual se obtuvo la Ecuación 6-11. Se encuentra que f está en función del número de Reynolds (Re) y la rugosidad relativa (Ks/d). Por lo cual dependiendo del régimen de flujo presente en la tubería y sus propiedades su valor cambia, se estableció que para el flujo laminar, las pérdidas por fricción sólo dependen del tipo de flujo y no de las propiedades de la tubería. El factor de fricción para flujo laminar se encuentra en la Ecuación 6-12.








f 64

Re

Ecuación 6-12

Donde R es el número de Reynolds, el cual es un indicador adimensional para describir el régimen de flujo presente al interior de la tubería. Este se deduce de la teoría de similitud de fuerzas, para relacionar las fuerzas inerciales con las viscosas. Este se encuentra en la Ecuación 6-13 (Street, et all. 1996).

Re v d

Ecuación 6-13

Donde ves la velocidad, d en tuberías representa en diámetro, ρ corresponde a la densidad y µ corresponde a la viscosidad del fluido. Mediante experimentación se encuentra que los Números de Reynolds altos (Re> 5000) corresponden al régimen de flujo turbulento donde predominan las fuerzas inerciales. Los Números de Reynolds bajos (Re< 2200) corresponden al régimen de flujo laminar donde predominan las fuerzas viscosas (Saldarriaga, 2007). Entre los dos regímenes se encuentra la zona de transición. Durante mucho tiempo para el cálculo del valor del factor de fricción se utilizaron los diagramas realizados experimentalmente, primero fue el diagrama realizado por el ingeniero alemán Johann Nikuradse, el cual relacionaba al número de Reynolds y la rugosidad relativa, con el factor de fricción, en sus experimentos Nikuradse construyó sus propias tuberías, forrando su interior con distintos tamaños de grano de arena para simular irregularidades continuas sobre la pared de la tubería. Luego el ingeniero norteamericano Lewis F. Moody desarrollo su diagrama utilizando las tuberías comerciales más utilizadas en su época (1944) para tuberías comerciales. Luego de lo cual los desarrollos de Ludwig Prandtl y Theodore von Karman dedujeron las ecuaciones para el factor de fricción para el régimen de flujo turbulento, encontrando ecuaciones para el flujo turbulento hidráulicamente liso y el flujo turbulento hidráulicamente rugoso en la Ecuación 6-14 y en la Ecuacón 6-15 respectivamente (Saldarriaga, 2007).

12 0810

ff log Re .

Ecuación 6-14

12 11410

f

d

Ks

log .

Ecuacón 6-15

Por úlimo, los investigadores ingleses C. F. Colebrook y H. White estudiaron en detalle el flujo transaccional, encontrando una ecuación general para determinar el factor de fricción en flujo turbulento, la cual se muestra en la Ecuación 6-16 (Saldarriaga, 2007).








12

37

2 5110

f

k

d f

s

log

.

.

Re

Ecuación 6-16

6.1.2 Rugosidd de los materiales

Según el RAS 2000, el coeficiente de rugosidad absoluta es una medida de la rugosidad de una superficie, que depende del material y del estado de la superficie interna de una tubería. Este parámetro representa el efecto friccional del contorno del conducto sobre el flujo. En la Tabla 6-3. Rugosidad Absoluta de Materiales de Interés.se presentan los valores del RAS para los materiales de interés del presente diseño.

Tabla 6-3. Rugosidad Absoluta de Materiales de Interés.

Material Rugosidad absoluta Ks (mm)

Tubería de Cilindro de Hormigón (CCP) 0.12

Acero 0.9 - 9

PVC 0.0015

Hierro Dúctil (HD) 0.25 * *depende del Recubrimiento interior

Hierro Dúctil Revestido de Concreto (HD C) 0.12

Cabe destacar que la norma establece que cuando la tubería esté revestida internamente, se debe tomar el valor de rugosidad absoluta del material de revestimiento.

6.1.3 Pérdidas Menores

Adicionalmente a la pérdida de energía por fricción que se presenta en el movimiento del agua en una tubería, al tener una red de acueducto que consta no solo de tuberías sino de gran cantidad de elementos adicionales, llamados accesorios (uniones, tees, codos de distinto ángulo, cruces, válvulas, etc.), la presencia de estos elementos genera pérdidas de energía las cuales se conocen como pérdidas menores. La Ecuación 6-17 muestra la forma para calcular este tipo de pérdidas (Saldarriaga, 2007).

h Kv

gm m 2

2

Ecuación 6-17

Donde K es un coeficiente que depende del tipo de accesorios presentes en el tramo de red, v es la velocidad del flujo y g es la gravedad.








6.1.4 Línea de Gradiente Hidráulico (LGH)

A partir de la ecuación de trabajo energía (Ecuación 6-18) para el movimiento de un fluido incompresible en una tubería se pueden determinar:

Línea de energía o Línea de Gradiente Hidráulico (LGH): Línea o elevación obtenida como la suma de la cabeza de velocidad, la cabeza de presión, y la diferencia de altura topográfica respecto a un datum o nivel de referencia (RAS, 2000).

Línea piezométrica: Línea o elevación obtenida de la suma de la cabeza de presión y la diferencia de altura topográfica respecto a un datum o nivel de referencia (RAS, 2000).

Línea de Energía Total: Corresponde a la línea de energía o LGH sumada a las pérdidas por fricción y menores.

La LGH permite apreciar el efecto de las pérdidas por fricción y pérdidas menores, causadas por la tubería y los accesorios, sobre la energía total del agua. Ver Figura 6-3 Energía en Tuerías Simples a Presión.

Figura 6-3 Energía en Tuerías Simples a Presión.

6.1.5 Modelación Hidráulica

Una red cerrada se define como un conjunto de tuberías unidas en las que se presenta un circuito cerrado o ciclo en su interior, esto es que el agua puede tomar al menos dos caminos por tuberías distintas para viajar de un punto de la red a otro. El objetivo de este tipo de red es lograr algún grado de redundancia que aumente la confiabilidad del abastecimiento (Saldarriaga 2007). Esto se presenta en el conjunto generado por la red matriz de distribución y la red menor de distribución. Para facilidad en el análisis hidráulico se considera que una red cerrada está conformada principalmente por tuberías y por nodos, los nodos representan los puntos donde se unen








dos o más tuberías. Otros elementos como válvulas, embalses, bombas, etc., se representan de forma especial dependiendo del método que se seleccione para su análisis. Para describir el comportamiento del agua dentro de una red cerrada todos los métodos de análisis deben cumplir con las condiciones de: flujo permanente, balance de masa y conservación de la energía. La condición de flujo permanente significa que en todo momento las redes que se analizan deben mantenerse presurizadas. El cumplimiento de la ecuación de balance de masa en la red de distribución se expresa con la Ecuación 6-18. (Saldarriaga, 2007)

Q Qijj

NT

Di

i

1

0

Ecuación 6-18

Donde Qj representa el caudal que pasa por la tubería que va del nodo i hacia el nodo j, QDi es el caudal que es consumido en el nodo i y NTi es el número de tuberías en la red. La Ecuación 6-18 puede ser planteada también como se muestra en la Ecuación 6-20 (Saldarriaga, 2007).

H Hf ijj

NT

m ijj

NTi i

1 1

0

' ' Q

gAK f

l

d

ij

ij

m ij ij

ij

ijj

NT i2

21 2

0

'

Ecuación 6-19

Donde N’i es el número de tuberías del circuito i, Qij es el caudal de la tubería que va del nodo i al nodo j, g es la gravedad, Aij es el área transversal de la tubería que va del nodo i al nodo j, Hi representa la altura de presión en el nodo i, Hj representa la altura de presión en el nodo j, Km representa las pérdidas menores presentes de la tubería que va del nodo i al nodo j, fij representa el factor de fricción de la tubería que va del nodo i al nodo j, lij representa la longitud de la tubería que va del nodo i al nodo j y dij representa el diámetro de la tubería que va del nodo i al nodo j. Esta forma de la ecuación de conservación de masa se conoce como la ecuación de caudal de la red. En total se tendrán NC ecuaciones de este tipo, siendo NC el número de circuitos en la red. El cumplimiento de la ecuación de conservación de la energía en la red se expresa mediante la Ecuación 6-20 es el caudal de la tubería que va del nodo i al nodo j, g es l. (Saldarriaga, 2007).

Q g AH H

K fl

d

H Hij ij

j i

m ij

ij

ij

j i

2 0 5

0 5

.

.

Ecuación 6-20

Donde Qj es el caudal de la tubería que va del nodo i al nodo j, g es la gravedad, Aij es el área transversal de la tubería que va del nodo i al nodo j, Hi representa la altura de presión en el nodo i, Hj representa la altura de presión en el nodo j, Km representa las








pérdidas menores presentes de la tubería que va del nodo i al nodo j, fij representa el factor de fricción de la tubería que va del nodo i al nodo j, lij representa la longitud de la tubería que va del nodo i al nodo j y dij representa el diámetro de la tubería que va del nodo i al nodo j. En una red cerrada se tendrán (NU – 1) ecuaciones de este tipo, siendo NU el número de nodos de la red, para resolver este tipo de ecuaciones se debe conocer al menos el valor de la altura de presión en un nodo, de lo contrario se puede suponer un valor inicial cualquiera para iniciar el cálculo, dado que su valor no afectan la distribución de caudal, se debe tener en cuenta que estas ecuaciones no son lineales (Saldarriaga, 2007). Con lo cual se tiene en total NC + (NU – 1) ecuaciones, sin embargo no pueden ser resueltas de forma directa por su naturaleza no lineal. Históricamente, se han desarrollado diferentes métodos para la solución de este sistema de ecuaciones para el análisis y diseño de redes cerradas, lo cuales se presentan a continuación:

Hardy – Cross con corrección de caudales en los circuitos.

Hardy – Cross con corrección de cabezas en los circuitos.

Método de Newton – Raphson.

Método de la Teoría Lineal.

Método del Gradiente Hidráulico.

La metodología de análisis de redes cerradas más utilizada es el Método del Gradiente Hidráulico, dado que es el más eficiente en la solución del sistema de ecuaciones, razón por la cual fue utilizado dentro de los programas de modelación hidráulica más utilizados actualmente. Un modelo matemático de una Red de Distribución de Agua Potable (RDAP) es la simulación matemática de los diferentes elementos que conforman un sistema de acueducto, como: tuberías, accesorios (tees, codos, cruces, reducciones, etc.), bombas, válvulas, tanques y embalses, mediante algún programa de computador que permita realizar el cálculo del estado (presiones y caudales) sobre estos elementos durante un periodo estático para ver el comportamiento instantáneo de la red (utilizado para la red matriz y la red menor de distribución) o durante un periodo de tiempo extendido (como el utilizado en la red matriz de conducción), normalmente veinticuatro horas, normalmente estos programas emplean algún método de análisis. Sin embargo, el uso de modelos hidráulicos debe realizarse teniendo en cuenta que un modelo trata de asemejarse a la realidad, el grado de semejanza que presenta un modelo depende del grado de pericia en el manejo del programa de modelación y de la experiencia del modelador, además de la calidad de la información recopilada en campo, como topología, elevación de todos los elementos, mediciones de caudales de entrada y salida, medición de consumos de usuarios. Los modelos hidráulicos se realizaron mediante el programa WaterGEMs de la casa Bentley, el cual utiliza las ecuaciones de fricción de Darcy-Weisbach junto a la de Colebrook–White siguiendo el método del gradiente. Este programa permite de una forma esquemática (muy detallada) construir un modelo de la red o de la línea a diseñar. El programa WaterGEMs se alimenta con:








Topología de la red (tubos y accesorios; y su forma de conexión)

Topografia (elevación de los elementos)

Parametros físicos (rugosidad del material, diámetros, pérdidas menores, etc.)

Demandas (asignación del consumo estimado)

Las limitantes del programa dependen de la cantidad de tuberías que se quieran modelar (debido a que las licencias del programa solo permiten un cierto numeró de tuberías en conexión) y las propias de las ecuaciones utilizadas. Sin embargo, este programa gracias a su motor matemático permite resultados muy precisos. El resultado del programa es un modelo, conformado por un paquete de archivos y una base de datos, visible únicamente desde el programa, donde se pueden apreciar los resultados de caudal por la tubería y presión en cada nodo gráficamente, por superficies o en tablas.

6.2 Alternativas Tubería de interconexión Sur – Fiscalía.

6.2.1 Alineamiento

La tubería de Interconexión Sur – Fiscalía, parte desde el Tanque Sur y llega hasta el Tanque Fiscalía. Será una tubería de conexión expresa de 20 pulgadas sin derivaciones intermedias. Tendrá una longitud aproximada de 7078 metros y para evitar los sobrecostos que genera la compra de predios y debido a que en los andenes se encuentran gran cantidad de interferencias con las demás redes de servicios públicos, el alineamiento irá por la vía manteniendo aproximadamente una distancia de 1 metro desde el borde siempre que sea posible. En los casos que no se pueda mantener este alineamiento la tubería deberá ir siempre por debajo del pavimento garantizando que no se afecten predios privados. En la siguiente Figura 6-4 se presenta el alineamiento considerado para la Interconexión Sur - Fiscalía.








Figura 6-4. Alineamiento Tubería de Interconexión Sur – Fiscalía

6.2.2 Material

Para la selección del material se consideró lo dispuesto en el numeral B.6.4.7 del Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico RAS 2000, en donde se definen los factores a tener en cuenta en la evaluación de las ventajas y desventajas y la selección final del material de la tubería. Se mencionan a continuación los factores considerados para la evaluación de los materiales considerados:

1. La resistencia contra la corrosión y la agresividad del suelo. 2. Tipo de uniones y necesidad de anclaje. 3. Facilidad de adquisición en el mercado. 4. La resistencia a los esfuerzos mecánicos producidos por las cargas, tanto internas como

externas. 5. Las características de comportamiento hidráulico del proyecto, incluyendo las presiones de

trabajo máximas y mínimas, las sobrepresiones y las subpresiones causadas por golpe de ariete, etc.

6. Las condiciones económicas del proyecto. 7. Facilidad de transporte y manejo.

En la siguiente Tabla 6-4 se presenta el cuadro comparativo de los diferentes materiales considerados para la construcción de la tubería de impulsión.

Tabla 6-4. Evaluación de los Materiales

FACTORES DE EVALUACIÓN

MATERIAL 1 2 3 4 5 6 EVALUACIÓN

AC NC C NC NC NC C No Cumple

CCP C C C C C C Cumple

HD C C C C C C Cumple

PE C C C C NC C No Cumple

PVC C C C C C C Cumple








GRP C C C C C C Cumple

De acuerdo a lo presentado en la tabla anterior las alternativas de materiales considerados corresponden a Cilindro de Concreto con Refuerzo de Acero (CCP), Hierro Dúctil (HD), Policloruro de Vinilo (PVC), y Poliéster Reforzado con Fibra de Vidrio (GRP). En todo caso el CONTRATISTA deberá tener en cuenta que el tipo de tuberías, de juntas, de materiales y de apoyos debe ser adecuado a la forma de instalación, garantizando completa estanqueidad en el conducto. De la misma forma la tubería debe estar protegida contra impactos.

6.2.3 Diámetro

Considerando que el funcionamiento de la tubería de interconexión Sur-Fiscalía es por gravedad, el costo mínimo del componente es función principalmente del diámetro de la tubería y por tanto se contempló el diámetro mínimo que cumple con los requerimientos de velocidad y presión de acuerdo con el caudal de diseño, como se presenta en la evaluación hidráulica.

6.2.4 Evaluación Hidráulica

Para el dimensionamiento de la línea de aducción, se construyó un modelo matemático a partir de la topología registrada en los levantamientos topográficos y de catastro realizados por esta consultoría para la alternativa de alineamiento seleccionada. En la tabla de cálculo se empleó la ecuación de Darcy – Weisbach para el cálculo de la pérdidas por fricción y se estimó un coeficiente de pérdidas menores total igual al 1.5% de la longitud de la tubería, valor que de acuerdo con la experiencia del consultor es razonable para determinar las pérdidas menores en conducciones o aducciones donde el porcentaje de accesorios por unidad de longitud es menor que en una red de distribución. Con el modelo se determinó la capacidad máxima de la tubería a flujo lleno, basado en la información de altura disponible, diámetro, material, longitud y coeficiente de pérdidas menores entre otros. En el modelo se incluyó el caudal de diseño y a partir de este se variaron rugosidades y diámetros internos de acuerdo con el tipo de material y se verificó el cumplimiento de la capacidad requerida. En la siguiente Tabla 6-5 se presenta la descripción de la tubería Sur-Fiscalía.

Tabla 6-5. Características de la interconexión Sur-Fiscalía

CARACTERÍSTICAS LÍNEA DE ADUCCIÓN

Componente Descripción Caudal de

Diseño (L/s) Longitud

(m)

Interconexión Sur-Fiscalía Proyección de la línea de interconexión desde el tanque Sur hacía el tanque Fiscalía

477 7078

A continuación se presentan las características de los materiales considerados en la evaluación hidráulica.

Tabla 6-6. Características Materiales

CARACTERÍSTICAS MATERIALES








MATERIAL Factor de Fricción

Darcy Ks (mm) Coeficiente de

Pérdidas Locales Km

CCP 0.12 1.5% de Longitud

HD 0.25 1.5% de Longitud

PVC 0.0015 1.5% de Longitud

GRP 0.03 1.5% de Longitud

En los siguientes numerales se presenta para cada alternativa de material, el cálculo del diámetro que cumple con la capacidad requerida de acuerdo con el caudal de diseño de 477 L/s.

6.2.4.1 Tubería en Cilindro de Concreto con Refuerzo de Acero (CCP)

Teniendo en cuenta las características de la tubería en CCP, se encontró con el modelo matemático que el diámetro que cumple con la capacidad de transporte para el caudal de diseño es de 20 pulgadas (diámetro interno de 500 mm).

6.2.4.2 Tubería en Hierro Dúctil (HD)

Teniendo en cuenta las características de la tubería en HD, se encontró con el modelo matemático que el diámetro que cumple con la capacidad de transporte para el caudal de diseño es de 20 pulgadas (diámetro interno de 500 mm).

6.2.4.3 Tubería en Policloruro de Vinilo (PVC)

Teniendo en cuenta las características de la tubería en PVC, se encontró con el modelo matemático que el diámetro que cumple con la capacidad de transporte para el caudal de diseño es de 20 pulgadas (diámetro interno de 500 mm).

6.2.4.4 Tubería en Poliéster Reforzado con Fibra de Vidrio (GRP)

Teniendo en cuenta las características de la tubería en GRP, se encontró con el modelo matemático que el diámetro que cumple con la capacidad de transporte para el caudal de diseño es de 20 pulgadas (diámetro interno de 500 mm).

6.2.5 Costos Estimados de las Alternativas

En la siguiente tabla se presenta el cuadro con el resumen de los costos estimados para cada una de las alternativas de material de acuerdo con el diámetro calculado.

Tabla 6-7. Resumen del Costo de las Alternativas Aducción

COSTOS ALTERNATIVAS

Material Diámetro pulg (mm)

Longitud (m)

Costo Total

CCP 20" (500) 7,078 $ 3,899,204,796

PVC 20" (500) 7,078 $ 5,040,792,061

HD 20" (500) 7,078 $ 4,676,836,344

GRP 20" (500) 7,078 $ 3,720,230,937








6.2.6 Selección de la Alternativa de Diseño

Basándose en la evaluación de materiales, la evaluación hidráulica y la estimación de costos se observa que la alternativa más económica que cumple con los requerimientos del proyecto corresponde a la tubería en GRP de diámetro de 20 pulgadas. Por tanto se toma esta como la alternativa seleccionada para el diseño de la Interconexión Sur - Fiscalía.

6.3 Línea de Aducción Cócora K4+700 a la PTAP Boquerón. De acuerdo a que ya se encuentra construida la bocatoma de Cocora y la línea de acucción desde el K0+00 al k4+700 se encuentra en proceso de construccion, proceso adelantado a través de FINDETER contrato No. PAF-IBAL-O-024-2016, cuyo objeto es: “LA EJECUCIÓN CONDICIONAL EN FASES DEL PROYECTO ACUEDUCTO COMPLEMENTARIO ETAPA 1 (KM 0 - 4+700) PARA LA CIUDAD DE IBAGUÉ – TOLIMA”, con lo cual, se culminara la aducción hasta el K4+700, con base en el avance de la obra, se tomo la decisión de construir la PTAP Boquerón, el diseño de la línea de aducción se realizó desde el K4+700 hasta la PTAP Boquerón, ubicada en el predio donde será construido el Tanque Boquerón. Es importante mencionar en este punto que una vez construida la Planta de Tratamiento de Agua Potable Boquerón y puesta en operación, se deberá modificar el funcionamiento del sistema, dado que la alimentación del Tanque Boquerón se deberá realizar directamente desde la PTAP Boquerón. De la misma forma es indispensable considerar, como se mencionó en el documento C309-MT-04 "Análisis de Alternativas de Diseño", que la alternativa de funcionamiento con la Planta de Tratamiento de Agua Potable Boquerón únicamente entrará en operación hasta que la tubería de aducción entre los desarenadores localizados en la captación del río Cócora y la PTAP Boquerón se encuentre construida completamente. Esto implica que las obras de estabilización de las zonas con problemas geotécnicos deberán ser construidas y esto conlleva a depender de la inversión del municipio en la estabilización de la vía, dado que la inversión requerida para la ejecución de estas obras es muy alta para ser incluida dentro del presupuesto del acueducto complementario de la ciudad de Ibagué. Por tal razón el tiempo de entrada en funcionamiento de la aducción y consecuentemente el de la PTAP Boquerón, es indefinido y por tanto se optó por diseñar la estación de Bombeo para todo el periodo de diseño, contemplando la condición más crítica que corresponde a que la PTAP Boquerón no entre en servicio antes del año 2043. En la siguiente figura se presenta el esquema de la alternativa recomendada, en donde se incluye la Interconexión.








Figura 6-5 Alternativa de Diseño Recomendada Sistema de Acueducto de Ibagué.

A continuación se desarrolla el análisis de alternativas de diseño particular para la tubería de aducción.

6.3.1 Alineamiento

La tubería de Aducción, parte desde el K4+700 y llega hasta la PTAP Boquerón. Será una tubería de conexión expresa sin derivaciones intermedias. El alineamiento que se propone corresponde a la opción que representa mayor facilidad de construcción. Esta se muestra en el Anexo 21- Planos. De esta forma tendrá una longitud aproximada de 7924 metros, que atravesaran 16 predios en la mayoría de su longitud completamente rurales y que afectará algunas vías de la urbanización Brisas del Boquerón en sus últimos metros. En la siguiente figura se presenta el alineamiento considerado para la Aducción.








Figura 6-6 Alineamiento ubería de Aducción








6.3.2 Material





6. Las condiciones económicas del proyecto. 7. Facilidad de transporte y manejo.

En la siguiente tabla se presenta el cuadro comparativo de los diferentes materiales considerados para la construcción de la tubería de aducción.

Tabla 6-8 Evaluación de los Materiales









De acuerdo a lo presentado en la tabla anterior las alternativas de materiales considerados corresponden a Cilindro de Concreto con Refuerzo de Acero (CCP), Hierro Dúctil (HD), Policloruro de Vinilo (PVC), y Poliéster Reforzado con Fibra de Vidrio (GRP). En todo caso el contratista de obra deberá tener en cuenta que el tipo de tuberías, de juntas, de materiales y de apoyos debe ser adecuado a la forma de instalación, garantizando completa estanqueidad en el conducto. De la misma forma la tubería debe estar protegida contra impactos.








6.3.3 Diámetro

Considerando que el funcionamiento de la tubería de aducción es por gravedad, el costo mínimo del componente es función principalmente del diámetro de la tubería y por tanto se contempló el diámetro mínimo que cumple con los requerimientos de velocidad y presión de acuerdo con el caudal de diseño, como se presenta en la evaluación hidráulica.


Para el dimensionamiento de la línea de aducción, se construyó un modelo matemático a partir de la topología registrada en los levantamientos topográficos y de catastro realizados por esta consultoría para la alternativa de alineamiento seleccionada. En la tabla de cálculo se empleó la ecuación de Darcy – Weisbach para el cálculo de la pérdidas por fricción y se estimó un coeficiente de pérdidas menores total igual al 3.5% de la longitud de la tubería, valor que de acuerdo con la experiencia del consultor es razonable para determinar las pérdidas menores en aducciones donde el porcentaje de accesorios por unidad de longitud es menor que en una red de distribución. Con el modelo se determinó la capacidad máxima de la tubería a flujo lleno, basado en la información de altura disponible, diámetro, material, longitud y coeficiente de pérdidas menores entre otros. En el modelo se incluyó el caudal de diseño y a partir de este se variaron rugosidades y diámetros internos de acuerdo con el tipo de material y se verificó el cumplimiento de la capacidad requerida. En la siguiente tabla se presenta la descripción de la tubería de aducción.

Tabla 6-9 Características de la línea de aducción

CARACTERÍSTICAS LÍNEA DE ADUCCIÓN



(m)

Aducción K4+700 – PTAP Boquerón

Proyección de la línea de aducción desde el K4+700 hacia la PTAP Boquerón.

730.8 7924


Tabla 6-10 Características Materiales
















En los siguientes numerales se presenta para cada alternativa de material, el cálculo del diámetro que cumple con la capacidad requerida de acuerdo con el caudal de diseño de 730.8 L/s. 6.3.4.1 Tubería en Cilindro de Concreto con Refuerzo de Acero (CCP)

Teniendo en cuenta las características de la tubería en CCP, se encontró con el modelo matemático que el diámetro que cumple con la capacidad de transporte para el caudal de diseño es de 36 pulgadas (diámetro interno de 900 mm). 6.3.4.2 Tubería en Hierro Dúctil (HD)

Teniendo en cuenta las características de la tubería en HD, se encontró con el modelo matemático que el diámetro que cumple con la capacidad de transporte para el caudal de diseño es de 36 pulgadas (diámetro interno de 900 mm). 6.3.4.3 Tubería en Policloruro de Vinilo (PVC)

Teniendo en cuenta las características de la tubería en PVC, se encontró con el modelo matemático que el diámetro que cumple con la capacidad de transporte para el caudal de diseño es de 36 pulgadas (diámetro interno de 900 mm). No obstante, este material en diámetros mayores a 24”, no se encuentra disponible en el mercado lo hace esta alternativa inviable. 6.3.4.4 Tubería en Poliéster Reforzado con Fibra de Vidrio (GRP)

Teniendo en cuenta las características de la tubería en GRP, se encontró con el modelo matemático que el diámetro que cumple con la capacidad de transporte para el caudal de diseño es de 36 pulgadas (diámetro interno de 900 mm).



Tabla 6-11 Resumen del Costos Estimados de las Alternativas Aducción

COSTOS ESTIMADOS ALTERNATIVAS


Longitud (m) Costo Total

CCP 36" (900) 7,924 $ 9,042,626,836

HD 36" (900) 7,924 $ 11,659,847,966

GRP 36" (900) 7,924 $ 7,241,020,566









Basándose en la evaluación de materiales, la evaluación hidráulica y la estimación de costos se observa que la alternativa más económica que cumple con los requerimientos del proyecto corresponde a la tubería en GRP de diámetro de 36 pulgadas. Sin embargo, debido a que el IBAL a través del contrato de suministro 087-2009 suscrito con la firma “American Pipe and Construction”, adquirió 7992 metros aproximadamente de tubería en CCP con un diámetro de 36 pulgadas para la realización de este proyecto se realizó el diseño detallado para la alternativa en CCP.

6.4 Prolongación Línea De Aducción Sistema Sur.

6.4.1 Alineamiento

La tubería de Agua Cruda, inicia en el K12+044 de la línea de Aducción y llega hasta la PTAP La Pola. Será una tubería de conexión expresa sin derivaciones de 24 pulgadas. Tendrá una longitud aproximada de 6,286 metros, y compartirá el 80% del corredor junto con la Línea de Interconexión entre el Tanque Ciudad y el Tanque Sur, por lo que estos dos sistemas de tubería deben ser construidos de manera simultánea. En la siguiente figura se presenta el alineamiento para la Línea de Agua Cruda.

Figura 6-7 Alineamiento nterconexión Línea de Agua Cruda.








6.4.2 Material





13. Las condiciones económicas del proyecto.

En la siguiente tabla se presenta el cuadro comparativo de los diferentes materiales considerados para la construcción de la Interconexión.











6.4.3 Diámetro

Considerando que el funcionamiento de la Línea de Agua Cruda es por gravedad, el costo mínimo del componente es función principalmente del diámetro de la tubería y por tanto se contempló el diámetro mínimo que cumple con los requerimientos de velocidad y presión de acuerdo con el caudal de diseño, como se presenta en la evaluación hidráulica. Se tuvo en cuenta el diámetro interno de acuerdo con el material.








Para el siguiente análisis se tomaron diámetros desde 24 hasta 36 pulgadas, en diferentes materiales. El principal objetivo es encontrar la combinación óptima que arroje presiones a la llegada de entre 2 y 8 mca.


Para el dimensionamiento de la Línea de Agua Cruda, se construyó un modelo matemático por medio del software (WaterGems) a partir de la topología registrada en los levantamientos topográficos y de catastro realizados por esta consultoría para la alternativa de alineamiento seleccionada. En el modelo matemático construido, se empleó la ecuación de Darcy – Weisbach para el cálculo de la pérdidas por fricción y se estimó un coeficiente de pérdidas menores total igual al 3% de la longitud de la tubería, valor que de acuerdo con la experiencia del consultor es razonable para determinar las pérdidas menores en aducciones donde el porcentaje de accesorios por unidad de longitud es menor que en una red de distribución. Adicionalmente, para el cálculo se tuvo en cuenta la diferencia de altura disponible entre el K12+044 de la Aducción y la PTAP La Pola que recibe el agua. Con el modelo se determinó la capacidad máxima de la tubería a flujo lleno, basado en la información introducida en el software como la altura disponible, diámetro, material, longitud y coeficiente de pérdidas menores entre otros. En el modelo se incluyó el caudal de diseño y a partir de este se variaron rugosidades y diámetros internos de acuerdo con el tipo de material y se verificó el cumplimiento de la capacidad requerida. En la siguiente tabla se presenta la descripción de la Interconexión Ciudad-Sur.

Tabla 6-13 Características Interconexión

CARACTERÍSTICAS INTERCONEXIÓN CIUDAD-SUR



(m)

Línea de agua Cruda. Proyección de la línea de Agua Cruda desde el K12+044 de la Aducción hasta la PTAP La Pola.

800 6286










CPP 0.012 1.5% de Longitud








En los siguientes numerales se presenta para cada alternativa de material, el cálculo del diámetro que cumple con la capacidad requerida de acuerdo con el caudal de diseño de 800 L/s. En este cálculo además se incluye la tubería de CCP que pese a no cumplir con los requerimientos estipulados en el capítulo 6.7 (resistencia contra la corrosión y la agresividad del suelo) su resistencia a altas presiones la hacen una opción viable, siempre y cuando existan agentes de protección que mitiguen la falencia que presenta el material, tales como pinturas anticorrosivas cuyo costo deberá incluirse en el costo total de la tubería. 6.4.4.1 Tubería en Hierro Dúctil (HD)

Teniendo en cuenta las características de la tubería en HD, se encontró con el modelo matemático que el diámetro que cumple con la capacidad de transporte para el caudal de diseño es de 24 pulgadas (diámetro interno de 600 mm). La modelación muestra que la interconexión en hierro dúctil tiene sobre-presiones demasiado altas debidas al golpe de ariete. Como medida de prevención en esta alternativa de HD se tuvieron en cuenta dos válvulas de alivio de presión de 18” acorde al caudal de 800 L/s, las cuales se ubicaron en las zonas más bajas donde la sobrepresión es mayor.


Teniendo en cuenta las características de la tubería en PVC, se encontró con el modelo matemático que el diámetro que cumple con la capacidad de transporte para el caudal de diseño es de 24 pulgadas (diámetro interno de 610 mm). La interconexión en policloruro de vinilo cumplió con todos los requerimientos necesarios de rigidez y velocidad, aunque debido al aumento temporal de la presión ocasionada por el golpe de ariete, se necesitó incluir dos válvulas de alivio de presión de 18” de acuerdo con el caudal de 800L/s. Pese a todo lo anterior este material en diámetros mayores a 24” no se encuentra disponible en el mercado, lo hace esta alternativa inviable.


Teniendo en cuenta las características de la tubería en GRP, se encontró con el modelo matemático que el diámetro que cumple con la capacidad de transporte para el caudal de diseño es de 24 pulgadas (diámetro interno de 598 mm). El GRP SN 10000 PN 32 como material de la línea de agua Cruda cumple con todos los requisitos exigidos de presión, rigidez y velocidad. 6.4.4.4 Tubería en Concreto para Presión tipo cilindro de acero con refuerzo de

varilla (CCP)

Teniendo en cuenta las características de la tubería de CCP, se encontró con el modelo matemático que el diámetro que cumple con la capacidad de transporte para el caudal de diseño es de 24 pulgadas (diámetro interno de 609 mm). La modelación muestra que la interconexión en CCP tiene sobre-presiones demasiado altas debidas al golpe de ariete. Como medida de prevención en esta alternativa de HD se tuvieron en cuenta dos válvulas de alivio de presión de 18” acorde al caudal de 800 L/s.










Tabla 6-15 Resumen del Costo de las Alternativas Interconexión Ciudad - Sur

COSTOS ALTERNATIVAS


Longitud (m)

Costo Total ($)

HD 24" (600) 6,286 $ 5,609,338,668.43

PVC 24" (610) 6,286 $ 7,147,915,887.77

GRP 24" (598) 6,286 $ 5,068,711,981.00

CCP 24” (609) 6,286 $ 5,177,871,917.63


Basándose en la evaluación de materiales, la evaluación hidráulica y la estimación de costos se observa que la alternativa más económica que cumple con los requerimientos del proyecto corresponde a la tubería en GRP PN32 de diámetro de 24 pulgadas. Por tanto se toma esta como la alternativa seleccionada para el diseño de la línea de conducción de Agua Cruda.

6.5 Tubería de Interconexión entre el Tanque Ciudad y el Tanque Sur.

6.5.1 Alineamiento

La tubería de Interconexión Ciudad – Sur, parte desde el Tanque Ciudad y llega hasta el Tanque Sur, proyectado en el lote de propiedad del IBAL ubicado en la Carrera 29S con Av. Bogotá-Armenia. Será una tubería de conexión expresa de 32 pulgadas sin derivaciones intermedias. Tendrá una longitud aproximada de 4,558 metros y para evitar los sobrecostos que genera la compra de predios y debido a que en los andenes se encuentran gran cantidad de interferencias con las demás redes de servicios públicos, el alineamiento irá por la vía manteniendo aproximadamente una distancia de 1 metro desde el borde siempre que sea posible. En los casos que no se pueda mantener este alineamiento la tubería deberá ir siempre por debajo del pavimento garantizando que no se afecten predios privados. En la siguiente figura se presenta el alineamiento considerado para la Interconexión Ciudad - Sur.








Figura 6-8 Alineamiento nterconexión Ciudad – Sur.

6.5.2 Material





19. Las condiciones económicas del proyecto.

En la siguiente tabla se presenta el cuadro comparativo de los diferentes materiales considerados para la construcción de la Interconexión.


















6.5.3 Diámetro

Considerando que el funcionamiento de la Interconexión Ciudad - Sur es por gravedad, el costo mínimo del componente es función principalmente del diámetro de la tubería y por tanto se contempló el diámetro mínimo que cumple con los requerimientos de velocidad y presión de acuerdo con el caudal de diseño, como se presenta en la evaluación hidráulica. Se tuvo en cuenta el diámetro interno de acuerdo con el material. Para el siguiente análisis se tomaron diámetros desde 24 hasta 36 pulgadas, en diferentes materiales. El principal objetivo es encontrar la combinación óptima que arroje presiones a la llegada de entre 2 y 8 mca.


Para el dimensionamiento de la línea de interconexión entre el Tanque-Ciudad y el Tanque-Sur, se construyó un modelo matemático por medio del software (WaterGems) a partir de la topología registrada en los levantamientos topográficos y de catastro realizados por esta consultoría para la alternativa de alineamiento seleccionada. En el modelo matemático construido, se empleó la ecuación de Darcy – Weisbach para el cálculo de la pérdidas por fricción y se estimó un coeficiente de pérdidas menores total igual al 1.5% de la longitud de la tubería, valor que de acuerdo con la experiencia del consultor es razonable para determinar las pérdidas menores en conducciones o aducciones donde el porcentaje de accesorios por unidad de longitud es menor que en una red de distribución. Adicionalmente, para el cálculo se tuvo en cuenta la diferencia de altura disponible entre las láminas de agua del tanque que suministra (Tanque-Ciudad) y el tanque que recibe el agua (Tanque-Sur).








Con el modelo se determinó la capacidad máxima de la tubería a flujo lleno, basado en la información introducida en el software como la altura disponible, diámetro, material, longitud y coeficiente de pérdidas menores entre otros. En el modelo se incluyó el caudal de diseño y a partir de este se variaron rugosidades y diámetros internos de acuerdo con el tipo de material y se verificó el cumplimiento de la capacidad requerida. En la siguiente tabla se presenta la descripción de la Interconexión Ciudad-Sur.

Tabla 6-17 Características Interconexión

CARACTERÍSTICAS INTERCONEXIÓN CIUDAD-SUR



(m)

Interconexión Tanque Ciudad - Tanque Sur

Proyección de la línea de interconexión desde el Tanque Ciudad existente hacia el Tanque Sur proyectado.

702 4,558










CPP 0.012 1.5% de Longitud

En los siguientes numerales se presenta para cada alternativa de material, el cálculo del diámetro que cumple con la capacidad requerida de acuerdo con el caudal de diseño de 702 L/s. En este cálculo además se incluye la tubería de CCP que pese a no cumplir con los requerimientos estipulados en el capítulo 0 (resistencia contra la corrosión y la agresividad del suelo) su resistencia a altas presiones la hacen una opción viable, siempre y cuando existan agentes de protección que mitiguen la falencia que presenta el material, tales como pinturas anticorrosivas cuyo costo deberá incluirse en el costo total de la tubería. 6.5.4.1 Tubería en Hierro Dúctil (HD)

Teniendo en cuenta las características de la tubería en HD, se encontró con el modelo matemático que el diámetro que cumple con la capacidad de transporte para el caudal de diseño es de 32 pulgadas (diámetro interno de 800 mm). La modelación muestra que la interconexión en hierro dúctil tiene sobre-presiones demasiado altas debidas al golpe de ariete. Como medida de prevención en esta alternativa de HD se tuvo en cuenta una válvula de alivio de presión de 18” acorde al caudal de 702 L/s.









Teniendo en cuenta las características de la tubería en PVC, se encontró con el modelo matemático que el diámetro que cumple con la capacidad de transporte para el caudal de diseño es de 32 pulgadas (diámetro interno de 810 mm). La interconexión en policloruro de vinilo cumplió con todos los requerimientos necesarios de rigidez y velocidad, aunque debido al aumento temporal de la presión ocasionada por el golpe de ariete, se necesitó incluir una válvula de alivio de presión de 18” de acuerdo con el caudal de 702L/s. Pese a todo lo anterior este material en diámetros mayores a 24”, no se encuentra disponible en el mercado lo hace esta alternativa inviable.


Teniendo en cuenta las características de la tubería en GRP, se encontró con el modelo matemático que el diámetro que cumple con la capacidad de transporte para el caudal de diseño es de 32 pulgadas (diámetro interno de 798.92 mm). El GRP SN 5000 PN 25 como material de la interconexión cumple con todos los requisitos exigidos de presión, rigidez y velocidad. 6.5.4.4 Tubería en Concreto para Presión tipo cilindro de acero con refuerzo de

varilla (CCP)

Teniendo en cuenta las características de la tubería de CCP, se encontró con el modelo matemático que el diámetro que cumple con la capacidad de transporte para el caudal de diseño es de 33 pulgadas (diámetro interno de 840 mm). La modelación muestra que la interconexión en CCP tiene sobre-presiones demasiado altas debidas al golpe de ariete. Como medida de prevención en esta alternativa de HD se tuvo en cuenta una válvula de alivio de presión de 18” acorde al caudal de 702 L/s.



Tabla 6-19 Resumen del Costo de las Alternativas Interconexión Ciudad - Sur

COSTOS ALTERNATIVAS


Longitud (m)

Costo Total ($)

HD 32" (800) 4,559 $ 5.679.614.174

PVC 32" (810) 4,559 No existe en el mercado

GRP 32" (798.92) 4,559 $ 4.999.679.001

CCP 33” (845) 4559 $ 5.510.288.718









Basándose en la evaluación de materiales, la evaluación hidráulica y la estimación de costos se observa que la alternativa más económica que cumple con los requerimientos del proyecto corresponde a la tubería en GRP de diámetro de 32 pulgadas. Por tanto se toma esta como la alternativa seleccionada para el diseño de la interconexión.

6.6 Tanque Sur Se llevó a cabo un análisis comparativo de la selección de los tradicionales tanques construidos en concreto fundido en sitio, versus nuevas tecnologías en el almacenamiento de agua potable como tanques prefabricados en acero revestido. Para llevar a cabo este análisis se tuvo en cuenta los siguientes supuestos y se desarrollaron las siguientes actividades:

1. El análisis se hizo para cuatro tanques de grandes dimensiones 1500, 2000, 10000 y 20000 m3, con el fin de obtener una tendencia marcada y poder obtener una regresión.

2. Se usó la geometría de los estudios base de ESTUDIOS TÉCNICOS para la cuantificación de los tanques en concreto.

3. Se solicitó cotización a diferentes empresas especialistas en el suministro de tanques con nuevas tecnologías.

4. Se llevó a cabo la actualización de precios de los presupuestos iniciales presentados por ESTUDIOS TÉCNICOS, sin revisión de cantidades ni estructural.

5. Se hicieron unos cálculos alternativos de cantidades de concreto y acero para estimar a precios de hoy el costo supuesto de los tanques fundidos en concreto, esto se complementó con un cotización del costo comercial de los concretos a lo cual se le sumo un 25% por concepto de Mano de Obra, formaletas, impermeabilizantes, juntas y herramienta menor y finalmente se agregó el 30% por concepto de AIU, para el cálculo del acero se usó conservadoramente una cuantía de 120 Kg/m3 la cual finalmente después de un diseño estructural completo es menor, pero para este análisis es suficiente como promedio de los diferentes elementos que componen la estructura.

6. Con esta información se elaboraron las siguientes tablas

Tabla 6-20 Resumen Cotización Empresa N&F de Colombia, Material PRFV

Capacidad [m3] Costo $/m3

Ambala 19,503.00 8,190,000,000 419,935

Boqueron 1,600.00 814,000,000 508,750

Jordan- Fiscalia 9,900.00 4,459,000,000 450,404

Sur 2,000.00 960,000,000 480,000

33,003.00 14,423,000,000 464,772

Tabla 6-21 Resumen Cotización Empresa Fibratore S.A., Material PRFV

Capacidad [m3] Costo ($) $/m3

Ambala 21,000.00 7,398,500,000 352,309.52

Boqueron 1,500.00 1,172,400,000 781,600.00








Jordan- Fiscalia 10,000.00 3,564,600,000 356,460.00

Sur 2,000.00 1,338,100,000 669,050.00

34,500.00 13,473,600,000.00 539,855

Tabla 6-22 Resumen Cotización Empresa Ingetecsa S.A.S., Material Acero y PRFV

METÁLICO PRFV

Capacidad [m3] Costo ($) Costo ($) $/m3

Ambala 21,000.00 5,740,000,000 273,333

Boqueron 1,500.00 889,000,000 720,000,000 592,667

Jordan- Fiscalia 10,000.00 4,200,000,000 420,000

Sur 2,000.00 1,190,000,000 595,000

34,500.00 12,019,000,000 720,000,000 470,250

Tabla 6-23 Resumen Cotización Empresa Jorge Triana & Cia. Ltda, Material PRFV


Ambala 21,656.00 6,287,032,136 290,314

Boqueron 1,540.00 885,618,147 575,077

Jordan- Fiscalia 10,222.00 3,129,940,454 306,196

Sur 2,107.00 1,042,892,250 494,965

35,525.00 11,345,482,987 416,638

Tabla 6-24 Resumen Cotización Empresa Florida Aquastore, Material PRFV


Jordan- Fiscalia 10,000.00 2,965,655,782 296,566

Sur 6,000.00 2,384,532,254 397,422

16,000.00 5,350,188,036 346,994

Se asume un costo del dólar de 1797.28 COP/USD

Tabla 6-25 Resumen Evaluación Tanque de Concreto In Situ

Capacidad [m3]

Volumen Concreto

[m3]

Peso Acero Kg

Costo Concreto [$]

Costo Acero [s]

Costo Total [s]

$/m3

m3 m3 Kg $ $ $ $/m3

21,000.00 3,696.15 406,576.28 2,032,881,400 1,585,647,492 4,704,087,560 224,004

1,500.00 428.02 47,082.20 235,411,000 183,620,580 544,741,054 363,161

10,000.00 1,859.99 204,599.12 1,022,995,600 797,936,568 2,367,211,818 236,721

2,000.00 469.11 51,601.88 258,009,400 201,247,332 597,033,752 298,517

34,500.00 8,213,074,184








Tabla 6-26 Resumen Evaluación de la Actualización de los Presupuestos de 1996 sin Revisión de Cantidades


Boquerón 1,500.00 563,836,910 375,891

Sur 2,000.00 805,975,560 402,988

Ambala 10,000.00 2,536,986,140 253,699

Jordan- Fiscalia 10,000.00 1,624,229,880 162,423

Los cálculos, cotizaciones y precios de soporte se presentan en el Anexo 12, estos resultados se llevaron a la siguiente gráfica:

Figura 6-9. Resultados gáficos de los costos de los tanques

Como se pudo observar en las tablas se calculó un índice de pesos por metro cubico ($/m3), el cual también se gráfica a continuación y con el cual se estimaron las regresiones:








Figura 6-10. Regresiones e los costos de los tanques

Con base en esta información se elaboraron dos flujos de inversión y costos (Tabla 6-25) con el fin de comparar durante el periodo de diseño (30 años), cual tecnología presenta un mejor beneficio económico, obteniendo un valor presente neto más alto en el flujo de los tanques de concreto, razón por la cual se decidió continuar con esta tecnología. De otra parte se presentan otras ventajas que aunque no se vean representadas en el flujo apoyan más la selección realizada de los Tanques de Acero por ejemplo, en cuanto a tiempos de construcción, los tanques en Acero, se ponen en funcionamiento en el 60 % del tiempo que se necesitaría para poner en funcionamiento uno de Concreto, esto en los tamaños pequeños de 1,500 y 2,000 m3 para los de mayor tamaños la diferencia es más importante.








FLUJO TANQUES EN CONCRETO FUNDIDO EN SITIODescripción Año 0 Año 1 Año 2 Año 3 Año 4 Año 5 Año 6 Año 7 Año 8 Año 9 Año 10 Año 11 Año 12 Año 13 Año 14 Año 15

Inversión Tanque 2,000 m3 Millones $ 775.0

Inversión Tanque 4,000 m3 Millones $ 1,391.5



Limpieza y Mantenimiento Millones $ 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8

Área Interior m2 8,583.7 8,583.7

Costo Unitario Impermeabilización $/m2 10,000.0 10,000.0 10,000.0 10,000.0 10,000.0 10,000.0 10,000.0 10,000.0 10,000.0 10,000.0 10,000.0 10,000.0 10,000.0 10,000.0 10,000.0 10,000.0

Impermeabilización Millones $ 85.8 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 85.8 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

Área Interior m2 8,583.7 8,583.7 8,583.7 8,583.7

Costo Unitario Repello $/m2 30,000.0 30,000.0 30,000.0 30,000.0 30,000.0 30,000.0 30,000.0 30,000.0 30,000.0 30,000.0 30,000.0 30,000.0 30,000.0 30,000.0 30,000.0 30,000.0

Repello Paredes y Cubierta Millones $ 257.5 0.0 0.0 0.0 0.0 257.5 0.0 0.0 0.0 0.0 257.5 0.0 0.0 0.0 0.0 257.5

Porcentaje de la Inversión % 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25

Control de Filtraciones Millones $ 17.7 17.7 17.7 17.7 17.7 17.7 17.7 17.7 17.7 17.7 17.7 17.7 17.7 17.7 17.7 17.7

Área Requerida Predios m2 2,762.8

Costo Unitario Predios $/m2 40,000.0

Costo Predios Millones $ 110.5

TOTAL Millones $ 7,542.0 18.5 18.5 18.5 18.5 276.0 18.5 18.5 18.5 18.5 361.9 18.5 18.5 18.5 18.5 276.0

Tasa de Descuento Porcentaje 12

Valor Presente Neto Millones $ 8,057.0

FLUJO TANQUES EN ACERO RECUBIERTOS DE FABRICA

Descripción Año 0 Año 1 Año 2 Año 3 Año 4 Año 5 Año 6 Año 7 Año 8 Año 9 Año 10 Año 11 Año 12 Año 13 Año 14 Año 15

Inversión Tanque 1,000 m3 Millones $ 750.0

Expansión Tanque a 2,000 m3 Millones $ 303.8






Expansión Tanque a 10,000 m3 Millones $ 1,091.1

Limpieza y Mantenimiento Millones $ 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8

Reemplazar Sistema de Protección Millones $ 65.8

Área Requerida Predios m2 2,031.2

Costo Unitario Predios $/m2 40,000.0

Costo Predios Millones $ 81.2

TOTAL Millones $ 6,661.3 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 2,731.1 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8

Tasa de Descuento Porcentaje 12

Valor Presente Neto Millones $ 7,554.5

Año 0 Año 1 Año 2 Año 3 Año 4 Año 5 Año 6 Año 7 Año 8 Año 9 Año 10 Año 11 Año 12 Año 13 Año 14 Año 15

Flujo Acumulado Concreto Millones$ 7,542.0 7,560.5 7,579.0 7,597.6 7,616.1 7,892.1 7,910.6 7,929.1 7,947.6 7,966.1 8,328.0 8,346.5 8,365.0 8,383.5 8,402.0 8,678.0

Flujo Acumulado Acero Millones$ 6,661.3 6,661.8 6,662.2 6,662.6 6,663.0 6,663.4 6,663.8 6,664.3 6,664.7 6,665.1 9,396.2 9,397.0 9,397.9 9,398.7 9,399.5 9,400.4

VPN Concreto 8,057.0

VPN Acero 7,554.5

Sobrecosto en Concreto 502.5

Tabla 6-27 Flujo Comparativo Tanques en Concreto vs. Acero

Se presentan solo 15 años sin embargo en el Anexo 12 se presenta el flujo de los 30 años completo.

CONSORCIO






Hoja No. 153



6.7 Tubería de Conexión entre el Tanque Sur y el Distrito No. 3.

6.7.1 Alineamiento

Para la selección del alineamiento de la tubería que conecta el Tanque Sur con la red de distribución existente del Distrito No. 3 se tuvo en cuenta las siguientes alternativas: Alternativa 1: Consiste en llevar la conducción cruzando el Batallón Jaime Rook, es decir, a través de un predio militar como muestra la de Alineamiento para la Interconexión Tanque Sur-Red existe.

Figura-6-11 Alternativa de Alineamiento para la Interconexión Tanque Sur-Red existente Distrito No. 3

CONSORCIO






Hoja No. 154



Alternativa 2: La alternativa No. 2 consiste en pasar la tubería por la Transversal 20 Sur hasta alcanzar la Avenida Ricaurte. Avanzar por dicha Avenida hasta la Calle 21, conducir la tubería por ésta última hasta la Carrera 10; punto de conexión con la Red Existente del Distrito No. 3. (Figura 6-12).

Figura 6-12 Alternativa de Alineamiento para la Interconexión Tanque Sur-Red existente Distrito No. 3

Alternativa 3: La alternativa No. 3 consiste en bajar la tubería por la calle 20 Sur hasta la variante Bogotá- Armenia. Avanzar por esta vía hasta la calle 10 S y subir para encontrar el punto de conexión con la Red Existente del Distrito No. 3. (Figura -6-13 Alternativa3 de Alineamiento para la Interconexión

Tanque Sur-Red existente Distrito No. 3.).

CONSORCIO






Hoja No. 155



Figura -6-13 Alternativa3 de Alineamiento para la Interconexión Tanque Sur-Red existente Distrito

No. 3.

Las longitudes de tubería para cada alternativa se muestran a continuación:

ALTERNATIVA 1 ALTERNATIVA 2 ALTERNATIVA 3

Longitud (m) 1657.36 1922.05 3379.5

6.7.2 Materiales y diámetros

Cada una de las alternativas será evaluada para diámetros entre 10” y 16”. Con posibilidad de ser diseñadas en Hierro dúctil (HD), HDC, Cilindro de Concreto con Refuerzo de Acero (CCP), Poliéster Reforzado con Fibra de Vidrio (GRP) y Policloruro de Vinilo (PVC). En todo caso el contratista de obra deberá tener en cuenta que el tipo de tuberías, de juntas, de materiales y de apoyos debe ser adecuado a la forma de instalación, garantizando completa estanqueidad en el conducto. De la misma forma la tubería debe estar protegida contra impactos.

CONSORCIO






Hoja No. 156



6.7.3 Evaluación hidráulica

Posterior a la definición de las alternativas de alineamiento y elección de posibles diámetros y materiales se continuó con la modelación de las mismas en el Software WaterGEMS y de esta manera, se encontraron las presiones de servicio en el punto de conexión en cada caso. Dentro del modelo se empleó la ecuación de Darcy – Weisbach para el cálculo de las pérdidas por fricción y se estimó un coeficiente de pérdidas locales totales igual al 1.5% de la longitud de la tubería de cada alternativa. Igualmente, se involucró el caudal de diseño del Sector (207.84 L/s) y a partir de éste se variaron rugosidades y diámetros de acuerdo con el tipo de material. A continuación se presentan las características de los materiales considerados en la evaluación hidráulica.








HDC 0.14 1.5% de Longitud



Los resultados de presión de servicio en el punto de conexión, encontrados con la modelación se muestran en la siguiente tabla (Tabla 6-29):

Tabla 6-29 Comparación de Alternativas

Presión de servicio en el punto de conexión


Longitud (m) 1657.36 1922.05 3379.5

DIÁMETRO (Pulg)

16 62.81 51.7 49.3

14 50.78 37.8 NEGATIVA

12 22.13 4.6 NEGATIVA

10 NEGATIVA NEGATIVA NEGATIVA

DIÁMETRO (Pulg)

16 64.05 53.2 51.8

14 53.4 40.8 NEGATIVA

12 28.3 11.7 NEGATIVA


DIÁMETRO (Pulg)

16 63.84 52.9 51.4

14 52.95 40.3 NEGATIVA

12 27.23 10.5 NEGATIVA

CONSORCIO






Hoja No. 157



Presión de servicio en el punto de conexión


Longitud (m) 1657.36 1922.05 3379.5


DIÁMETRO (Pulg)

16 65.3 56.4 54.4

14 56.14 44 NEGATIVA

12 34.96 19.5 NEGATIVA


DIÁMETRO (Pulg)

16 65.91 55.3 55.6

14 57.54 45.6 NEGATIVA

12 38.65 23.7 NEGATIVA


Las celdas de la tabla anterior que se encuentran con la palabra NEGATIVA, indican que para dichos diámetros y materiales se rompe la columna de agua durante la conducción y por lo tanto, se encuentran presiones de servicio negativas en el punto de conexión, con lo cual, no se cumplirían las condiciones de servicio mínimas establecidas por el Reglamento RAS 2000 en su numeral B.7.4.5.1.

6.7.4 Costos Estimados de Alternativas

La siguiente tabla muestra los costos asociados a cada una de las alternativas, para los materiales y diámetros evaluados en la modelación presentada en Evaluación Hidráulica.

Tabla 6-30 Costos de las Alternativas

Costo de c/u de las alternativas

Diámetros (pulg)

MATERIAL COSTO ALT. 1 COSTO ALT. 2 COSTO ALT. 3

16

HD

$ 726,379,454 $ 842,386,464 $ 1,481,150,363

14 $ 610,468,668 $ 707,964,053 N/A

12 $ 522,890,451 $ 606,399,087 N/A

10 N/A N/A N/A

16

CCP

$ 124,661,647 $ 144,570,835 $ 254,195,852

14 $ 94,749,614 $ 109,881,676 N/A

12 $ 75,056,862 $ 87,043,878 N/A

10 N/A N/A N/A

16 HDC $ 124,661,647 $ 144,570,835 $ 254,195,852

CONSORCIO






Hoja No. 158



Costo de c/u de las alternativas

Diámetros (pulg)

MATERIAL COSTO ALT. 1 COSTO ALT. 2 COSTO ALT. 3

14 $ 94,749,614 $ 109,881,676 N/A

12 $ 75,056,862 $ 87,043,878 N/A

10 N/A N/A N/A

16

GRP

$ 433,620,069 $ 502,871,708 $ 884,188,724

14 $ 401,853,450 $ 466,031,775 N/A

12 $ 373,227,528 $ 432,834,128 N/A

10 N/A N/A N/A

16

PVC

$ 503,272,280 $ 583,647,781 $ 1,026,215,591

14 $ 383,441,838 $ 444,679,722 N/A

12 $ 309,195,424 $ 358,575,726 N/A

10 N/A N/A N/A

6.7.5 Selección de Alternativa de Diseño

Para la selección de la alternativa de diseño se tuvieron en cuenta los siguientes aspectos:

Considerando que el funcionamiento de la tubería es por gravedad, el costo mínimo del componente es función principalmente del diámetro de la tubería y por tanto se contempló el diámetro mínimo que cumple con los requerimientos de presión de entrega, de acuerdo con el caudal de diseño.

La alternativa 1, aunque según la Tabla 6-28 es la que tiene el costo mínimo por su longitud, se

torna económicamente inviable debido a los costos que implican los permisos para el cruce del Batallón Jaime Rook. Por lo tanto, dicha alternativa queda descartada.

La alternativa 3 requiere una longitud bastante grande respecto a las otras, lo cual, genera

sobrecostos al proyecto. Por lo tanto, queda igualmente descartada. De esta forma, la alternativa 2 se muestra como la económicamente viable para este proyecto.

Respecto al material y al diámetro, se seleccionó un diámetro de 12” siguiendo el criterio de

selección mencionado en el primer párrafo.

En la Tabla 6-28 se observa que los materiales más económicos para tubería en 12” de la

alternativa 2 son el CCP y el HDC. Sin embargo, se escoge el siguiente más económico, es decir, el PVC, teniendo en cuenta su facilidad en cuanto a manipulación respecto a los otros dos materiales tanto en obra como durante el transporte.

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Hoja No. 159



Finalmente, basándose en la evaluación de materiales, la evaluación hidráulica y la estimación de costos se observa que la alternativa más económica que cumple con los requerimientos del proyecto corresponde a la tubería en PVC de diámetro de 12 pulgadas con longitud de 1922.05m correspondientes a la Alternativa No. 2.

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Hoja No. 160



7 DISEÑO HIDRAULICO

Partiendo de las alternativas seleccionadas en el capítulo anterior, se presenta en este capítulo el diseño hidráulico del sistema abastecimiento matriz de agua potable al sector sur de la ciudad de Ibagué, que se compone de la Optimización De Los Desarenadores en la Bocatoma del rio Cócora, la Interconexión desde los Desarenadores hasta la Aducción, la línea de Aducción desde el K4+700 hasta la PTAP Boquerón, la Conducción desde el K12+044 de la Aducción hasta la PTAP La Pola, la Interconexión desde el Tanque Ciudad hasta el Tanque Sur y por último la Conexión del Tanque Sur al Distrito No. 3.

7.1 Interconexión Tanque Sur - Tanque Fiscalía.

7.1.1 Alcance del Diseño

Con el Estudio de Población y Demanda se calcularon los volúmenes de almacenamiento requeridos en cada uno de los Distritos proyectados a futuro, y con el diagnóstico se identificaron las necesidades del sistema de acueducto y los componentes a diseñar dentro del alcance de la presente consultoría. Actualmente, la zona oriente de Ibagué, más exactamente lo que se ha denominado Distrito 11, conocida anteriormente como Distrito 5B, conformada por 6 barrios (Zona Industrial el Papagayo, El Edén, Villa Café III, Fibratolima, Hacienda Santa Rita, Zona de Expansión Parque Deportivo), es alimentada solo en parte por el tanque de almacenamiento denominado Piedrapintada, y por un sistema de compensación que lo apoya. Sin embargo, el tanque Piedrapintada y su sistema de compensación funciona principalmente como sistema de abastecimiento para el Distrito 6. Por lo cual en los eventos de parada de la PTAP no hay disponibilidad para el Distrito 11, pues se consume rápidamente en el Distrito 6 que además es el de mayor densidad poblacional de la ciudad. El Distrito 6 requiere un volumen de almacenamiento de 13476 m3, mayor a la capacidad de dicho sistema que es 8847m3, lo que quiere decir que efectivamente se presenta un déficit para el Distrito 6 y que en consecuencia el Tanque Piedrapintada y su sistema de compensación no cuentan con la capacidad que garantice la cobertura y calidad del servicio requerida por los habitantes del Distrito 11. Teniendo en cuenta lo anterior, es importante establecer un sistema de compensación con el volumen requerido para todo el Distrito 11 e independizarlo del tanque Piedrapintada. Esto, se realizará con el diseño y construcción del tanque de almacenamiento denominado Tanque Fiscalía, el cual además puede funcionar como compensación para los déficits de los tanques Mirolindo y Picaleña, ubicados en los Distritos 8 y 9 respectivamente y surtiendo 24 barrios. Sin embargo para que el sistema de compensación funcione de manera adecuada es necesario construir una línea que transporte el agua desde el tanque Sur hacía el Tanque Fiscalía.

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Hoja No. 161



De acuerdo con lo anterior, el alcance de diseño del presente informe corresponde al diseño de las obras que conforman el SISTEMA DE ABASTECIMIENTO FUTURA ZONA DE EXPANSIÓN DE LA CIUDAD DE IBAGUÉ.


Según la Resolución 2320 de 2009 del Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, para un nivel de complejidad alto el periodo de diseño de los componentes de sistemas de acueducto es de 30 años. Teniendo en cuenta que la ciudad de Ibagué corresponde a un nivel de complejidad alto se define que el periodo de diseño debe ser de 30 años, iniciando en el año 2013 y terminando en el año 2043.

7.1.3 Caudal de Diseño

El caudal de diseño correspondiente a la línea de interconexión Sur-Fiscalía fue calculado realizando un balance al tanque de llegada, es decir al tanque Fiscalía. Esto se explica a continuación y también se incluyó en el informe de Análisis de Alternativas, C309-MT-04. Para determinar el caudal requerido por el Tanque Fiscalía se tuvo en cuenta que este tanque alimentará el Distrito No 11 y almacenará el déficit de los Distritos No 8 y No 9 y por tanto a futuro se deberá establecer una conexión que saldrá del Tanque Fiscalía hacía el Tanque Mirolindo y de este último hacía el Tanque Picaleña. Para establecer el caudal de entrada por el Tanque Fiscalía se realiza el balance de los tanques Mirolindo y Picaleña como se presenta a continuación. Tanque Picaleña Caudal de Salida = 144.40 L/s. Corresponde al QMD del Distrito No 9 al año 2043. Caudal de Entrada = 145.0 L/s. Capacidad medida en la tubería de entrada existente proveniente del Tanque Mirolindo correspondiente a 30 L/s y 115 L/s correspondiente a la línea de refuerzo desde Fiscalía. Tanque Mirolindo Caudal de Salida = 293.60 L/s. Corresponde al QMD del Distrito No 8 al año 2043 (149.20 L/s) más el caudal de alimentación del Tanque Picaleña (144.40 L/s). Caudal de Entrada = 179.20 L/s. Capacidad medida en la tubería de entrada existente proveniente del Tanque La 29 y el Tanque La 30 que corresponden a 100.00 L/s más 79.20 L/s correspondiente a la línea de refuerzo desde Fiscalía.

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Hoja No. 162



Tanque Fiscalía Caudal de Salida = 590.67 L/s. Corresponde al QMH del Distrito No 11 al año 2043 (396.47 L/s) más el caudal de alimentación del Tanque Mirolindo (79.42 L/s) y el caudal de alimentación del Tanque Picaleña (115 L/s). Caudal de Entrada = 0.00 L/s. Tubería a diseñar. A futuro el Tanque Fiscalía requiere un caudal de alimentación de 590.67 L/s, que se

7.1.4 Diseño de la Tubería

En este numeral se presenta el diseño de la tubería de Interconexión Sur – Fiscalía. Se mencionan en primer lugar los parámetros de diseño considerados, los aspectos del diseño en planta y en perfil y se presentan los resultados de los cálculos realizados para la determinación de la línea de gradiente hidráulico y la presión de trabajo que debe cumplir el material seleccionado.

7.1.5 Parámetros de Diseño de la Tubería

Se presentan a continuación los parámetros considerados para el diseño de la tubería de Interconexión Sur– Fiscalía, de acuerdo con lo establecido en el reglamento RAS 2000.

La velocidad mínima en la tubería de conducción debe ser de 0,6 m/s, para favorecer la auto limpieza de materiales sólidos en suspensión.

Las pendientes mínimas recomendadas son las siguientes: cuando el aire circula en el sentido del flujo del agua, la pendiente mínima debe ser 0.04%; cuando el aire fluye en el sentido contrario al flujo del agua la pendiente mínima debe estar entre 0.1% y 0.15%.

La profundidad mínima para el tendido de la línea debe ser por lo menos 0.6 metros medidos desde la superficie del terreno hasta el lomo de la tubería, para proteger la tubería y con el fin de tener un aislamiento térmico y en los cruces con carreteras la profundidad mínima debe ser de 1.0 m o tener un sistema de protección. En términos generales, la profundidad no debe exceder de 1.50 m.

Debe verificarse que la línea piezométrica o línea de gradiente hidráulico quede ubicada, en las condiciones más desfavorables de los caudales previstos, por lo menos 2 metros por encima de la cota clave de la tubería y por lo menos 1 m por encima de la superficie del terreno. Para asegurar que la tubería funcionará a presión.

Las distancias mínimas entre la tubería que conforma la red de distribución de agua potable y los detalles de topografía: Alcantarillado de aguas negras o alcantarillados combinados, redes de teléfono y energía y tuberías de las redes domiciliarias de gas, son 1.2 m horizontal; 0.5 m vertical.

Para el trazado de la tubería se tiene en cuenta que se trata de una tubería flexible y sus

juntas permiten deflexión por lo que para ángulos de deflexión menores a 5 grados no se requieren accesorios adicionales a las juntas de la tubería.

En el diseño hidráulico de la tubería se tuvieron en cuenta adicionalmente los efectos de pérdidas por fricción debidas al movimiento del agua, pérdidas localizadas debido a las

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Hoja No. 163



válvulas y accesorios, las presiones de trabajo, las sobre presiones y sub presiones por golpe de ariete y la presión requerida al final de la tubería. 7.1.5.1 Diseño en Planta

Para el diseño en planta de la Interconexión Sur – Fiscalía, se emplearon los levantamientos planimétricos realizados, con el registro de la información de los elementos de interés como postes, cajas, muros, etc. Adicionalmente, se utilizó la ortofoto de la ciudad de Ibagué como complemento de información para el diseño.

7.1.5.2 Diseño en Perfil

Para el diseño en perfil de la interconexión se empleó el levantamiento planialtimétrico de la topografía con algunos detalles de interferencias, sin embargo el levantamiento no contaba con información de todas las interferencias, dado que no existe un record actualizado de los servicios de teléfonos y alcantarillado. Se contó con información de los servicios de energía eléctrica y distribución de gas natural. En todo caso, el CONTRATISTA, antes de iniciar la excavación de la zanja deberá localizar los alcantarillados principales y los ductos telefónicos que se cruzan con el eje de la tubería proyectada, al igual que las redes de otros servicios públicos, y tomar las medidas necesarias para evitar la descarga de agua en la zanja que se va a construir. Si en la zanja se encuentran aguas negras, éstas deben quitarse y se deben desinfectar por cualquier sistema la zona contaminada”; Como está estipulado en el RAS 2000. Además, el CONTRATISTA deberá verificar la localización en terreno de estos elementos y el cumplimiento de las distancias mínimas de la norma. En el diseño en perfil se cumplió con la restricción de distancia vertical mínima con respecto a los detalles topográficos, especificada anteriormente en presente informe. Pero, la distancia horizontal no fue posible cumplirla dado que el corredor de la tubería no cuenta con espacio suficiente debido a la presencia de múltiples redes de servicios públicos. Con respecto a las pendientes se tuvo en cuenta que se cumplieran las pendientes mínimas cuando el aire fluye en contra del agua y cuando el aire fluye en el mismo sentido del agua.

7.1.5.3 Pérdidas de Energía por Fricción

Para el cálculo de las pérdidas por fricción debidas a la rugosidad del material de la tubería y a las características del flujo, se empleó la ecuación de Darcy-Weisbach presentada a continuación:


En donde hf son las pérdidas por fricción (mca), f es el factor de fricción, l es la longitud de la tubería sobre la cual se realiza el cálculo de pérdidas por fricción, D es el diámetro de la tubería (m), v es la velocidad del flujo (m/s) y g corresponde al valor de aceleración de la gravedad (m/s2).

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Hoja No. 164



Para flujo turbulento, que es el que se presenta comúnmente en las tuberías de acueducto, el factor de fricción está dado por la expresión que se presenta a continuación la cual fue deducida por los investigadores Colebrook y White:


En donde f es el factor de fricción, D es el diámetro de la tubería (m), ks es la rugosidad de la tubería (m), y Re corresponde al número de Reynolds el cual es función de la velocidad y la viscosidad del flujo y del diámetro de la tubería.

7.1.5.4 Pérdidas Locales de Energía

Las pérdidas locales de energía corresponden a las pérdidas de energía que se presenta en el flujo debido a la turbulencia causada por la presencia de elementos como válvulas y accesorios (uniones, tees, codos, cruces, entre otros) que conforman la tubería de conducción. A continuación se presenta la ecuación para el cálculo de las pérdidas localizadas en una tubería:


En donde hm son las pérdidas menores (mca), Km es el coeficiente de pérdida localizada que depende del tipo de accesorio instalado en la tubería, v es la velocidad del flujo (m/s) y g corresponde al valor de aceleración de la gravedad (m/s2).

7.1.6 Fenómeno del Golpe de Ariete

El Golpe de Ariete es un fenómeno que se presenta en el interior de la tubería debido a la oscilación del agua por el cierre de válvulas o por detener el flujo en un sistema de bombeo. Mediante la oscilación que se presenta por el fenómeno, aparecen presiones negativas y positivas que pueden ocasionar el colapso de la tubería. Es necesario hacer la revisión del golpe de ariete en el dimensionamiento de tuberías para evitar su rotura.

7.1.6.1 Golpe de Ariete por el Cierre de Válvulas

El proceso para el cálculo del golpe de ariete al cerrar una válvula se describe a continuación: En primer lugar se calcula la celeridad del flujo mediante la ecuación de allievi la cual tiene en cuenta las características de la tubería y del flujo:


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Hoja No. 165



En donde a es la celeridad de onda (m/s), es el valor de la densidad del agua (1000

Kg/m3), es el módulo de elasticidad del agua (N/m2), E módulo de elasticidad de la tubería (N/m2), D es el diámetro interno de la tubería (m) y e corresponde al espesor de la tubería (m). Algunos fabricantes incluyen en sus catálogos el valor de la celeridad de acuerdo con las características del tubo y del material. Una vez obtenido el valor de la celeridad de onda (a) para la tubería considerada, se calcula la sobrepresión en la tubería mediante la ecuación:


En donde es la sobrepresión debida al fenómeno del golpe de ariete en (mca), a es la celeridad de onda (m/s), es el valor absoluto de la variación de velocidades en régimen permanente antes y después del golpe de ariete (m/s), g valor de la aceleración de la gravedad (m/s2). La depresión para la tubería cuando se cierra una válvula con un tiempo efectivo determinado, se calcula con la siguiente ecuación:


En donde es la depresión debida al fenómeno del golpe de ariete en (mca), es el valor absoluto de la variación de velocidades en régimen permanente antes y después del golpe de ariete (m/s), g valor de la aceleración de la gravedad (m/s2), L es la longitud de la tubería (m) y t es el tiempo de cierre efectivo (s).

7.1.6.2 Tiempo Mínimo para el Cierre de Válvulas

El tiempo de cierre de válvulas efectivo es el tiempo que se demora la onda de presión en recorrer toda la tubería. La ecuación que se utiliza para determinar el tiempo es la siguiente:


En donde t es el tiempo efectivo de cierre (s), a es la celeridad de onda (m/s), y L es la longitud de la tubería (m).

7.1.6.3 Cálculos del Fenómeno del Golpe de Ariete para la Interconexión Sur – Fiscalía

Celeridad de Onda (a): El material de la tubería seleccionado corresponde a GRP SN 5000 PN 20, para el cual se tiene un valor de celeridad de onda de 540 m/s. Sobrepres ión por el Cierre de una Válvula : Teniendo que la velocidad del flujo en la

tubería de 20 pulgadas para el caudal de diseño es de 2.27 m/s, se obtiene una sobrepresión debida al cierre de una válvula de 124.95 mca el cual multiplicado por el factor de seguridad es 162.44 mca. Tiempo Mínimo para el Cierre de una Válvula (t): Considerando una longitud de tubería de 7078 metros, se obtiene un tiempo mínimo de cierre de 26.21 segundos.

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Hoja No. 166



Depresión por el Cierre de una Válvula : El tiempo mínimo de cierre de una válvula

debe ser de 26.21 segundos, sin embargo dadas las condiciones de la tubería se recomienda un tiempo mínimo para el cierre de 35 segundos. Con este valor se obtiene una depresión de 93.71 mca. Como se muestra en la Figura 7-1, las líneas de sobrepresión y subpresión equivalen al valor correspondiente a la sobrepresión debida al cierre de valvula. Lo que demuestra que en línea de conducción es necesaria la instalación de ventosas cada kilimetro del trayecto y un cierre de valvula en un tiempo prolongado para evitar la contracción de la tubería y las consecuencias mecánicas que esta pueda tener a lo largo de la conducción, debido a la línea de sub-presión se encuentra en una cota menor durante todo el trayecto de la tubería.

Figura 7-1 Líneas de Sobrepresión y Sub-presión Interconexión Tanque Sur y Tanque Fiscalia

7.1.6.4 Presión Estática Máxima

Se estima que la cota máxima del nivel de agua en el Tanque Ciudad es de 1,312.4 msnm y el punto más bajo de la tubería se encuentra a una elevación de 1,144.4 msnm, con lo que se tiene que la máxima presión estática es de 168 metros.

7.1.6.5 Presión de Diseño de la Tubería

Para establecer la presión de diseño de la tubería, es necesario conocer la presión estática y la suma de la sobrepresión con la presión dinámica, las cuales se comparan y se obtiene el valor más alto entre ellas, para luego multiplicarlo por el factor de seguridad

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Hoja No. 167



establecido por el RAS 2000. El valor de la presión estática (Pe) se presentó en el párrafo anterior con un valor de 168 mca, la sobrepresión (Ps) se estima en 124.95 mca y la presión dinámica (Pd) en el punto más crítico es de 132.1 mca. Se realizó la suma de los dos últimas presiones, es decir Ps 124.95 mca + Pd 132.1 mca = 257.05 mca. Es así que se observa que Pd+ Ps > Pe, por lo cual se tomó el valor de 257.05 mca para multiplicarlo por 1.3 según la Norma del Ras 2000 Numeral B.6.4.8.2, para obtener así 334.16 mca como presión de diseño de la tubería. Para el diseño de la conducción se estableció usar una tubería en GRP con un PN de 20, dado que el Presión nominal es menor a la presión de diseño de la tubería, es inevitable establecer de una válvula anticipadora de golpe de ariete para la protección de la tubería, la cual tendrá un setting aproximado de 175 mca lo cual evitara 48 mca, con respecto al abscisado proyectado K2+330.35 donde la sobrepresión producida por el Golpe de Ariete afectaría el buen funcionamiento del sistema. Una vez determinados el material y la presión de diseño, el diámetro, el caudal de diseño, se ajustó el modelo matemático construido para la evaluación hidráulica de alternativas y se realizó el cálculo hidráulico de las condiciones de flujo y la distribución de la presión en la tubería de interconexión entre el Tanque Sur y el Tanque Fiscalía. De este calculó se obtuvo el perfil hidráulico de la tubería, en donde se muestra el perfil de elevación de la tubería y el perfil de la línea piezométrica. En la siguiente Tabla 7-1 se presenta el resumen de las propiedades incluidas para los cálculos del modelo matemático.

Tabla 7-1 Propiedades del Modelo Matemático Interconexión Sur - Fiscalía

CARACTERÍSTICAS INTERCONEXIÓN SUR - FISCALÍA

Caudal de Diseño (L/s)

Material Rugosidad Ks

(mm) Diámetro Longitud (m) Km

477 GRP 0.03 20 pulgadas 7078 1.5 % de Longitud

En la siguiente figura se presenta el perfil obtenido con el software WaterGEMS.

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Hoja No. 168



Figura 7-2. Perfil Hidráulico Interconexión Sur - Fiscalía

7.1.7 Diseño de los Accesorios y Válvulas

En este numeral se presentan los parámetros de diseño de los accesorios y válvulas incluidas dentro del diseño de la tubería de acuerdo con las recomendaciones de la normatividad vigente y las condiciones específicas del proyecto.

7.1.7.1 Accesorios

A lo largo de la línea se dispusieron los accesorios como, uniones y codos, requeridos de acuerdo con el alineamiento en planta y en perfil y las características del material seleccionado para el diseño de la tubería. En los planos de diseño se presentan los cuadros de accesorios con las características de los elementos componentes de la interconexión y se localizan en planta y en perfil con la numeración correspondiente a los cuadros.

7.1.7.2 Válvulas Ventosas

Con el objeto de permitir la acumulación de aire en los puntos altos de la tubería y su correspondiente eliminación a través de las válvulas de ventosa colocadas para este efecto, éstas no deben colocarse en forma horizontal. Este tipo de válvulas debe tener un diámetro mínimo de 3 pulgadas y puede ser aislado de la tubería principal por medio de una válvula de corte. Según el RAS para que exista la remoción hidráulica del aire es necesario que la velocidad mínima operacional sea igual o superior a la velocidad crítica. En caso de no existir la remoción hidráulica será necesaria la instalación de ventosas para la remoción mecánica del aire. Por lo tanto, se procede a calcular la velocidad crítica en remoción de aire en los tramos según las siguientes ecuaciones:

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Hoja No. 169




En donde θ es el ángulo de inclinación con respecto a la horizontal del tramo descendente aguas abajo.


En donde g es el valor de la aceleración de la gravedad (m/s2), Vc es la velocidad crítica de remoción de aire (m/s) y D es el diámetro de la tubería (m). Se realizó la verificación para la instalación de las válvulas purgadoras de aire según el planteamiento anterior. Como se puede apreciar en la siguiente la Remoción Hidráulica de Aire Ventosas

VÁLVULAS VENTOSAS INTERCONEXIÓN CIUDAD - SUR

, en todos los tramos descendentes que están ubicados aguas abajo de la ventosa se cumple la condición para la remoción hidráulica.

Tabla 7-2 Verificación de la Remoción Hidráulica de Aire Ventosas

VÁLVULAS VENTOSAS INTERCONEXIÓN SUR - FISCALÍA

Ventosa Diámetro

(Pulgadas) Diámetro

(m) Ángulo θ (Grados)

Velocidad (m/s)

X Y Vc (m/s)

1 20 0.508 2 2.27 0.18 0.48 1.08

2 20 0.508 19 2.27 0.57 1.02 2.30

3 20 0.508 29 2.27 0.69 1.07 2.39

4 20 0.508 35 2.27 0.75 1.06 2.38

5 20 0.508 45 2.27 0.84 1.03 2.31

6 20 0.508 45 2.27 0.84 1.03 2.31

7 20 0.508 2 2.27 0.18 0.48 1.08

8 20 0.508 2 2.27 0.18 0.48 1.08

9 20 0.508 6 2.27 0.32 0.75 1.67

10 20 0.508 45 2.27 0.84 1.03 2.32

11 20 0.508 18 2.27 0.55 1.018 2.27

12 20 0.508 2 2.27 0.18 0.48 1.08

Para la revisión de las capacidades máximas de entrada y salida de aire sobre la ventosa se empleó como referencia las curvas de las ventosas de marca Bermad modelo C-70; el contratista de obra deberá verificar que las ventosas que suministre cumplan con que la entrada y salida de aire no generé presiones superiores a las que la tubería puede resistir tanto positivas (llenado de la tubería) como negativas (vaciado o purgado de la tubería). En el evento de vaciado de la tubería se revisó con la ventosa crítica, la cual es aquella que se encuentra en los tramos más largos de tubería entre dos purgas y dos ventosas. El

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Hoja No. 170



caudal de vaciado hace referencia a la mitad del volumen de la tubería vaciado durante el tiempo máximo calculado hasta la localización de cada ventosa. La presión que se presenta en el interior de la tubería se encuentra en las gráficas. En el evento de llenado se emplea el caudal de diseño y se revisa contra una ventosa la cual debe permitir la salida de aire sin incrementar la presión dentro de la tubería a más de lo que esta pueda soportar. Usualmente esta presión producida por la salida del aire es muy baja en comparación con las presiones hidráulicas y usualmente es soportada por la tubería sin problema.

Tabla 7-3 Verificación llenado y vaciado de la tubería

Comprobación de caudal de aire de entrada por la Ventosa (Punto Critico).

1.) Vaciado de la Tubería: Caudal de Salida por las Purgas

-300.32 m³/h Presión dentro de la Tubería

-0.01 bar

Maxima presión de vacio para la Tubería -0.50 bar Verificación OK

2.) Llenado de la Tubería:

Caudal de Diseño

0.46 m³/h Presión dentro de la Tubería

0.01 bar

Maxima presión de la Tubería

25.00 bar Verificación OK

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Hoja No. 171



Figura 7-3 Válvula Ventosa

7.1.7.3 Válvulas de Purga

Con el objetivo de facilitar el arrastre de los sedimentos hacia los puntos bajos y acelerar el desagüe de las tuberías, se deben construir válvulas de purga o desagüe. En el RAS 2000 se recomienda que el diámetro de la tubería de desagüe esté entre 1/3 y 1/4 del diámetro de la tubería principal, con un mínimo de 3 pulgadas para tuberías mayores a 4 pulgadas. Para el dimensionamiento de las válvulas de purga se utilizó la siguiente ecuación:


En donde D es el diámetro de la tubería (m), d es el diámetro de la válvula de purga (m), T es el tiempo de descarga (h), Z es la altura promedio entre el punto bajo y los dos puntos altos adyacentes (m), L corresponde a la distancia horizontal entre los dos puntos altos drenados por la válvula en metros. La normatividad estipula que el tiempo de descarga máximo para tuberías con diámetros mayores a 48 pulgadas sea de 10 horas. En el diseño de la Interconexión Sur - Fiscalía, se determinó que para la distancia máxima entre válvulas de purga el tiempo de descarga fuera menor a 1 hora. Teniendo en cuenta que según la norma el diámetro mínimo es de 3 pulgadas, se determinó que el diámetro de las válvulas de purga debe ser de 4 pulgadas para evitar posibles taponamientos. En la siguiente po de Descarga de la Válvulas de Purga

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Hoja No. 172



VÁLVULAS DE PURGA INTERCONEXIÓN AMBALÁ - ALSACIA

se muestra el cálculo realizado para determinar el tiempo de descarga partiendo de un diámetro de 4 pulgadas.

Tabla 7-4 Cálculo del Tiempo de Descarga de la Válvulas de Purga

7.1.7.4 Válvulas de alivió de Presión

A continuación se muestra las carcteristicas y condiciones del diseño de la valvula de presión.

VÁLVULAS DE PURGA INTERCONEXIÓN SUR – FISCALÍA

Purga Diámetro Tubería

(Pulgadas)

Altura Punto Alto

Izq. (m)

Altura Punto Alto

Der. (m)

Promedio de Alturas

(m)

Distancia Horizontal

(m)

Diámetro Purga

(Pulgadas)

Tiempo (hr)

Tiempo (min)

1 20 4.8 18.39 11.595 513.03 4 0.9 54

2 20 0.41 29 14.705 298.56 4 0.45 27

3 20 0.95 9.19 5.07 156.15 4 0.42 25.2

4 20 92.26 1.01 46.64 1319 4 1.15 69

5 20 1.09 27.26 14.175 221.48 4 0.35 21

6 20 13.58 11.79 12.68 1021.91 4 1.7 102

7 20 0.95 8.94 4.95 155.58 4 0.42 25.2

8 20 4.75 11.54 8.14 647.99 4 1.35 81

9 20 9.57 7.18 8.375 1029.23 4 2.1 126

10 20 2.41 0.92 1.66 146.11 4 0.68 40.8

11 20 4.97 1.73 3.35 538.35 4 1.75 105

12 20 18.97 0 9.48 502.72 4 0.95 57

CONSORCIO






Hoja No. 173



Figura 7-4 Cálculo de Valvula de Presión

7.1.8 Resistencia al Empuje Hidráulico (Anclajes)

En toda tubería se presentan empujes debidos a la presión al interior de la tubería y al movimiento del fluido. Por lo tanto en tuberías a presión estos empujes se presentan en todo cambio de dirección. Adicionalmente si las tuberías son superficiales se recomienda anclarlas, mas por su propia estabilidad que por los empujes hidráulicos internos.

7.1.8.1 Empuje Hidrostático

Este empuje se debe al efecto que produce la presión al interior de la tubería. El empuje hidrostático se presenta en la epresenta la presión media del agua en kilogramos sobre centíme.

22

senAPEHS

Ecuación 7-1


Donde P representa la presión media del agua en kilogramos sobre centímetro cuadrado (kg/cm²), A es la sección transversal del tubo en centímetros cuadrados (cm²) y θ es el

CONSORCIO






Hoja No. 174



ángulo de la tubería en radianes (RAD). La presión media se encuentra con la s el peso específico del agua y H es la columna estática (altur

HP Ecuación 7-2


Donde γ es el peso específico del agua y H es la columna estática (altura piezométrica con el fluido en reposo). Suponiendo que la tubería es circular su sección trasversal se encuentra con la s el diámetro de la tubería en centímetros (cm). Empuje Hidrodi.

4

2DA

Ecuación 7-3


Donde D es el diámetro de la tubería en centímetros (cm).

7.1.8.2 Empuje Hidrodinámico

Este se presenta en la s el peso específico del agua, A es la sección transversal del .

22 2

senvg

AEHD

Ecuación 7-4


Donde γ es el peso específico del agua, A es la sección transversal del tubo, g es la aceleración de la gravedad, v en la velocidad del fluido y θ es el ángulo de la tubería. Cuando se presentan velocidades del flujo menores a 3.048 m/s, el empuje hidrodinámico es pequeño comparado con el empuje hidrostático y generalmente es despreciado (EAAB, 2006).

CONSORCIO






Hoja No. 175



Figura 7-5 – Diagrama de fuerzas debidas a la presión hidrodinámica.

7.1.8.3 Empuje Total

El empuje total resistido por la tubería ante el flujo a presión en su interior es igual a la suma del empuje Hidrostático y el empuje Hidrodinámico como se muestra en la en Concreto para Curvas Horizontales

Como reacción al empuje ge.

HDHS EEE

g

vHsenAE

2

22

Ecuación 7-5


7.1.8.4 Anclajes en Concreto para Curvas Horizontales

Como reacción al empuje generado al interior de la tubería por el flujo el material existente al exterior de la tubería deberá soportar esta fuerza. Al disponer un macizo de concreto el empuje lo deben soportar la fricción del terreno que está en contacto con el macizo, el peso del macizo de concreto y la presión del terreno sobre el macizo en caso de que éste se halle enterrado.

CONSORCIO






Hoja No. 176



Figura 7-6– Anclaje típico en curva horizontal.

Para este caso el Empuje a resistir se da por la epresenta el peso de anclaje en kilogramos (kg), σ' es la capac:

' hLWER

Ecuación 7-6


Donde W representa el peso de anclaje en kilogramos (kg), σ' es la capacidad admisible promedio pasiva del terreno natural en la altura del anclaje (ver s la capacidad última promedio pasiva del terreno natural en la, en kg/cm²), μ es el coeficiente de fricción entre el suelo y el concreto (ver de Fricción (μ) entre el Suelo y el Concreto.

Material de contacto contra el concreto Coeficientes de Fricción (μ)

), L es el ancho de anclaje (cm) y h es la altura de anclaje (cm).

FS

'

Ecuación 7-7


Donde σ es la capacidad última promedio pasiva del terreno natural en la altura del anclaje (kg/cm2) y FS es el factor de seguridad que generalmente se recomienda en 2.0.

Tabla 7-5 - Coeficientes de Fricción (μ) entre el Suelo y el Concreto.


Arcilla Húmeda 0.30

Arcilla Seca 0.50

Arena 0.40

Grava 0.60

CONSORCIO






Hoja No. 177



Fuente: EAAB

Del Estudio de Suelos y Análisis de Cimentaciones Tanques de Almacenamiento Sur y Boquerón, se dispone una capacidad portante para el suelo de 2 kg/cm² y se espera una arcilla húmeda. A continuación se exponen los resultados del análisis para estos anclajes en la Tabla 7-6.

CONSORCIO






Hoja No. 178



Tabla 7-6 - Resultados del Cálculo de Anclajes Horizontales.

Accesorio

Ø

(pulg)

Vel.

(m/s)

Ángulo

(°)

Área T.

(cm2)

Presión de

Servicio

(PSI)

Presión de

Servicio (kg/cm2)

Empuje Dinámico Producido

(kg)

Empuje Hidrostático Producido

(kg)

Empuje Total

(kg)

L

(cm)

h

(cm)

b

(cm)

(kg/cm2)

'

(kg/cm2)

Peso Anclaje

(kg)

Empuje a Resistir

(kg)

Volumen de

Concreto (m3)

Codo 20 2.27 90 2026.83 239.01 16.80 150.72 48167.12 48317.84 360 200 200 0.90 0.23 0.67 48843.78 48746.32 4.70

Codo 20 2.27 45 2026.83 239.01 16.80 81.57 26067.86 26149.42 360 150 150 0.90 0.23 0.67 21783.85 26656.36 3.43

Codo 20 2.27 22 2026.83 239.01 16.80 40.67 12997.64 13038.31 210 130 150 0.90 0.23 0.67 10681.14 13253.81 1.71

Codo 20 2.27 11 2026.83 239.01 16.80 20.43 6528.88 6549.31 160 90 150 0.90 0.23 0.67 5265.10 6742.87 0.85

Codo 20 2.27 6 2026.83 239.01 16.80 11.16 3565.05 3576.21 100 90 120 0.90 0.23 0.67 2515.22 3697.32 0.53

Tee 20 2.27 90 2026.83 239.01 16.80 150.72 48167.12 48317.84 360 200 200 0.90 0.23 0.67 48843.78 48746.32 4.70

Tapón 20 2.27 90 2026.83 239.01 16.80 150.72 48167.12 48317.84 360 200 200 0.90 0.23 0.67 48843.78 48746.32 4.70

Válvula 20 2.27 90 2026.83 239.01 16.80 150.72 48167.12 48317.84 360 200 200 0.90 0.23 0.67 48843.78 48746.32 4.70

CONSORCIO






Hoja No. 179



7.1.8.5 Anclajes en Concreto para Curvas Verticales Inferiores

En este tipo de anclaje el terreno natural debe resistir la suma del empuje dinámico más el peso del anclaje (EAAB, 2006). Para este caso el Empuje a resistir se da por la s el ancho de anclaje (cm), b es el espesor del anclaje (cm), σ.

WbLE aR Ecuación 7-8


Donde L es el ancho de anclaje (cm), b es el espesor del anclaje (cm), σa es la capacidad portante admisible del terreno natural.

Figura 7-7 – Anclaje típico en curva vertical inferior.

A continuación se exponen los resultados del análisis para estos anclajes en la Tabla 7-7

CONSORCIO






Hoja No. 180



Tabla 7-7 - Resultados del Cálculo de Anclajes Vertical Inferior.

Accesorio

Ø

(pulg)

Vel.

(m/s)

Ángulo

(°)

Área T.

(cm2)

Presión de

Servicio

(PSI)

Presión de

Servicio (kg/cm2)


(kg)


(kg)

Empuje Total

(kg)

L

(cm)

b

(cm)

(kg/cm2)

'

(kg/cm2)

Peso Anclaje

(kg)

Empuje a Resistir

(kg)

Volumen de

Concreto (m3)

Codo 20 2.27 90 2026.83 239.01 16.80 150.72 48167.12 48317.84 300 200 0.90 0.23 0.67 4834.50 49111.50 2.4173

Codo 20 2.27 45 2026.83 239.01 16.80 81.57 26067.86 26149.42 220 150 0.90 0.23 0.67 2546.50 27113.90 1.2733

Codo 20 2.27 22 2026.83 239.01 16.80 40.67 12997.64 13038.31 160 100 0.90 0.23 0.67 1125.60 13245.60 0.5628

Codo 20 2.27 11 2026.83 239.01 16.80 20.43 6528.88 6549.31 115 70 0.90 0.23 0.67 495.77 6728.53 0.2479

Codo 20 2.27 6 2026.83 239.01 16.80 11.16 3565.05 3576.21 70 70 0.90 0.23 0.67 301.77 4095.63 0.1509

Tee 20 2.27 90 2026.83 239.01 16.80 150.72 48167.12 48317.84 300 200 0.90 0.23 0.67 4834.50 49111.50 2.4173

Tapón 20 2.27 90 2026.83 239.01 16.80 150.72 48167.12 48317.84 300 200 0.90 0.23 0.67 4834.50 49111.50 2.4173

Válvula 20 2.27 90 2026.83 239.01 16.80 150.72 48167.12 48317.84 300 200 0.90 0.23 0.67 4834.50 49111.50 2.4173

CONSORCIO






Hoja No. 181



7.1.8.6 Anclajes en Concreto para Curvas Verticales Superiores

Aquí el anclaje se diseña con un peso igual al esfuerzo y de tal manera que se garantice la unión entre codo y anclaje (EAAB, 2006). Para este caso el Empuje a resistir se da por la 7-33– Anclaje t

WER Ecuación 7-9


Figura 7-8– Anclaje típico en curva vertical superior.


CONSORCIO






Hoja No. 182



Tabla 7-8. Resultados del Cálculo de Anclajes Vertical Superior.

Acceso

rio

Ø

(pulg)

Vel.

(m/s)

Ángulo

(°)

Área T.

(cm2)

Presión de

Servicio

(PSI)

Presión de

Servicio (kg/cm2)


(kg)


(kg)

Empuje Total

(kg)

L

(cm)

b

(cm)

Volumen de

Concreto (m3)

Codo 20 2.27 23 2026.83 51.58 3.63 41.58 2868.02 2909.60 1.21 1.20 1.45

Codo 20 2.27 23 2026.83 55.42 3.90 41.58 3081.34 3122.93 1.30 1.20 1.56

Codo 20 2.27 23 2026.83 67.50 4.75 41.58 3752.92 3794.50 1.36 1.40 1.90

Codo 20 2.27 45 2026.83 96.06 6.75 81.57 10476.74 10558.30 1.83 1.80 5.28

Codo 20 2.27 45 2026.83 96.20 6.76 81.57 10492.24 10573.80 1.84 1.80 5.29

Codo 20 2.27 23 2026.83 108.14 7.60 41.58 6012.57 6054.15 1.78 1.70 3.03

Codo 20 2.27 45 2026.83 108.14 7.60 81.57 11794.08 11875.65 2.06 1.80 5.93

Codo 20 2.27 6 2026.83 120.07 8.44 11.16 1791.00 1802.16 1.12 1.00 0.90

Codo 20 2.27 6 2026.83 187.00 13.15 11.16 2789.30 2800.46 1.16 1.20 1.40

Codo 20 2.27 11 2026.83 232.05 16.31 20.89 6482.28 6503.17 1.80 1.80 3.24

Codo 20 2.27 45 2026.83 237.45 16.69 81.57 25897.38 25978.95 2.59 2.50 12.94

Codo 20 2.27 45 2026.83 237.45 16.69 81.57 25897.38 25978.95 2.59 2.50 12.94

Codo 20 2.27 45 2026.83 203.06 14.28 81.57 22146.83 22228.40 2.35 2.35 11.06

Codo 20 2.27 45 2026.83 204.06 14.35 81.57 22255.32 22336.88 2.36 2.35

Codo 20 2.27 6 2026.83 191.41 13.46 11.16 2855.01 2866.16 1.19 1.20

Codo 20 2.27 45 2026.83 204.77 14.40 81.57 22332.81 22414.38 2.37 2.35

Codo 20 2.27 45 2026.83 204.62 14.39 81.57 22317.31 22398.88 2.37 2.35

CONSORCIO






Hoja No. 183



7.2 Optimización de los Desarenadores en la Bocatoma del río Cócora.

El sistema desarenador de la bocatoma del río Cócora consta de dos tanques con dimensionamiento similar aunque con diferente disposición a la llegada y salida del agua, los cuales funcionan en paralelo, tratando 400 l/s cada uno. Un box culvert de 1.00 m de altura por 1.00 m de ancho, conduce el agua desde la bocatoma a un canal de distribución, el cual por medio de compuertas a la entrada de cada desarenador entrega el caudal requerido a cada uno. En Figura 7-9 se muestra un esquema de la disposición de los desarenadores en el terreno.

Figura 7-9 Esquema de Disposición General de los Desarenadores

Las estructuras fueron diseñadas en concreto reforzado por la firma de consultoría Estudios Técnicos en 1995-1996 y las obras fueron finalizadas en el 2009. Cada desarenador cuenta con una compuerta a la entrada que regula el caudal de entrada. El inicio de la zona de sedimentación está definida por una pantalla deflectora perpendicular al flujo, con perforaciones cuadradas de 0.20 x 0.20 m (Fotografía 7-1) que tiene como fin la distribución uniforme del agua.

CONSORCIO






Hoja No. 184



Fotografía 7-1 Pantalla Deflectora Existente

El Desarenador 1 tiene una longitud efectiva de 29.02 m, un ancho de 6.92 m y una altura útil promedio de 1.49 m, Fotografía 7-2; el Desarenador 2 una longitud de 28.65 m, un ancho de 6.96 y una altura útil de 1.50 m, Fotografía 7-3. Cada desarenador tiene un vertedero rectangular de cresta delgada a la salida de 1.37m y 1.54 m respectivamente.

Fotografía 7-2 Desarenador 1 Existente

CONSORCIO






Hoja No. 185



Fotografía 7-3 Desarenador 2 Existente

7.2.1 Revisión Hidráulica

La revisión de los desarenadores del sistema del río Cócora, se ha llevado a cabo de acuerdo con el RAS 2000 numeral B.4.3.8 - Aprovechamiento de la Infraestructura Existente, donde se explica que para proyectos que involucren la ampliación de un sistema de acueducto, el diseñador debe considerar la posibilidad

de aprovechar la infraestructura existente. En consecuencia se analizan los diferentes aspectos que considera el RAS en el numeral B.4.4.6 para el diseño de Desarenadores de la siguiente forma:

Sobre la Ubicación (B.4.4.6.1): Para la selección del sitio donde se ubicó el desarenador se tuvieron en cuenta los siguientes aspectos:

1. En el área donde se localizan cumple con los lineamientos del RAS respecto a su cercanía a la captación. De acuerdo con la revisión realizada los desarenadores no requieren ser ampliados porque se construyeron con la capacidad máxima tanto del periodo de diseño (2043) como de la concesión de aguas que es de 1.00 m³/s, por lo tanto no se estiman requerimientos de espacio para la ampliación de los mismos. 2. Con el fin de proporcionar suficiente seguridad a la estructura y mitigar el riesgo de inundaciones en los periodos de invierno, se construyeron por parte del IBAL, protecciones en concreto alrededor de los desarenadores. 3. La ubicación actual de los desarenadores garantiza que el sistema de limpieza se haga por gravedad y por su cercanía al río la longitud de desagüe de la tubería no es excesiva. Están ubicados inmediatamente después de la estructura de captación.

CONSORCIO






Hoja No. 186



4. De acuerdo con los reportes recibidos, durante los años que tienen de construidos nunca se han presentado problemas relacionados con el nivel freático (flotación ó subpresión).

Como se mencionó la capacidad hidráulica (B.4.4.6.2); corresponde a todo el periodo de diseño (2043) y cubre el caudal total de la concesión actual sobre el río Cócora. Esta capacidad se verificó para el total de la concesión y para la sedimentación de una partícula de 0.2 mm con un factor de forma de 0.80 (Ver Anexo 13 - Memoria de Calculo).

Sobre la Velocidad de Sedimentación (B.4.4.6.3): Según lo determinado por el RAS, la velocidad de asentamiento vertical debe calcularse en función de la temperatura del agua y el peso específico de la partícula de arena que serán removidas por el desarenador, esta velocidad se calculó con la Ecuación 6-1, obteniendo 1.13 cm/s. Con la Ecuación 6-2 se obtuvo una velocidad horizontal de 2.41 cm/s, por tanto la relación entre la velocidad de sedimentación y la velocidad horizontal es menor a 20, cumpliendo con lo exigido por el RAS en este numeral.

7 Adicionalmente, se determinó que la Velocidad Horizontal Máxima es de 3.98 cm/s, siendo inferior a la Velocidad de Resuspensión de 14.39 cm/s de acuerdo con lo indicado en la

capitulo Teoría de la Sedimentación. Sobre el Dimensionamiento (B.4.4.6.4): Sobre la profundidad efectiva de arena, de acuerdo con la configuración de los desarenadores, ésta es prácticamente inexistente debido al espacio entre el fondo del desarenador y la viga de soporte de la pantalla deflectora, generando un paso continuo de agua por debajo de ésta llevando consigo una resuspensión de las arenas depositadas. Ésta es una de las razones por las cuales es necesario reconstruir esta pantalla. Las estructuras cuentan con una compuerta para la evacuación de los sedimentos de 1.0 m por 1.0 m, tamaño que se considera adecuado y por medio de la cual se puede hacer el desagüe y limpieza. Influencia de los Procesos de Tratamiento Posterior al Desarenador (B.4.4.6.5) El agua que será tratada en los desarenadores será sometida a tratamientos posteriores puesto que ésta será llevada a la planta de tratamiento del Boquerón o La Pola según sea el caso, por lo tanto se revisó la velocidad horizontal máxima obteniendo 0.040 m/s lo cual cumple con lo requerido por el RAS de 0.17 m/s. El análisis se llevó a cabo para una remoción de partículas de 0.20 mm afectadas con un factor de forma de 0.80, con lo cual se tiene una eficiencia en la remoción mayor del 87.5%, lo cual está por encima del requerido por el RAS. Acerca de los Accesorios y Dispositivos (B.4.4.6.6) Como se mencionó la estructura cuenta con una compuerta de 1.0 m x 1.0 m antes del vertedero al final del cuerpo principal del desarenador, con la que se lleva a cabo la limpieza del mismo, el fondo del desarenador tiene una pendiente del 1.00% y 1.62% que produce el suficiente arrastre durante la operación de lavado. Esta compuerta da acceso a un canal de descarga de 2.5 m de ancho y una pendiente del 5%. Periodo de Retención (A.11.2.4) El RAS por medio del Artículo 109, determina que el tiempo de retención mínimo de un desarenador debe ser 20 minutos. Este parámetro fue evaluado de acuerdo al Numeral

CONSORCIO






Hoja No. 187



6.1.2 de este informe, dando como resultado un tiempo de 12.47 min en el Desarenador 1 y 12.48 min en el Desarenador 2, lo que no corresponde con esta exigencia.

7.2.2 Optimización

Como se analizó a lo largo del numeral anterior, los desarenadores existentes para la bocatoma del río Cócora cumplen con la mayoría de requisitos descritos, siendo el más importante el tiempo de caída de la partícula contra el tiempo de viaje horizontal que es mucho mayor a los valores mínimos recomendados por el RAS, lográndose eficiencias superiores al 90%. Dado lo anterior se recomienda la realización de los siguientes ajustes para la optimización de los desarenadores existentes:

1. Con el fin aumentar el periodo de retención del agua en cada desarenador, se debe evaluar la máxima elevación que puede tener el vertedero de salida sin ahogar la bocatoma para así cumplir con el parámetro establecido por el RAS.

2. Se debe reconstruir la pantalla deflectora de entrada, con el fin de optimizar el ingreso del flujo a la zona de sedimentación, evitando los cortos circuitos y velocidades excesivas que no permitan el adecuado proceso de sedimentación. Además, como se mencionó anteriormente, la pantalla deflectora tiene una inapropiada altura con respecto al fondo útil del desarenador, lo que permite el ingreso del agua por debajo de ésta, causando problemas de resuspensión.

Con los anteriores ajustes se hace una inversión de carácter menor y se optimizan unas estructuras costosas que no presentarán problemas de funcionamiento en la operación normal.

7.2.2.1 Aumento Volumen Útil

Las estructuras construidas presentan grandes bordes libres dado que la altura de la lámina de agua está limitada por la altura de los vertederos de salida. Por esta razón, se procedió a calcular la altura de los vertederos para aumentar el volumen del tanque de sedimentación y cumplir así con el periodo de retención indicado, 20 min, dando como resultado un vertedero de 2.47 y 2.57 m de altura respectivamente para cada desarenador. Partiendo de la altura original de los vertederos de 1.37 y 1.54 se precedió a diseñar la altura restante de 1.10 y 1.03 respectivamente.

CONSORCIO






Hoja No. 188



Figura 7-10 Esquema Proyección del Vertedero

De acuerdo al aumento de la altura del vertedero se hizo necesaria la evaluación de los niveles de la lámina de agua sobre la cresta del vertedero y en los puntos que presenta pérdidas menores y por fricción, con el fin de verificar el borde libre en las paredes de los desarenadores y el adecuado funcionamiento de la bocatoma. El resultado de este análisis se muestra en el plano C309_IEHG_PROF_HH_DES_04_V0.dwg, donde se puede observar que los niveles máximos respetan un borde libre mínimo de 20 cm, lo que se considera suficiente dado el flujo máximo y el control de niveles por medio de compuertas. 7.2.2.2 Pantalla Deflectora

La pantalla deflectora diseñada por Estudios Técnicos, como se mencionó anteriormente, presenta deficiencias en su función, dado que por la forma y el tamaño de sus perforaciones permite velocidades mayores a las máximas para una adecuada sedimentación de los sólidos. Adicionalmente, el aumento en la altura del vertedero produce un aumento en la lámina de agua a la entrada del tanque de sedimentación lo que hace que la pantalla existente sea pequeña para la nueva capacidad del desarenador. Siguiendo la Guía para el Diseño de Desarenadores y Sedimentadores de la Organización Panamericana de la Salud, se determinó la altura mínima y máxima de los orificios de acuerdo a la lámina de agua, como se muestra en la Figura 7-11. Estas alturas permiten determinar la altura útil en la que se pueden distribuir las perforaciones dentro de la pantalla.

CONSORCIO






Hoja No. 189



Figura 7-11 Esquema Pantalla Difusora (OPS, 2005)

Por medio de la Ecuación 6-8 y Ecuación 6-9 se procedió a calcular la geometría de cada pantalla, dando como resultado el área requerida para una velocidad de entrada de 0.20 m/s. Teniendo en cuenta la altura de la lámina de agua y un tamaño constructivamente apropiado para las perforaciones (diámetro externo de tuberías en PVC), se desarrolló la geometría, la cual se presenta en la Tabla 7-9).

Tabla 7-9 Características de Pantalla Deflectora

Caudal de Evaluación (Q) 0.40 m³/s

Diámetro de Orificio (d) 0.114 m

Área por Orificio (a0) 0.0102 m²

Número Orificios (N) 224 und

Velocidad (v) 0.20 m/s

Área Total Efectiva (Ae) 2.29 m²

En la Figura 7-12 se puede ver un esquema de la pantalla calculada para el desarenador 1.

CONSORCIO






Hoja No. 190



Figura 7-12 Esquema Pantalla Deflectora

7.3 Línea de Interconexión entre los desarenadores y la Línea de Aducción del río Cócora K0+000

Los desarenadores existentes presentan un niple a la salida de cada uno de aproximadamente 1.00 m de longitud desde el borde externo de la pared de 0.90 m de diámetro en HD, como se muestra en la Fotografía 7-4. Dado que el funcionamiento de los desarenadores es en paralelo, se hace necesario el diseño de la interconexión de cada uno con el arranque de la línea de aducción.

Fotografía 7-4 Niples de Salida de Desarenador 1 y 2

Debido al espacio disponible para la realización de la interconexión, se determinó un trazado, como se muestra en la Figura 7-13 y la conveniencia de utilización de tubería en HD con accesorios bridados como se muestra en el plano C309_IEHG_HH_DES_05_V0. dwg.

CONSORCIO






Hoja No. 191



Figura 7-13 Esquema Línea de Interconexión Desarenadores

7.4 Línea de Aducción Cócora K4+700 a la PTAP Boquerón. Partiendo de la alternativa seleccionada en el capítulo anterior, se presenta en este capítulo el diseño hidráulico de la tubería de aducción, iniciando desde el K4+700, terminando en la PTAP Boquerón.

7.4.1 Alcance del Diseño.

A partir de lo concluido en el documento C309-MT-04 "Análisis de Alternativas de Diseño", se proyecta la línea de aducción desde la nueva fuente, Río Cócora, hacía la nueva planta de tratamiento el Boquerón. No obstante, es importante aclarar que el alcance del diseño corresponde a un tramo de la aducción, debido a que ya se cuenta construida parte de la infraestructura, como el sistema de captación y el desarenador. Adicionalmente los primeros 4700 metros de tubería se encuentran en proceso de construcción. Por lo tanto, el diseño se realiza solamente a partir del K4+700 hasta la PTAP Boquerón, es decir una longitud de 7924 m, teniendo en cuenta que la longitud total son 12624 metros.

CONSORCIO






Hoja No. 192



7.4.2 Periodo de Diseño.


7.4.3 Caudal de Diseño.

En el documento C309-MT-04 "Análisis de Alternativas de Diseño", se realizó el balance de los tanques de almacenamiento proyectados. De acuerdo con lo presentado en dicho documento, para la línea de aducción se estableció que el caudal de entrada requerido corresponde a 800 L/s.

7.4.4 Diseño de la Tubería.

En este numeral se presenta el diseño de la tubería de aducción. Se mencionan en primer lugar los parámetros de diseño considerados, los aspectos del diseño en planta y en perfil y se presentan los resultados de los cálculos realizados para la determinación de la línea de gradiente hidráulico y la presión de trabajo que debe cumplir el material seleccionado.


Se presentan a continuación los parámetros considerados para el diseño de la tubería de aducción, de acuerdo con lo establecido en el reglamento RAS 2000.

La velocidad mínima en la tubería de conducción debe ser de 0,6 m/s, para favorecer la

auto limpieza de materiales sólidos en suspensión.

Las pendientes mínimas recomendadas son las siguientes: cuando el aire circula en el

sentido del flujo del agua, la pendiente mínima debe ser 0.04%; cuando el aire fluye en el sentido contrario al flujo del agua la pendiente mínima debe estar entre 0.1% y 0.15%.

La profundidad mínima para el tendido de la línea debe ser por lo menos 0.6 metros

medidos desde la superficie del terreno hasta el lomo de la tubería, para proteger la tubería y con el fin de tener un aislamiento térmico y en los cruces con carreteras la profundidad mínima debe ser de 1.0 m o tener un sistema de protección. En términos generales, la profundidad no debe exceder de 1.50 m.

Debe verificarse que la línea piezométrica o línea de gradiente hidráulico quede ubicada,

en las condiciones más desfavorables de los caudales previstos, por lo menos 2 metros por encima de la cota clave de la tubería y por lo menos 1 m por encima de la superficie del terreno. Para asegurar que la tubería funcionará a presión.

CONSORCIO






Hoja No. 193






En el diseño hidráulico de la tubería se tuvieron en cuenta adicionalmente los efectos de pérdidas por fricción debidas al movimiento del agua, pérdidas localizadas debido a las válvulas y accesorios, las presiones de trabajo, las sobre presiones y sub presiones por golpe de ariete y la presión requerida al final de la tubería. Con el análisis de alternativas se estableció para la tubería de aducción un diámetro de 36 pulgadas para el caudal de diseño. 7.4.5.1 Diseño en Planta

Para el diseño en planta de la tubería de aducción, se emplearon los levantamientos planimétricos realizados, con el registro de la información de los elementos de interés como postes, cajas, muros, etc. 7.4.5.2 Diseño en Perfil

Para el diseño en perfil de la interconexión se empleó el levantamiento planialtimétrico de la topografía con algunos detalles de interferencias, sin embargo el levantamiento no contaba con información de todas las interferencias, dado que no existe un record actualizado de los servicios de teléfonos y alcantarillado. Se contó con información de los servicios de energía eléctrica y distribución de gas natural. En todo caso, el CONTRATISTA DE OBRA, antes de iniciar la excavación de la zanja deberá localizar los alcantarillados principales y los ductos telefónicos que se cruzan con el eje de la tubería proyectada, al igual que las redes de otros servicios públicos, y tomar las medidas necesarias para evitar la descarga de agua en la zanja que se va a construir. Si en la zanja se encuentran aguas negras, éstas deben quitarse y se deben desinfectar por cualquier sistema la zona contaminada”; Como está estipulado en el RAS 2000. Además, el CONTRATISTA DE OBRA deberá verificar la localización en terreno de estos elementos y el cumplimiento de las distancias mínimas de la norma. 7.4.5.3 Pérdidas de Energía por Fricción


CONSORCIO






Hoja No. 194



Ecuación 7-10

En donde hf son las pérdidas por fricción (mca), f es el factor de fricción, l es la longitud de la tubería sobre la cual se realiza el cálculo de pérdidas por fricción, D es el diámetro de la tubería (m), v es la velocidad del flujo (m/s) y g corresponde al valor de aceleración de la gravedad (m/s2). Para flujo turbulento, que es el que se presenta comúnmente en las tuberías de acueducto, el factor de fricción está dado por la expresión que se presenta a continuación la cual fue deducida por los investigadores Colebrook y White:

Ecuación 7-11

En donde f es el factor de fricción, D es el diámetro de la tubería (m), ks es la rugosidad de la tubería (m), y Re corresponde al número de Reynolds el cual es función de la velocidad y la viscosidad del flujo y del diámetro de la tubería. 7.4.5.4 Pérdidas Locales de Energía


Ecuación 7-12




CONSORCIO






Hoja No. 195





Ecuación 7-13



Ecuación 7-14


Ecuación 7-15


CONSORCIO






Hoja No. 196





Ecuación 7-16

En donde t es el tiempo efectivo de cierre (s), a es la celeridad de onda (m/s), y L es la longitud de la tubería (m). 7.4.6.3 Cálculos del Fenómeno del Golpe de Ariete para la Tubería de Aducción

Celeridad de Onda (a): El material de la tubería seleccionado corresponde a CCP, para el cual se tiene un valor de celeridad de onda de 900.44 m/s. Sobrepresión por el Cierre de una Válvula : Teniendo que la velocidad del flujo en la

tubería de 36 pulgadas para el caudal de diseño es de 1.22 m/s, se obtiene una sobrepresión debida al cierre de una válvula de 32.50 mca. Tiempo Mínimo para el Cierre de una Válvula (t): Considerando una longitud de tubería de 7924 metros, se obtiene un tiempo mínimo de cierre de 17 segundos. Sin embargo, debido a la sobre presión que se puede presentar en un cierre de válvulas en este tiempo no será resistida por los tubos que se utilizarán. Se calculó que para disminuir el efecto del golpe de ariete se deberá realizar el cierre de válvulas sobre la línea en un tiempo no menor de 1.5 MINUTOS, que se obtiene mediante un cambio en la celeridad de onda en el tubo que garantice así que se resistirá la sobre presión. Es de suma importancia que tanto EL CONTRATISTA DE OBRA como LA EMPRESA QUE SERÁ ENCARGADA DEL MANTENIMIENTO cumpla con estos tiempos de cierre de válvulas, de lo contrario la tubería podría sufrir por efectos de golpe de ariete. Depresión por el Cierre de una Válvula : El tiempo mínimo de cierre de una válvula

debe ser de 17 segundos. Sin embargo, dadas las condiciones de la tubería se recomienda un tiempo mínimo para el cierre de 35 segundos para evitar este efecto. Dado que el tiempo mínimo menor es dado por la sobrepresión se deberá cerrar en 1.5 minutos. Se recomienda que el contratista de obra suministre válvulas con seguros de cierre lento en que el mecanismo de cierre requiera un gran número de vueltas para realizar el cierre. Como se muestra a continuación, la línea de sub-presión tiene una cota mayor a la de la tubería, entre el Kilómetro 3+300 y 9+600, por esta razón es necesaria la instalación de ventosas en los puntos altos de la línea para evitar la contracción de la tubería y las consecuencias mecánicas que esta pueda tener a lo largo de la conducción

CONSORCIO






Hoja No. 197



Figura 7-14 Líneas de sobepresión y subpresión en la línea de aducción Cócora (K4+700) – Tanque Boquerón.


La presión estática máxima es el valor que tendrá la tubería presurizada completamente y con velocidad igual a 0 en el punto más bajo de su alineamiento, esta medida hace relación a la diferencia de alturas entre el punto más alto de la aducción y el punto más bajo de la misma. Para este caso en particular se obtiene un valor de 321 mca.


Para establecer la presión de diseño de la tubería se tuvo en cuenta el valor de la máxima sobrepresión debida al fenómeno del golpe de ariete y la presión estática máxima. Adicionalmente se consideró la presión dinámica máxima a partir del modelo matemático encontrando un valor de 289 mca. Debido a que la sobre presión por golpe de ariete con una maniobra de 1.5 minutos es casi despreciable ya que es en promedio 22 mca, con respecto a la presión estática que es de 321 mca, se determinó que la resistencia de los tubos comprados por el IBAL para la aducción cumplen con la sobre presión producida por el golpe de ariete. En la Tabla 7-10 se muestran las presiones de diseño para cada tramo.

Tabla 7-10 Presiones de diseño

Sobre presión

CONSORCIO






Hoja No. 198



ABSCISADO Presión de diseño (m.c.a.) Longitud

requerida (m)

K04+700 K04+990 210 290

K04+990 K05+588 245 598

K05+588 K06+598 280 1.010

K06+598 K07+398 315 800

K07+398 K07+650 325 252

K07+650 K07+782 315 132

K07+782 K07+992 280 210

K07+992 K08+650 245 658

K08+650 K08+690 280 40

K08+690 K08+754 245 64

K08+754 K09+218 280 464

K09+218 K09+408 245 190

K09+408 K09+460 210 52

K09+460 K09+570 175 110

K09+570 K09+637 140 67

K09+637 K09+645 110 8

K09+645 K09+674 105 29

K09+674 K09+680 90 6

K09+680 K11+778 85 2.098

7.4.6.6 Perfil Hidráulico de la Tubería

Una vez determinados el material y la presión de diseño, el diámetro, el caudal de diseño, se ajustó el modelo matemático construido para la evaluación hidráulica de alternativas y se realizó el cálculo hidráulico de las condiciones de flujo y la distribución de la presión en la tubería de aducción. De este calculó se obtuvo el perfil hidráulico de la tubería, en donde se muestra el perfil de elevación de la tubería y el perfil de la línea piezométrica. En la siguiente tabla se presenta el resumen de las propiedades incluidas para los cálculos del modelo matemático.

Tabla 7-11 Propiedades del Modelo Matemático Línea de Aducción

CARACTERÍSTICAS ADUCCIÓN




800 CCP 0.12 36 pulgadas 7924 3.5 % de Longitud


CONSORCIO






Hoja No. 199



Figura 7-15. Perfil Hidráulico Tubería de Aducción



7.4.7.1 Accesorios

A lo largo de la línea se dispusieron los accesorios como, uniones y codos, requeridos de acuerdo con el alineamiento en planta y en perfil y las características del material seleccionado para el diseño de la tubería. En los planos de diseño se presentan los cuadros de accesorios con las características de los elementos componentes de la interconexión y se localizan en planta y en perfil con la numeración correspondiente a los cuadros. 7.4.7.2 Válvulas Ventosas

Con el objeto de permitir la acumulación de aire en los puntos altos de la tubería y su correspondiente eliminación a través de las válvulas de ventosa colocadas para este efecto, éstas no deben colocarse en forma horizontal. Este tipo de válvulas debe tener un diámetro mínimo de 3 pulgadas y puede ser aislado de la tubería principal por medio de una válvula de corte.

CONSORCIO






Hoja No. 200



Según el RAS para que exista la remoción hidráulica del aire es necesario que la velocidad mínima operacional sea igual o superior a la velocidad crítica. En caso de no existir la remoción hidráulica será necesaria la instalación de ventosas para la remoción mecánica del aire. Por lo tanto, se procede a calcular la velocidad crítica en remoción de aire en los tramos según las siguientes ecuaciones:

Ecuación 7-17

Ecuación 7-18


Ecuación 7-19

En donde g es el valor de la aceleración de la gravedad (m/s2), Vc es la velocidad crítica de remoción de aire (m/s) y D es el diámetro de la tubería (m). Se realizó la verificación para la instalación de las válvulas purgadoras de aire según el planteamiento anterior. Como se puede apreciar en la siguiente tabla, en todos los tramos descendentes que están ubicados aguas abajo de la ventosa se cumple la condición para la remoción hidráulica.


Para la revisión de las capacidades máximas de entrada y salida de aire sobre la ventosa se empleó como referencia las curvas de las ventosas de marca Bermad modelo C-70; el contratista de obra deberá verificar que las ventosas que suministre cumplan con que la entrada y salida de aire no generé presiones superiores a las que la tubería puede resistir tanto positivas (llenado de la tubería) como negativas (vaciado o purgado de la tubería).

VÁLVULAS VENTOSAS ADUCCIÓN

Ventosa Diámetro



Velocidad (m/s)

X Y Vc (m/s)

1 36 0.91 1 1.22 0.13 0.36 1.07

2 36 0.91 2 1.22 0.19 0.49 1.45

3 36 0.91 0.1 1.22 0.04 0.12 0.36

4 36 0.91 18 1.22 0.56 1.02 3.03

5 36 0.91 3 1.22 0.23 0.58 1.71

6 36 0.91 0.1 1.22 0.04 0.12 0.36

7 36 0.91 0.1 1.22 0.04 0.12 0.36

8 36 0.91 3 1.22 0.23 0.58 1.71

9 36 0.91 0.1 1.22 0.04 0.12 0.36

10 36 0.91 0.1 1.22 0.04 0.12 0.36

CONSORCIO






Hoja No. 201



En el evento de vaciado de la tubería se revisó con la ventosa crítica, la cual es aquella que se encuentra en los tramos más largos de tubería entre dos purgas y dos ventosas. El caudal de vaciado hace referencia a la mitad del volumen de la tubería vaciado durante el tiempo máximo calculado hasta la localización de cada ventosa. La presión que se presenta en el interior de la tubería se encuentra en las gráficas. En el evento de llenado se emplea el caudal de diseño y se revisa contra una ventosa la cual debe permitir la salida de aire sin incrementar la presión dentro de la tubería a más de lo que esta pueda soportar. Usualmente esta presión producida por la salida del aire es muy baja en comparación con las presiones hidráulicas y usualmente es soportada por la tubería sin problema.

Tabla 7-13 Verificación llenado y vaciado de la tubería

Comprobación de caudal de aire de entrada por la Ventosa (Punto Crítico)

1.) Vaciado de la Tubería: Caudal de Salida por las Purgas -1196.58 m³/h

Presión dentro de la Tubería -0.05 bar Maxima presión de vacio para la Tubería -0.50 bar

Verificación OK


Caudal de Diseño 2880.00 m³/h Presión dentro de la Tubería 0.25 bar Maxima presión de la Tubería 14.00 bar Verificación OK

CONSORCIO






Hoja No. 202



Figura 7-16 Válvula Ventoa línea de Aducción

Fuente: http://www.bermad.com/Data/Uploads/WW-C70-Eng_(PCAWE11-C70)_May2013.pdf



Ecuación 7-20

En donde D es el diámetro de la tubería (m), d es el diámetro de la válvula de purga (m), T es el tiempo de descarga (h), Z es la altura promedio entre el punto bajo y los dos puntos altos adyacentes (m), L corresponde a la distancia horizontal entre los dos puntos altos drenados por la válvula en metros.

CONSORCIO






Hoja No. 203



La normatividad estipula que el tiempo de descarga máximo para tuberías con diámetros mayores a 48 pulgadas sea de 10 horas. En el diseño de la tubería de Aducción, se determinó que para la distancia máxima entre válvulas de purga el tiempo de descarga fuera menor a 1 hora. Teniendo en cuenta que según la norma el diámetro mínimo es de 3 pulgadas, se determinó que el diámetro de las válvulas de purga debe ser de 4 pulgadas para evitar posibles taponamientos. En la siguiente tabla se muestra el cálculo realizado para determinar el tiempo de descarga partiendo de un diámetro de 4 pulgadas.


VÁLVULAS DE PURGA ADUCCIÓN


(Pulgadas)

Altura Punto Alto

Izq. (msnm)

Altura Punto Alto

Der. (msnm)

Promedio de Alturas

(m)


(m)

Diámetro Purga

(Pulgadas)

Tiempo (hr)

Tiempo (min)

1 36 1258 17 25.50 10 0.24 14.49

2 36 1241 1225 19 39.82 10 0.25 15.02

3 36 1225 1210 24 58.05 10 0.42 25.24

4 36 1210 1194 27 66.35 10 0.32 19.43

5 36 1194 29.3 43.95 10 0.28 17.06

6 36 1164.7 1235 95 215.16 10 0.31 18.80

7 36 1235 1232 28 81.69 10 0.16 9.87

8 36 1232 1238.6 44.6 128.65 10 0.21 12.86

9 36 1401 168 252 10 0.08 4.60

10 36 1401 9.5 14.25 10 0.83 49.90

11 36 1391.5 1421 40.13 91.18 10 0.68 40.79




Este empuje se debe al efecto que produce la presión al interior de la tubería. El empuje hidrostático se presenta en la Ecuación 7-21.

22

senAPEHS

Ecuación 7-21

Donde P representa la presión media del agua en kilogramos sobre centímetro cuadrado (kg/cm²), A es la sección transversal del tubo en centímetros cuadrados (cm²) y θ es el

CONSORCIO






Hoja No. 204



ángulo de la tubería en radianes (RAD). La presión media se encuentra con la Ecuación 7-22.

HP Ecuación 7-22

Donde γ es el peso específico del agua y H es la columna estática (altura piezométrica con el fluido en reposo). Suponiendo que la tubería es circular su sección trasversal se encuentra con la Ecuación 7-23.

4

2DA

Ecuación 7-23



Este se presenta en la Ecuación 7-24.

22 2

senvg

AEHD

Ecuación 7-24


CONSORCIO






Hoja No. 205



Figura 7-17 – Diagrama defuerzas debidas a la presión hidrodinámica.


El empuje total resistido por la tubería ante el flujo a presión en su interior es igual a la suma del empuje Hidrostático y el empuje Hidrodinámico como se muestra en la Ecuación 7-25.

HDHS EEE

g

vHsenAE

2

22

Ecuación 7-25

7.4.9 Anclajes en Concreto para Curvas Horizontales


Figura 7-18– Anclaje típio en curva horizontal.

Para este caso el Empuje a resistir se da por la Ecuación 7-26:

' hLWER Ecuación 7-26

Donde W representa el peso de anclaje en kilogramos (kg), σ' es la capacidad admisible promedio pasiva del terreno natural en la altura del anclaje (ver Ecuación 7-27, en

CONSORCIO






Hoja No. 206



kg/cm²), μ es el coeficiente de fricción entre el suelo y el concreto (ver Tabla 7-15 ), L es el ancho de anclaje (cm) y h es la altura de anclaje (cm).

FS

'

Ecuación 7-27



Material de contacto contra el concreto

Coeficientes de Fricción (μ)


Arcilla Seca 0.50

Arena 0.40

Grava 0.60

Fuente: EAAB

Del Estudio de Suelos y Análisis de Cimentaciones Tanques de Almacenamiento Sur y Boquerón, se dispone una capacidad portante para el suelo de 2 kg/cm² y se espera una arcilla húmeda. A continuación se exponen los resultados del análisis para estos anclajes en la Tabla 7-16.

CONSORCIO






Hoja No. 207



Tabla 7-16 - Resultados del Cálculo de Anclajes Horizontales.

No

do

Diá

me

tro

Án

gulo

Pre

sió

n d

e

Serv

icio

Pre

sió

n

Está

tica

Emp

uje

Din

ámic

o

tota

l

Emp

uje

est

átic

o

tota

l

Emp

uje

m

áxim

o d

e

dis

eñ

o

Tip

o d

e A

ncl

aje

L2

L1

h

b

Vo

lum

en

de

l

An

claj

e

(pu

lg)

(°)

(mca

)

(mca

)

(kg)

(kg)

(kg)

(m)

(m)

(m)

(m)

(m³)

H-1 36 11 190.7 199.6 24021.04 25121.10 25121.10 HOA11-ccp-sol-36" 0.263 0.830 1.214 2.500 7.736

H-2 36 11 185.4 194.4 23360.16 24474.07 24474.07 HOA11-ccp-sol-36" 0.263 0.964 1.214 3.200 6.410

H-3 36 11 185.2 194.2 23331.21 24446.37 24446.37 HOA11-ccp-sol-36" 0.263 1.002 1.214 3.400 6.891

H-4 36 11 185.2 194.2 23329.95 24445.11 24445.11 HOA11-ccp-sol-36" 0.263 1.021 1.214 3.500 7.134

H-5 36 11 188.6 197.7 23761.73 24890.74 24890.74 HOA11-ccp-sol-36" 0.263 0.983 1.214 3.300 6.649

H-6 36 11 198 207.3 24945.02 26097.95 26097.95 HOA11-ccp-sol-36" 0.263 1.041 1.214 3.600 7.381

H-7 36 22 199 208.4 49918.48 52216.23 52216.23 HOA11-ccp-sol-36" 0.523 1.843 1.560 3.000 10.824

H-8 36 22 201.7 211.1 50587.60 52895.37 52895.37 HOA11-ccp-sol-36" 0.523 1.843 1.476 3.000 10.203

H-9 36 22 202.4 211.8 50763.02 53073.30 53073.30 HOA11-ccp-sol-36" 0.523 2.034 1.391 3.500 11.585

H-10 36 22 205.2 214.6 51467.22 53787.53 53787.53 HOA22-ccp-sol-36" 0.523 1.919 1.554 3.200 11.665

H-11 36 22 206.5 215.9 51780.48 54105.80 54105.80 HOA22-ccp-sol-36" 0.523 1.919 1.618 3.200 12.179

H-12 36 11 207 216.5 26081.74 27251.03 27251.03 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.021 1.214 3.500 7.134

H-13 36 11 208.9 218.4 26315.88 27490.21 27490.21 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.021 1.214 3.500 7.134

H-14 36 45 209.6 219.1 105428.30 110132.12 110132.12 HOA22-ccp-sol-36" 1.050 3.313 2.160 2.500 18.248

H-15 36 45 215.3 224.9 108283.13 113017.11 113017.11 HOA22-ccp-sol-36" 1.050 2.930 2.316 2.000 15.142

H-16 36 22 217 226.6 54419.36 56779.76 56779.76 HOA22-ccp-sol-36" 0.523 1.843 1.653 3.000 11.521

H-17 36 11 218.2 227.8 27489.10 28679.80 28679.80 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.079 1.214 3.800 7.880

H-18 36 11 220.3 229.9 27750.94 28945.41 28945.41 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.079 1.214 3.800 7.880

H-19 36 11 224.5 234.2 28282.16 29485.45 29485.45 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.117 1.214 4.000 8.388

H-20 36 11 225.4 235.1 28386.65 29591.19 29591.19 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.156 1.214 4.200 8.906

H-21 36 11 226.5 236.2 28528.89 29735.95 29735.95 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.117 1.214 4.000 8.388

H-22 36 11 228.1 237.8 28727.79 29938.62 29938.62 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.079 1.214 3.800 7.880

H-23 36 11 228.3 238.1 28754.22 29972.61 29972.61 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.156 1.214 4.200 8.906

CONSORCIO






Hoja No. 208



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(kg)

(kg)

(m)

(m)

(m)

(m)

(m³)

H-24 36 11 225.8 235.7 28444.55 29675.53 29675.53 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.041 1.214 3.600 7.381

H-25 36 22 225.3 235.3 56496.88 58965.04 58965.04 HOA22-ccp-sol-36" 0.523 2.224 1.290 4.000 12.671

H-26 36 22 225.7 235.8 56609.66 59082.83 59082.83 HOA22-ccp-sol-36" 0.523 2.224 1.422 4.000 14.052

H-27 36 22 225.7 235.7 56587.10 59062.78 59062.78 HOA22-ccp-sol-36" 0.523 2.034 1.286 3.500 10.649

H-28 36 11 224.8 234.8 28312.38 29558.46 29558.46 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.060 1.214 3.700 7.629

H-29 36 11 223.6 233.7 28165.09 29419.99 29419.99 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.309 1.214 5.000 17.039

H-30 36 11 223.4 233.5 28136.14 29392.29 29392.29 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.079 1.214 3.800 7.880

H-31 36 11 223.4 233.5 28138.66 29397.33 29397.33 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.098 1.214 3.900 8.133

H-32 36 11 229.6 239.9 28921.65 30195.42 30195.42 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.117 1.214 4.000 8.388

H-33 36 22 230.8 241.1 57885.24 60426.08 60426.08 HOA22-ccp-sol-36" 0.523 2.224 1.343 4.000 13.234

H-34 36 11 232.9 243.2 29334.54 30615.87 30615.87 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.156 1.214 4.200 8.906

H-35 36 22 233.4 243.8 58536.82 61092.69 61092.69 HOA22-ccp-sol-36" 0.523 2.224 1.238 4.000 12.128

H-36 36 11 234.6 245 29549.80 30838.68 30838.68 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.137 1.214 4.100 8.646

H-37 36 11 235.8 246.2 29703.38 30997.29 30997.29 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.137 1.214 4.100 8.646

H-38 36 11 240.8 251.4 30336.57 31644.33 31644.33 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 0.983 1.214 3.300 10.555

H-39 36 11 242.3 252.9 30524.13 31835.67 31835.67 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.098 1.214 3.900 8.133

H-40 36 11 243.2 253.8 30628.61 31945.19 31945.19 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.098 1.214 3.900 8.133

H-41 36 11 244.1 254.7 30744.42 32063.52 32063.52 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.156 1.214 4.200 8.906

H-42 36 11 245.4 256.2 30911.85 32254.86 32254.86 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.156 1.214 4.200 8.906

H-43 36 11 247 257.8 31108.23 32456.27 32456.27 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 0.983 1.214 3.300 10.555

H-44 36 11 247.9 258.8 31225.30 32574.60 32574.60 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.098 1.214 3.900 8.133

H-45 36 11 248.3 259.2 31278.17 32629.99 32629.99 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.175 1.214 4.300 9.168

H-46 36 22 249 259.9 62431.23 65127.44 65127.44 HOA22-ccp-sol-36" 0.523 2.224 1.405 4.000 13.881

H-47 36 22 248.2 259.1 62243.28 64941.99 64941.99 HOA22-ccp-sol-36" 0.523 2.224 1.454 4.000 14.386

CONSORCIO






Hoja No. 209



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(mca

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(kg)

(kg)

(kg)

(m)

(m)

(m)

(m)

(m³)

H-48 36 11 243.8 254.8 30712.95 32079.88 32079.88 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 0.926 1.214 3.000 9.481

H-49 36 22 243 254.3 60937.62 63716.53 63716.53 HOA22-ccp-sol-36" 0.523 2.224 1.348 4.000 13.277

H-50 36 22 244.3 255.6 61260.90 64044.82 64044.82 HOA22-ccp-sol-36" 0.523 2.224 1.429 4.000 14.132

H-51 36 11 249.3 260.8 31405.31 32831.40 32831.40 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.194 1.214 4.400 9.433

H-52 36 11 254.1 265.7 32003.25 33440.67 33440.67 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.098 1.214 3.900 8.133

H-53 36 11 264.1 275.8 33263.33 34718.38 34718.38 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.002 1.214 3.400 10.918

H-54 36 11 265 276.7 33381.66 34836.71 34836.71 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.041 1.214 3.600 11.651

H-55 36 11 265.8 277.6 33481.11 34943.71 34943.71 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.002 1.214 3.400 10.918

H-56 36 11 265.1 277 33390.47 34866.92 34866.92 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.213 1.214 4.500 9.699

H-57 36 22 263.2 275.2 66007.37 68959.20 68959.20 HOA22-ccp-sol-36" 0.523 2.224 1.651 4.000 16.453

H-58 36 22 254.7 266.6 63857.18 66821.54 66821.54 HOA22-ccp-sol-36" 0.523 2.224 1.340 4.000 13.200

H-59 36 22 254.1 266.1 63719.34 66693.73 66693.73 HOA22-ccp-sol-36" 0.523 2.034 1.443 3.500 12.043

H-60 36 22 260.5 272.6 65323.22 68307.63 68307.63 HOA22-ccp-sol-36" 0.523 1.843 1.442 3.000 9.943

H-61 36 22 263.9 275.9 66162.75 69152.17 69152.17 HOA22-ccp-sol-36" 0.523 2.415 1.420 4.500 16.357

H-62 36 22 266.3 278.4 66769.22 69768.66 69768.66 HOA22-ccp-sol-36" 0.523 2.224 1.694 4.000 16.900

H-63 36 22 268.3 280.4 67267.92 70277.39 70277.39 HOA22-ccp-sol-36" 0.523 2.224 1.536 4.000 15.245

H-64 36 11 270 282.2 34003.52 35521.51 35521.51 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.060 1.214 3.700 12.021

H-65 36 11 271.9 284.1 34241.44 35759.43 35759.43 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.041 1.214 3.600 11.651

H-66 36 22 272.2 284.5 68252.80 71304.87 71304.87 HOA22-ccp-sol-36" 0.523 2.224 1.658 4.000 16.524

H-67 36 11 273.8 286.2 34490.69 36030.07 36030.07 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.021 1.214 3.500 11.283

H-68 36 11 276.5 289 34829.31 36381.29 36381.29 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.060 1.214 3.700 12.021

H-69 36 22 277.1 289.6 69473.25 72567.93 72567.93 HOA22-ccp-sol-36" 0.523 2.224 1.775 4.000 17.754

H-70 36 11 277.3 289.8 34921.20 36478.22 36478.22 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.041 1.214 3.600 11.651

H-71 36 11 277.9 290.5 34999.25 36565.07 36565.07 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.060 1.214 3.700 12.021

CONSORCIO






Hoja No. 210



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(mca

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(kg)

(kg)

(kg)

(m)

(m)

(m)

(m)

(m³)

H-72 36 11 279.7 292.4 35228.36 36810.55 36810.55 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.041 1.214 3.600 11.651

H-73 36 11 281.4 294.3 35444.88 37044.69 37044.69 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.501 1.214 6.000 21.166

H-74 36 11 287.3 300.2 36180.03 37786.13 37786.13 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.079 1.214 3.800 12.393

H-75 36 11 290.3 303.2 36558.94 38170.08 38170.08 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.079 1.214 3.800 12.393

H-76 36 11 294.4 307.4 37072.54 38698.78 38698.78 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.117 1.214 4.000 13.144

H-77 36 22 295.1 308.3 73999.19 77271.80 77271.80 HOA22-ccp-sol-36" 0.523 2.224 1.813 4.000 18.153

H-78 36 11 295.1 308.3 37164.43 38808.30 38808.30 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.079 1.214 3.800 12.393

H-79 36 45 293.9 307.2 147798.40 154376.96 154376.96 HOA22-ccp-sol-36" 1.050 2.930 3.564 2.000 23.850

H-80 36 45 293 306.2 147325.95 153909.53 153909.53 HOA22-ccp-sol-36" 1.050 3.313 2.896 2.500 24.811

H-81 36 22 291.7 305 73137.11 76439.79 76439.79 HOA22-ccp-sol-36" 0.523 2.034 1.848 3.500 15.660

H-82 36 11 297.5 311 37469.07 39145.67 39145.67 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 0.983 1.214 3.300 10.555

H-83 36 11 298.5 312 37598.72 39279.10 39279.10 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 0.964 1.214 3.200 10.195

H-84 36 11 304.7 318.5 38379.20 40087.27 40087.27 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 0.983 1.214 3.300 10.555

H-85 36 45 306.8 320.6 154256.95 161137.08 161137.08 HOA22-ccp-sol-36" 1.050 3.313 2.712 2.500 23.170

H-86 36 45 307.2 321.1 154493.18 161378.33 161378.33 HOA22-ccp-sol-36" 1.050 3.313 2.736 2.500 23.386

H-87 36 45 296 310 148858.91 155819.46 155819.46 HOA22-ccp-sol-36" 1.050 3.313 2.626 2.500 22.402

H-88 36 45 279.4 293.5 140525.62 147536.43 147536.43 HOA22-ccp-sol-36" 1.050 3.313 2.788 2.500 23.853

H-89 36 45 271.8 286 136705.78 143751.77 143751.77 HOA22-ccp-sol-36" 1.050 3.313 2.738 2.500 23.407

H-90 36 22 242.3 256.7 60752.17 64323.00 64323.00 HOA22-ccp-sol-36" 0.523 2.034 1.242 3.500 10.251

H-91 36 11 231.7 246.2 29179.71 30991.00 30991.00 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.137 1.214 4.100 8.646

H-92 36 22 229 243.7 57434.15 61062.61 61062.61 HOA22-ccp-sol-36" 0.523 2.224 1.401 4.000 13.841

H-93 36 11 225.5 240.2 28403.01 30235.71 30235.71 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.137 1.214 4.100 8.646

H-94 36 22 224.8 239.5 56374.09 60027.61 60027.61 HOA22-ccp-sol-36" 0.523 2.034 1.670 3.500 14.069

H-95 36 11 224.2 239 28241.88 30079.61 30079.61 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.098 1.214 3.900 8.133

CONSORCIO






Hoja No. 211



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(m)

(m)

(m)

(m³)

H-96 36 22 223.5 238.3 56048.30 59716.86 59716.86 HOA22-ccp-sol-36" 0.523 2.224 1.297 4.000 12.751

H-97 36 22 224.8 239.6 56366.57 60047.66 60047.66 HOA22-ccp-sol-36" 0.523 2.224 1.228 4.000 12.031

H-98 36 11 224.8 239.7 28318.67 30168.99 30168.99 HOA22-ccp-sol-36" 0.263 1.117 1.214 4.000 8.388

H-99 36 22 224.4 239.3 56273.84 59964.96 59964.96 HOA22-ccp-sol-36" 0.523 2.224 1.271 4.000 12.480

H-100 36 11 224.4 239.3 28262.02 30119.89 30119.89 HOA11-ccp-sol-36" 0.263 0.983 1.214 3.300 10.555

H-101 36 11 219.8 234.7 27681.70 29547.13 29547.13 HOA11-ccp-sol-36" 0.263 1.021 1.214 3.500 7.134

H-102 36 11 217.6 232.6 27412.32 29284.03 29284.03 HOA11-ccp-sol-36" 0.263 1.041 1.214 3.600 7.381

H-103 36 22 211.5 226.6 53031.01 56789.79 56789.79 HOA11-ccp-sol-36" 0.523 2.415 1.457 4.500 23.377

H-104 36 11 210.8 226.1 26551.28 28455.73 28455.73 HOA11-ccp-sol-36" 0.263 1.309 1.214 5.000 17.039

H-105 36 22 221.4 236.7 55519.52 59328.42 59328.42 HOA11-ccp-sol-36" 0.523 2.224 1.293 4.000 12.708

H-106 36 11 224.3 239.7 28253.21 30170.25 30170.25 HOA11-ccp-sol-36" 0.263 1.060 1.214 3.700 7.629

H-107 36 22 226.1 241.6 56689.85 60536.34 60536.34 HOA11-ccp-sol-36" 0.523 2.415 1.540 4.500 24.789

H-108 36 11 226.6 242.2 28537.71 30482.44 30482.44 HOA11-ccp-sol-36" 0.263 0.964 1.214 3.200 10.195

H-109 36 45 222.5 238.2 111917.00 119701.83 119701.83 HOA45-ccp-sol-36" 1.049 3.312 2.305 2.500 19.535

H-110 36 22 227.1 242.8 56947.97 60839.58 60839.58 HOA45-ccp-sol-36" 0.523 2.224 1.283 4.000 12.599

H-111 36 11 214.1 229.9 26966.69 28942.89 28942.89 HOA45-ccp-sol-36" 0.263 0.887 1.214 2.800 5.476

H-112 36 11 233.1 249 29360.98 31347.25 31347.25 HOA45-ccp-sol-36" 0.263 1.175 1.214 4.300 9.166

H-113 36 45 249.7 265.8 125552.84 133573.89 133573.89 HOA45-ccp-sol-36" 1.049 2.929 2.727 2.000 18.004

H-114 36 45 250.8 267.1 126150.95 134227.29 134227.29 HOA45-ccp-sol-36" 1.049 3.312 2.646 2.500 22.579

H-115 36 45 227.7 244.4 114495.40 122828.07 122828.07 HOA45-ccp-sol-36" 1.049 3.312 2.463 2.500 20.942

H-116 36 45 210.6 227.4 105925.88 114288.71 114288.71 HOA45-ccp-sol-36" 1.049 2.929 2.100 2.000 13.635

H-117 36 22 117.6 134.9 29504.13 33814.24 33814.24 HOA45-ccp-sol-36" 0.523 1.499 1.214 2.100 5.357

H-118 36 45 113.3 130.7 57021.83 65671.15 65671.15 HOA45-ccp-sol-36" 1.049 2.929 1.538 2.000 9.711

H-119 36 22 109.5 126.9 27481.74 31799.37 31799.37 HOA45-ccp-sol-36" 0.523 1.804 1.214 2.900 7.904

CONSORCIO






Hoja No. 212



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(m)

(m)

(m)

(m)

(m³)

H-120 36 45 107.7 125.1 54192.13 62856.53 62856.53 HOA45-ccp-sol-36" 1.049 2.929 1.535 2.000 9.693

H-121 36 22 68.01 85.54 17081.60 21436.82 21436.82 HOA45-ccp-sol-36" 0.523 1.957 1.214 3.300 9.286

H-122 36 11 41.07 58.75 5189.03 7395.59 7395.59 HOA45-ccp-sol-36" 0.263 0.542 1.214 1.000 1.735

H-123 36 45 41.04 58.77 20703.16 29538.45 29538.45 HOA45-ccp-sol-36" 1.049 2.126 1.214 0.950 2.573

H-124 36 11 40.91 58.66 5168.89 7384.26 7384.26 HOA45-ccp-sol-36" 0.263 0.580 1.214 1.200 1.300

H-125 36 37 40.74 58.51 17041.15 24383.66 24383.66 HOA37-ccp-sol-36" 0.870 1.859 1.214 1.100 2.650

H-126 36 30 40.6 58.37 13852.53 19841.67 19841.67 HOA30-ccp-sol-36" 0.710 1.620 1.214 1.300 2.756

H-127 36 28 40.48 58.29 12910.03 18520.88 18520.88 HOA28-ccp-sol-36" 0.664 1.514 1.214 1.300 2.625

H-128 36 30 40.51 58.33 13821.94 19828.07 19828.07 HOA30-ccp-sol-36" 0.710 1.620 1.214 1.300 2.756

H-129 36 56 40.57 58.41 25108.60 36015.45 36015.45 HOA56-ccp-sol-36" 1.288 2.750 1.268 1.100 3.608

H-130 36 32 40.58 58.46 14745.44 21163.58 21163.58 HOA32-ccp-sol-36" 0.756 1.725 1.214 1.300 2.884

H-131 36 56 40.52 58.41 25077.77 36015.45 36015.45 HOA56-ccp-sol-36" 1.288 2.750 1.214 1.100 3.425

H-132 36 22 40.59 58.48 10209.99 14655.43 14655.43 HOA56-ccp-sol-36" 0.523 1.194 1.214 1.300 2.217

H-133 36 45 40.06 58.04 20210.60 29171.54 29171.54 HOA56-ccp-sol-36" 1.050 2.280 1.214 1.150 3.166

H-134 36 11 39.94 57.93 5046.78 7292.37 7292.37 HOA56-ccp-sol-36" 0.263 0.638 1.214 1.500 1.667

H-135 36 28 39.39 57.46 12563.70 18257.16 18257.16 HOA56-ccp-sol-36" 0.664 1.514 1.214 1.300 2.625

H-136 36 45 39.02 57.13 19687.89 28714.17 28714.17 HOA56-ccp-sol-36" 1.050 2.242 1.214 1.100 3.015

H-137 36 22 39.23 57.37 9869.16 14377.26 14377.26 HOA56-ccp-sol-36" 0.523 1.194 1.214 1.300 2.217

H-138 36 22 40.41 58.74 10164.88 14720.59 14720.59 HOA56-ccp-sol-36" 0.523 1.118 1.214 1.100 1.844

H-139 36 22 40.67 59.04 10230.04 14795.77 14795.77 HOA56-ccp-sol-36" 0.523 1.156 1.214 1.200 2.028

H-140 36 35 40.81 59.19 16177.34 23376.66 23376.66 HOA35-ccp-sol-36" 0.825 1.641 1.214 0.900 2.060

H-141 36 22 41.18 59.6 10357.85 14936.11 14936.11 HOA35-ccp-sol-36" 0.523 1.194 1.214 1.300 2.217

H-142 36 22 41.71 60.17 10490.67 15078.95 15078.95 HOA35-ccp-sol-36" 0.523 1.156 1.214 1.200 2.028

H-143 36 22 42.44 60.95 10673.61 15274.42 15274.42 HOA35-ccp-sol-36" 0.523 1.194 1.214 1.300 2.217

CONSORCIO






Hoja No. 213



No

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(kg)

(kg)

(kg)

(m)

(m)

(m)

(m)

(m³)

H-144 36 62 45.08 63.64 30596.38 43048.88 43048.88 HOA62-ccp-sol-36" 1.413 3.223 1.269 1.300 4.572

H-145 36 45 45.61 64.19 23000.09 32262.60 32262.60 HOA62-ccp-sol-36" 1.050 2.471 1.214 1.400 3.954

H-146 36 11 48.87 68.01 6170.91 8561.27 8561.27 HOA62-ccp-sol-36" 0.263 0.657 1.214 1.600 1.794

H-147 36 11 49.03 68.23 6191.05 8588.96 8588.96 HOA62-ccp-sol-36" 0.263 0.657 1.214 1.600 1.794

H-148 36 22 49.47 68.78 12435.37 17236.67 17236.67 HOA62-ccp-sol-36" 0.523 1.347 1.214 1.700 3.017

H-149 36 22 49.61 68.96 12470.45 17281.78 17281.78 HOA62-ccp-sol-36" 0.523 1.232 1.214 1.400 2.410

H-150 36 45 49.67 69.07 25040.70 34715.34 34715.34 HOA62-ccp-sol-36" 1.050 2.012 1.237 0.800 2.206

H-151 36 45 49.92 69.35 25166.35 34856.07 34856.07 HOA62-ccp-sol-36" 1.050 2.471 1.228 1.400 4.004

H-152 36 11 53.76 74.02 6786.48 9317.82 9317.82 HOA62-ccp-sol-36" 0.263 0.734 1.214 2.000 2.325

H-153 36 22 53.69 74.01 13492.92 18547.34 18547.34 HOA62-ccp-sol-36" 0.523 1.461 1.214 2.000 3.665

H-154 36 11 53.63 74 6770.11 9315.30 9315.30 HOA62-ccp-sol-36" 0.263 0.734 1.214 2.000 2.325

H-155 36 11 53.73 74.19 6782.70 9339.22 9339.22 HOA62-ccp-sol-36" 0.263 0.734 1.214 2.000 2.325

H-156 36 22 55.44 76.02 13931.48 19051.05 19051.05 HOA62-ccp-sol-36" 0.523 1.461 1.214 2.000 3.665

H-157 36 11 56.15 76.76 7087.34 9662.74 9662.74 HOA62-ccp-sol-36" 0.263 0.734 1.214 2.000 2.325

H-158 36 11 57 77.63 7194.34 9772.25 9772.25 HOA62-ccp-sol-36" 0.263 0.696 1.214 1.800 2.055

H-159 36 11 57.42 78.08 7247.21 9828.90 9828.90 HOA62-ccp-sol-36" 0.263 0.676 1.214 1.700 1.924

H-160 36 11 58.06 78.79 7327.77 9918.28 9918.28 HOA62-ccp-sol-36" 0.263 0.657 1.214 1.600 1.794

H-161 36 22 57.4 78.17 14422.67 19589.86 19589.86 HOA62-ccp-sol-36" 0.523 1.347 1.214 1.700 3.017

H-162 36 22 58.01 79.01 14575.54 19800.37 19800.37 HOA62-ccp-sol-36" 0.523 1.537 1.214 2.200 4.119

H-163 36 22 55.31 76.36 13898.91 19136.26 19136.26 HOA62-ccp-sol-36" 0.523 1.347 1.214 1.700 3.017

H-164 36 22 53.92 74.99 13550.56 18792.93 18792.93 HOA62-ccp-sol-36" 0.523 1.423 1.214 1.900 3.444

H-165 36 45 52.46 73.56 26442.98 36972.06 36972.06 HOA62-ccp-sol-36" 1.050 2.701 1.248 1.700 5.126

H-166 36 11 51.5 72.62 6501.98 9141.58 9141.58 HOA62-ccp-sol-36" 0.263 0.696 1.214 1.800 2.055

H-167 36 22 51 72.14 12818.79 18078.70 18078.70 HOA62-ccp-sol-36" 0.523 1.385 1.214 1.800 3.228

CONSORCIO






Hoja No. 214



7.4.10 Anclajes en Concreto para Curvas Verticales Inferiores

En este tipo de anclaje el terreno natural debe resistir la suma del empuje dinámico más el peso del anclaje (EAAB, 2006). Para este caso el Empuje a resistir se da por la Ecuación 7-28.


Donde L es el ancho de anclaje (cm), b es el espesor del anclaje (cm), σa es la capacidad portante admisible del terreno natural. A continuación se exponen los resultados del análisis para estos anclajes en la Tabla 7-17

Figura 7-19 – Anclaje típco en curva vertical inferior.

CONSORCIO






Hoja No. 215




No

do

Diá

me

tro

Án

gulo

Pre

sió

n d

e

Serv

icio

Pre

sió

n

Está

tica

Emp

uje

D

ise

ño

ve

rtic

al

Emp

uje

dis

eñ

o

ho

rizo

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l

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rza

vert

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ac

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te

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aje x h

b

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dm

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le

Vo

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en

de

l

An

claj

e

(pu

lg)

(°)

(mca

)

(mca

)

(kg)

(kg)

(kg)

(m)

(m)

(m)

(kg/

cm2 )

(m³)

vi-1 36 11 193.4 202.2 25340.01 2439.97 30640.01 VI11-ccp-sol-36" 1.98 1.20 1.21 8089.20 2.052

VI-2 36 45 209.9 219.4 104574.35 34990.09 109874.35 VI45-ccp-sol-36" 1.59 4.00 4.28 13018.03 25.928

VI-3 36 45 215.2 224.8 99290.45 53910.31 104590.45 VI45-ccp-sol-36" 1.14 4.00 4.56 13506.54 16.165

VI-4 36 11 229.3 239.1 30094.83 262.63 35394.83 VI11-ccp-sol-36" 2.14 1.20 1.21 6592.14 2.295

VI-5 36 11 226.1 236.1 29715.94 259.33 35015.94 VI11-ccp-sol-36" 2.15 1.20 1.21 7747.44 2.305

VI-6 36 11 246.4 257.1 32354.55 847.23 37654.55 VI11-ccp-sol-36" 2.13 1.20 1.21 6690.19 2.281

VI-7 36 11 249.1 260 32697.03 1427.58 37997.03 VI11-ccp-sol-36" 2.16 1.20 1.21 6353.98 2.315

VI-8 36 22 242.2 253.3 63002.81 7735.77 68302.81 VI22-ccp-sol-36" 3.22 1.20 2.34 10663.84 8.020

VI-9 36 11 262.9 274.8 34563.35 1509.07 39863.35 VI11-ccp-sol-36" 2.16 1.20 1.21 7251.76 2.315

VI-10 36 11 264.4 276.5 34504.98 4542.67 39804.98 VI11-ccp-sol-36" 2.02 1.20 1.34 6867.69 2.413

VI-11 36 11 278.1 290.7 36595.15 319.36 41895.15 VI11-ccp-sol-36" 2.15 1.20 1.21 6527.29 2.305

VI-12 36 22 283.8 296.5 74118.62 5182.88 79418.62 VI22-ccp-sol-36" 4.20 2.00 1.93 11261.42 14.576

VI-13 36 45 286.2 299.1 137862.51 59944.32 143162.51 VI45-ccp-sol-36" 1.87 4.20 6.06 18488.16 43.655

VI-14 36 45 307.3 321.1 151168.01 56519.40 156468.01 VI45-ccp-sol-36" 1.56 4.70 5.43 16250.08 38.449

VI-15 36 45 306.7 320.7 147795.43 64263.28 153095.43 VI45-ccp-sol-36" 1.55 4.70 6.26 15874.08 42.200

VI-16 36 22 306.6 320.6 79118.68 13950.76 84418.68 VI22-ccp-sol-36" 4.15 2.00 3.90 14842.59 30.775

VI-17 36 45 293.4 307.4 145659.53 51580.74 150959.53 VI45-ccp-sol-36" 1.58 5.00 4.62 18871.27 35.060

VI-18 36 11 279.4 293.5 36942.57 322.39 42242.57 VI11-ccp-sol-36" 2.15 1.20 1.21 7280.91 2.305

VI-19 36 11 264.2 278.5 34945.17 2750.24 40245.17 VI11-ccp-sol-36" 2.15 1.20 1.21 7534.89 2.309

VI-20 36 11 248.4 262.8 31719.59 9395.77 37019.59 VI11-ccp-sol-36" 1.69 1.50 1.81 8745.32 3.767

VI-21 36 11 224.5 239.5 30050.89 2365.06 35350.89 VI11-ccp-sol-36" 2.15 1.20 1.21 7893.86 2.309

VI-22 36 11 223 238 29356.10 5972.57 34656.10 VI11-ccp-sol-36" 1.90 1.20 1.67 6774.82 2.975

VI-23 36 22 220.7 235.7 58078.70 10764.25 63378.70 VI22-ccp-sol-36" 4.14 2.00 2.85 15626.66 21.972

CONSORCIO






Hoja No. 216



No

do

Diá

me

tro

Án

gulo

Pre

sió

n d

e

Serv

icio

Pre

sió

n

Está

tica

Emp

uje

D

ise

ño

ve

rtic

al

Emp

uje

dis

eñ

o

ho

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l

Fue

rza

vert

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te

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ncl

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b

σ a

dm

isib

le

Vo

lum

en

de

l

An

claj

e

(pu

lg)

(°)

(mca

)

(mca

)

(kg)

(kg)

(kg)

(m)

(m)

(m)

(kg/

cm2)

(m³)

VI-24 36 22 215 230.3 48944.69 30584.04 54244.69 VI22-ccp-sol-36" 1.34 2.50 4.16 9875.88 11.639

VI-25 36 11 225.1 240.5 30081.37 3427.34 35381.37 VI11-ccp-sol-36" 2.05 1.20 1.21 6747.08 2.153

VI-26 36 11 226.9 242.5 30427.37 2394.69 35727.37 VI11-ccp-sol-36" 2.15 1.20 1.21 6852.85 2.309

VI-27 36 22 226.9 242.6 58718.10 15733.47 64018.10 VI22-ccp-sol-36" 3.17 2.00 3.74 13340.90 22.102

VI-28 36 22 237.2 252.9 60611.28 18530.73 65911.28 VI22-ccp-sol-36" 2.97 2.00 4.16 13259.70 23.058

VI-29 36 22 237.4 253.2 62975.45 7732.41 68275.45 VI22-ccp-sol-36" 4.20 2.00 2.67 12181.92 20.732

VI-30 36 22 233.8 249.6 56692.92 26436.34 61992.92 VI22-ccp-sol-36" 2.04 2.50 4.07 13234.74 19.100

VI-31 36 22 219.8 235.6 53513.16 24953.60 58813.16 VI22-ccp-sol-36" 2.04 2.50 4.00 12719.19 18.730

VI-32 36 22 232.4 248.4 57708.35 23315.69 63008.35 VI22-ccp-sol-36" 2.41 2.00 4.09 13763.84 18.054

VI-33 36 11 241.5 257.5 31517.88 7566.77 36817.88 VI11-ccp-sol-36" 1.82 1.20 1.00 6962.33 1.354

VI-34 36 11 249.6 265.8 33005.64 5523.25 38305.64 VI11-ccp-sol-36" 1.96 1.20 1.21 9516.74 2.032

VI-35 36 11 237.9 254.5 31934.56 2513.30 37234.56 VI11-ccp-sol-36" 2.09 1.20 1.21 7930.28 2.215

VI-36 36 11 231.2 247.9 30773.32 5149.69 36073.32 VI11-ccp-sol-36" 1.96 1.20 1.44 7018.17 2.566

VI-37 36 11 227.2 244 29123.29 9744.52 34423.29 VI11-ccp-sol-36" 1.59 1.50 1.00 8335.77 1.557

VI-38 36 22 210.2 227.1 55854.64 10857.04 61154.64 VI22-ccp-sol-36" 3.53 2.00 3.28 11679.77 21.469

VI-39 36 45 206.7 223.7 105309.16 39373.48 110609.16 VI45-ccp-sol-36" 1.15 5.00 4.83 9339.31 25.688

VI-40 36 22 150.5 167.8 41271.67 8022.40 46571.67 VI22-ccp-sol-36" 2.70 2.00 1.64 13192.40 7.889

VI-41 36 22 146.1 163.4 34349.02 22306.51 39649.02 VI22-ccp-sol-36" 1.17 2.00 2.71 9588.68 4.019

VI-42 36 11 124.8 142.1 15569.93 8809.04 20869.93 VI11-ccp-sol-36" 0.93 1.20 1.21 8819.49 0.524

VI-43 36 11 97.81 115.3 13403.60 5551.95 18703.60 VI11-ccp-sol-36" 1.37 1.20 1.00 3991.81 0.818

VI-44 36 11 48.95 66.57 7742.11 3206.89 13042.11 VI11-ccp-sol-36" 1.37 1.20 1.21 9387.24 1.171

VI-45 36 45 39.44 57.6 27289.84 9663.84 32589.84 VI45-ccp-sol-36" 1.58 2.00 1.87 8147.55 4.542

VI-46 36 45 39.86 58.12 26988.14 11178.85 32288.14 VI45-ccp-sol-36" 1.69 2.00 1.99 9474.51 3.409

CONSORCIO






Hoja No. 217



No

do

Diá

me

tro

Án

gulo

Pre

sió

n d

e

Serv

icio

Pre

sió

n

Está

tica

Emp

uje

D

ise

ño

ve

rtic

al

Emp

uje

dis

eñ

o

ho

rizo

nta

l

Fue

rza

vert

ical

ac

tuan

te

Tip

o d

e A

ncl

aje x h

b

σ a

dm

isib

le

Vo

lum

en

de

l

An

claj

e

(pu

lg)

(°)

(mca

)

(mca

)

(kg)

(kg)

(kg)

(m)

(m)

(m)

(kg/

cm2)

(m³)

VI-47 36 45 49.62 68.97 32253.00 12704.79 37553.00 VI45-ccp-sol-36" 1.54 2.00 2.16 9085.52 5.281

VI-48 36 45 49.65 69.05 32063.51 13281.14 37363.51 VI45-ccp-sol-36" 1.69 2.00 1.96 11464.14 3.286

VI-49 36 22 58.68 79.42 19709.42 2769.98 25009.42 VI22-ccp-sol-36" 2.23 1.20 1.21 7435.30 2.253

VI-50 36 11 57.95 78.97 9910.29 779.96 15210.29 VI11-ccp-sol-36" 1.13 1.20 1.21 6387.03 0.811

CONSORCIO






Hoja No. 218



7.4.11 Anclajes en Concreto para Curvas Verticales Superiores

Aquí el anclaje se diseñó con un peso igual al esfuerzo y de tal manera que se garantice la unión entre codo y anclaje (EAAB, 2006). Para este caso el Empuje a resistir se da por la Ecuación 7-29.

WER Ecuación 7-29

Figura 7-20– Anclaje típio en curva vertical superior

A continuación se exponen los resultados del análisis para estos anclajes en la Tabla 7-18 .








Tabla 7-18 Resultado del Cálculo de Anclajes Verticales Superiores

No

do

Diá

me

tro

Ve

loci

dad

Án

gulo

Pre

sió

n d

e

Serv

icio

Emp

uje

Din

ámic

o

Tota

l

Emp

uje

Está

tico

to

tal

Emp

uje

máx

imo

de

d

ise

ño

Tip

o d

e A

ncl

aje

X4

H

B1

Vo

lum

en

de

l

ancl

aje

(pu

lg)

(m/s

)

(°)

(mca

)

(kg)

(kg)

(kg)

(m)

VS-1 36 1.2

11.00

185.46

23.365.20

24.475.32

24.475.32 VS11-ccp-sol-36"

3.84

1.21

2.00

6.53

VS-2 36 1.2

45.00

207.17 104.202.17 108.910.77 108.910.77 VS22-ccp-sol-36"

3.12

4.90

3.00

42.58

VS-3 36 1.2

45.00

209.36 105.303.14 110.031.60 110.031.60 VS22-ccp-sol-36"

2.89

4.97

3.00

39.77

VS-4 36 1.2

22.00

240.39

60.281.03

63.012.33

63.012.33 VS22-ccp-sol-36"

3.57

1.60

3.00

14.16

VS-5 36 1.2

22.00

253.99

63.689.40

66.656.14

66.656.14 VS22-ccp-sol-36"

3.67

1.28

4.00

15.81

VS-6 36 1.2

22.00

254.11

63.719.59

66.693.73

66.693.73 VS22-ccp-sol-36"

3.63

1.21

4.00

14.68

VS-7 36 1.2

22.00

280.80

70.408.01

73.577.87

73.577.87 VS22-ccp-sol-36"

3.68

2.75

3.30

30.47

VS-8 36 1.2

45.00

281.50 141.561.25 147.958.62 147.958.62 VS45-ccp-sol-36"

3.04

3.97

5.00

57.09

VS-9 36 1.2

45.00

301.92 151.824.81 158.714.50 158.714.50 VS45-ccp-sol-36"

3.04

4.25

5.00

61.23

VS-10 36 1.2

45.00

303.24 152.487.76 159.423.18 159.423.18 VS45-ccp-sol-36"

2.99

4.27

5.00

60.55

VS-11 36 1.2

22.00

294.68

73.886.55

77.359.51

77.359.51 VS22-ccp-sol-36"

3.57

2.33

3.00

21.97

VS-12 36 1.2

45.00

280.59 141.103.62 148.099.35 148.099.35 VS45-ccp-sol-36"

2.97

3.43

4.50

42.53

VS-13 36 1.2

11.00

264.92

33.367.88

35.138.83

35.138.83 VS11-ccp-sol-36"

3.80

3.53

1.00

10.62

VS-14 36 1.2

11.00

236.72

29.817.93

31.611.60

31.611.60 VS11-ccp-sol-36"

3.72

3.07

1.00

8.63

VS-15 36 1.2

11.00

217.75

27.430.00

29.297.88

29.297.88 VS11-ccp-sol-36"

3.83

2.84

1.00

8.07

VS-16 36 1.2

22.00

211.47

53.033.76

56.792.29

56.792.29 VS22-ccp-sol-36"

3.61

1.82

4.00

23.26

VS-17 36 1.2

45.00

210.71 105.981.17 113.590.08 113.590.08 VS45-ccp-sol-36"

3.04

3.44

4.50

43.71

VS-18 36 1.2

11.00

222.46

28.022.91

29.972.61

29.972.61 VS11-ccp-sol-36"

3.82

2.67

1.00

7.39

VS-19 36 1.2

22.00

222.64

55.833.03

59.716.86

59.716.86 VS22-ccp-sol-36"

3.63

1.72

3.00

15.82

VS-20 36 1.2

22.00

227.02

56.930.43

60.832.06

60.832.06 VS22-ccp-sol-36"

3.63

1.22

3.00

10.32

VS-21 36 1.2

22.00

222.67

55.840.42

59.764.48

59.764.48 VS22-ccp-sol-36"

3.38

1.62

3.00

13.46

VS-22 36 1.2

45.00

211.18 106.217.89 114.112.80 114.112.80 VS45-ccp-sol-36"

3.12

3.58

3.50

35.79

VS-23 36 1.2

22.00

211.28

52.985.90

56.922.61

56.922.61 VS22-ccp-sol-36"

3.63

1.49

3.00

13.30

VS-24 36 1.2

11.00

213.56

26.902.56

28.881.21

28.881.21 VS11-ccp-sol-36"

3.34

1.21

3.00

9.37








No

do

Diá

me

tro

Ve

loci

dad

Án

gulo

Pre

sió

n d

e

Serv

icio

Emp

uje

Din

ámic

o

Tota

l

Emp

uje

Está

tico

to

tal

Emp

uje

máx

imo

de

d

ise

ño

Tip

o d

e A

ncl

aje

X4

H

B1

Vo

lum

en

de

l

ancl

aje

(pu

lg)

(m/s

)

(°)

(mca

)

(kg)

(kg)

(kg)

(m)

VS-25 36 1.2

11.00

243.31

30.647.62

32.681.60

32.681.60 VS11-ccp-sol-36"

3.80

1.29

2.00

6.98

VS-26 36 1.2

22.00

210.67

52.833.03

57.002.80

57.002.80 VS22-ccp-sol-36"

3.57

1.21

3.00

10.05

VS-27 36 1.2

22.00

206.23

51.720.46

55.907.65

55.907.65 VS22-ccp-sol-36"

3.63

3.49

2.00

22.35

VS-28 36 1.2

11.00

179.43

22.606.25

24.737.16

24.737.16 VS11-ccp-sol-36"

3.16

1.70

2.00

7.96

VS-29 36 1.2

22.00

150.01

37.631.28

41.896.28

41.896.28 VS22-ccp-sol-36"

3.48

2.25

2.00

12.67

VS-30 36 1.2

11.00

148.23

18.678.65

20.824.73

20.824.73 VS11-ccp-sol-36"

3.84

1.21

2.00

6.53

VS-31 36 1.2

22.00

129.68

32.536.71

36.836.55

36.836.55 VS22-ccp-sol-36"

3.02

1.48

2.00

6.00

VS-32 36 1.2

22.00

113.30

28.431.54

32.744.16

32.744.16 VS22-ccp-sol-36"

3.32

1.21

2.00

5.10

VS-33 36 1.2

11.00

66.39

8.376.44

10.564.06

10.564.06 VS11-ccp-sol-36"

3.49

1.21

2.00

5.68

VS-34 36 1.2

22.00

41.66

10.478.39

14.863.43

14.863.43 VS22-ccp-sol-36"

3.54

1.21

2.00

5.62

VS-35 36 1.2

45.00

35.42

17.878.49

26.929.90

26.929.90 VS45-ccp-sol-36"

3.10

2.12

2.00

9.81

VS-36 36 1.2

45.00

36.05

18.195.13

27.291.78

27.291.78 VS45-ccp-sol-36"

3.04

2.15

2.00

9.72

VS-37 36 1.2

45.00

45.65

23.020.20

32.669.71

32.669.71 VS45-ccp-sol-36"

3.06

2.49

2.00

11.89

VS-38 36 1.2

45.00

45.93

23.161.18

32.830.55

32.830.55 VS45-ccp-sol-36"

3.04

2.50

2.00

11.86

VS-39 36 1.2

22.00

57.36

14.412.90

19.574.82

19.574.82 VS22-ccp-sol-36"

3.67

1.21

2.00

5.95








7.5 Prolongación Línea De Aducción Sistema Sur


A partir de lo concluido en el documento C309-MT-04 "Análisis de Alternativas de Diseño", y con base en el capítulo 6DEFINICIÓN DE LAS ALTERNATIVAS DE DISEÑO. Se proyecta la nueva línea de agua cruda de 6286 metros en GRP, que llevara un caudal de 800 L/s desde el K12+044 de la Línea De Aducción hasta la PTAP La Pola. Debido a que la Prolongación de la lLínea de Aducción comparte el 80% del corredor junto con la Interconexión Taque Ciudad – Tanque Sur, estas deberán ser construidas al mismo tiempo.




En el documento C309-MT-04 "Análisis de Alternativas de Diseño", se realizó el balance de los tanques de almacenamiento proyectados. De acuerdo con lo presentado en dicho documento, para la línea de aducción se estableció que el caudal de entrada requerido corresponde a 800 L/s. Debido a esto, la línea de Agua Cruda por ser completamente dependiente de este sistema y de la capacidad de los desarenadores, contará con el mismo caudal de diseño de 800 L/s, que garantizará la continuidad del servicio desde la PTAP La Pola cuando por calidad de la fuente (turbiedad en época de lluvias) se deba detener el caudal procedente de la fuente Combeima.


En este numeral se presenta el diseño de la tubería de aducción. Se mencionan en primer lugar los parámetros de diseño considerados, los aspectos del diseño en planta y en perfil y se presentan los resultados de los cálculos realizados para la determinación de la línea de gradiente hidráulico y la presión de trabajo que debe cumplir el material seleccionado.

7.5.4.1 Parámetros de Diseño de la Tubería

Se presentan a continuación los parámetros considerados para el diseño de la tubería de aducción, de acuerdo con lo establecido en el reglamento RAS 2000.








La velocidad mínima en la tubería de conducción debe ser de 0,6 m/s, para favorecer la auto limpieza de materiales sólidos en suspensión.







Las distancias mínimas entre la tubería que conforma la red de distribución de agua

potable y los detalles de topografía: Alcantarillado de aguas negras o alcantarillados combinados, redes de teléfono y energía y tuberías de las redes domiciliarias de gas, son 1.2 m horizontal; 0.5 m vertical.



En el diseño hidráulico de la tubería se tuvieron en cuenta adicionalmente los efectos de pérdidas por fricción debidas al movimiento del agua, pérdidas localizadas debido a las válvulas y accesorios, las presiones de trabajo, las sobre presiones y sub presiones por golpe de ariete y la presión requerida al final de la tubería. Con el análisis de alternativas se estableció para la tubería de aducción un diámetro de 36 pulgadas para el caudal de diseño.

7.5.4.2 Diseño en Planta

Para el diseño en planta de la tubería de aducción, se emplearon los levantamientos planimétricos realizados, con el registro de la información de los elementos de interés como postes, cajas, muros, etc.


Para el diseño en perfil de la Línea de agua Cruda se empleó el levantamiento planialtimétrico de la topografía con algunos detalles de interferencias, sin embargo el levantamiento no contaba con información de todas las interferencias, dado que no existe un record actualizado de los servicios de teléfonos y alcantarillado. Se contó con información de los servicios de energía eléctrica y distribución de gas natural. En todo caso, el CONTRATISTA DE OBRA, antes de iniciar la excavación de la zanja deberá localizar los alcantarillados principales y los ductos telefónicos que se cruzan con el eje de








la tubería proyectada, al igual que las redes de otros servicios públicos, y tomar las medidas necesarias para evitar la descarga de agua en la zanja que se va a construir. Si en la zanja se encuentran aguas negras, éstas deben quitarse y se deben desinfectar por cualquier sistema la zona contaminada”; Como está estipulado en el RAS 2000. Además, el CONTRATISTA DE OBRA deberá verificar la localización en terreno de estos elementos y el cumplimiento de las distancias mínimas de la norma. 7.5.4.4 Pérdidas de Energía por Fricción


Ecuación 7-30


Ecuación 7-31




Ecuación 7-32













Ecuación 7-33



Ecuación 7-34


Ecuación 7-35

En donde es la depresión debida al fenómeno del golpe de ariete en (mca), es el valor absoluto de la variación de velocidades en régimen permanente antes y después del








golpe de ariete (m/s), g valor de la aceleración de la gravedad (m/s2), L es la longitud de la tubería (m) y t es el tiempo de cierre efectivo (s). 7.5.5.2 Tiempo Mínimo para el Cierre de Válvulas


Ecuación 7-36

En donde t es el tiempo efectivo de cierre (s), a es la celeridad de onda (m/s), y L es la longitud de la tubería (m).

7.5.5.3 Cálculos del Fenómeno del Golpe de Ariete para la Tubería de Aducción

Celeridad de Onda (a): El material de la tubería seleccionado corresponde a GRP, para el cual se tiene un valor de celeridad de onda de 540 m/s. Sobrepresión por el Cierre de una Válvula : Teniendo que la velocidad del flujo en la

tubería de 28 pulgadas para el caudal de diseño es de 2.74 m/s, se obtiene una sobrepresión debida al cierre de una válvula de 196 mca. Tiempo Mínimo para el Cierre de una Válvula (t): Considerando una longitud de tubería de 6286 metros, se obtiene un tiempo mínimo de cierre de 24 segundos. Depresión por el Cierre de una Válvula : El tiempo mínimo de cierre de una válvula

debe ser de 24 segundos. Sin embargo, dadas las condiciones de la tubería se recomienda un tiempo mínimo para el cierre de 35 segundos para evitar este efecto. Como se muestra en la Figura 7-21 la línea de sub-presión tiene una cota mayor a la de la tubería, desde el Kilómetro 2+300 hasta aproximadamente el kilómetro 5+200, por esta razón es necesaria la instalación de ventosas en los puntos altos de la línea para evitar la contracción de la tubería y las consecuencias mecánicas que esta pueda tener a lo largo de la conducción.








Figura 7-21 Líneas de Sepresión y Sub-presión de la prolongación de la línea de Aducción


La presión estática máxima es el valor que tendrá la tubería presurizada completamente y con velocidad igual a 0 en el punto más bajo de su alineamiento, esta medida hace relación a la diferencia de alturas entre el punto más alto de la línea y el punto más bajo de la misma. Para este caso en particular se obtiene un valor de 259 mca.


Para establecer la presión de diseño de la tubería se tuvo en cuenta el valor de la máxima sobrepresión debida al fenómeno del golpe de ariete y la presión estática máxima. Adicionalmente se consideró la presión dinámica máxima a partir del modelo matemático encontrando un valor de 179.3 mca De acuerdo con este valor se encontró que la presión máxima debida al golpe de ariete corresponde a la sobrepresión máxima más la presión estática máxima, es decir 196 mca + 179 mca = 375 mca Se determina que la presión de diseño corresponde a tubería de GRP SN 1000 PN 32. Se resalta la importancia de realizar los cierres de las válvulas con un tiempo mínimo al establecido de 35 segundos para evitar la generación de sobrepresiones que puedan afectar la tubería. En todo caso se instalarán válvulas ventosas que ayudan a minimizar el fenómeno del golpe de ariete. Es de suma importancia que tanto EL CONTRATISTA como LA EMPRESA QUE SERÁ ENCARGADA DEL MANTENIMIENTO cumpla con estos tiempos de cierre de válvulas de lo contrario la tubería podría colapsar.

LGH

Sobrepresión









Una vez determinados el material y la presión de diseño, el diámetro, el caudal de diseño, se ajustó el modelo matemático construido para la evaluación hidráulica de alternativas y se realizó el cálculo hidráulico de las condiciones de flujo y la distribución de la presión en la tubería de aducción. De este calculó se obtuvo el perfil hidráulico de la tubería, en donde se muestra el perfil de elevación de la tubería y el perfil de la línea piezométrica. En la siguiente tabla se presenta el resumen de las propiedades incluidas para los cálculos del modelo matemático.

Tabla 7-19 Propiedades del Modelo Matemático de la Prolongación de la línea de Aducción

CARACTERÍSTICAS ADUCCIÓN




800 GRP 0.030 24 pulgadas 6286 3.0 % de Longitud


Figura 7-22. Perfil Hidrálico de la prolongación de la línea de Aducción










7.5.6.1 Accesorios

A lo largo de la línea se dispusieron los accesorios como, uniones y codos, requeridos de acuerdo con el alineamiento en planta y en perfil y las características del material seleccionado para el diseño de la tubería. En los planos de diseño se presentan los cuadros de accesorios con las características de los elementos componentes de la interconexión y se localizan en planta y en perfil con la numeración correspondiente a los cuadros.


Con el objeto de permitir la acumulación de aire en los puntos altos de la tubería y su correspondiente eliminación a través de las válvulas de ventosa colocadas para este efecto, éstas no deben colocarse en forma horizontal. Este tipo de válvulas debe tener un diámetro mínimo de 3 pulgadas y puede ser aislado de la tubería principal por medio de una válvula de corte. Según el RAS para que exista la remoción hidráulica del aire es necesario que la velocidad mínima operacional sea igual o superior a la velocidad crítica. En caso de no existir la remoción hidráulica será necesaria la instalación de ventosas para la remoción mecánica del aire. Por lo tanto, se procede a calcular la velocidad crítica en remoción de aire en los tramos según las siguientes ecuaciones:

Ecuación 7-37

Ecuación 7-38


Ecuación 7-39

En donde g es el valor de la aceleración de la gravedad (m/s2), Vc es la velocidad crítica de remoción de aire (m/s) y D es el diámetro de la tubería (m). Se realizó la verificación para la instalación de las válvulas purgadoras de aire según el planteamiento anterior. Como se puede apreciar en la siguiente tabla, en todos los tramos descendentes que están ubicados aguas abajo de la ventosa se cumple la condición para la remoción hidráulica.









VÁLVULAS VENTOSAS ADUCCIÓN

Ventosa Diámetro



Velocidad (m/s)

X Y Vc (m/s)

1 24 0.6 5 2.74 0.30 0.70 1.72

2 24 0.6 5 2.74 0.30 0.70 1.72

3 24 0.6 51 2.74 0.88 1.01 2.48

4 24 0.6 4 2.74 0.26 0.65 1.58

5 24 0.6 30 2.74 0.71 1.07 2.62

6 24 0.6 3 2.74 0.23 0.58 1.41

7 24 0.6 3 2.74 0.23 0.58 1.41

8 24 0.6 3 2.74 0.23 0.58 1.41

9 24 0.6 4 2.74 0.26 0.65 1.58

Para la revisión de las capacidades máximas de entrada y salida de aire sobre la ventosa se empleó como referencia las curvas de las ventosas de marca Bermad modelo C-70; el contratista de obra deberá verificar que las ventosas que suministre cumplan con que la entrada y salida de aire no generé presiones superiores a las que la tubería puede resistir tanto positivas (llenado de la tubería) como negativas (vaciado o purgado de la tubería). En el evento de vaciado de la tubería se revisó con la ventosa crítica, la cual es aquella que se encuentra en los tramos más largos de tubería entre dos purgas y dos ventosas. El caudal de vaciado hace referencia a la mitad del volumen de la tubería vaciado durante el tiempo máximo calculado hasta la localización de cada ventosa. La presión que se presenta en el interior de la tubería se encuentra en las gráficas. En el evento de llenado se emplea el caudal de diseño y se revisa contra una ventosa la cual debe permitir la salida de aire sin incrementar la presión dentro de la tubería a más de lo que esta pueda soportar. Usualmente esta presión producida por la salida del aire es muy baja en comparación con las presiones hidráulicas y usualmente es soportada por la tubería sin problema.

Tabla 7-21 Verificación Vaciado y llenado de la tubería

1.) Vaciado de la Tubería:

Caudal de Salida por las Purgas

-656.39

m³/h

Presión dentro de la Tubería -0.01 bar Maxima presión de vacio para la Tubería -0.50 bar

Verificación OK


Caudal de Diseño 0.80 m³/h Presión dentro de la Tubería 0.01 Bar Maxima presión de la Tubería 32.00 Bar








Verificación OK

Figura 7-23 Válvula Ventosa de la prolongación de la línea de Aducción

Fuente: http://www.bermad.com/Data/Uploads/WW-C70-Eng_(PCAWE11-C70)_May2013.pdf



Ecuación 7-40

En donde D es el diámetro de la tubería (m), d es el diámetro de la válvula de purga (m), T es el tiempo de descarga (h), Z es la altura promedio entre el punto bajo y los dos puntos altos adyacentes (m), L corresponde a la distancia horizontal entre los dos puntos altos drenados por la válvula en metros. La normatividad estipula que el tiempo de descarga máximo para tuberías con diámetros mayores a 48 pulgadas sea de 10 horas. En el diseño de la tubería de Aducción, se determinó que para la distancia máxima entre válvulas de purga el tiempo de descarga fuera menor a 1 hora. Teniendo en cuenta que según la norma el diámetro mínimo es de 3 pulgadas, se determinó que el diámetro de las válvulas de purga debe ser de 4 pulgadas para evitar








posibles taponamientos. En la siguiente tabla se muestra el cálculo realizado para determinar el tiempo de descarga partiendo de un diámetro de 4 pulgadas.


VÁLVULAS DE PURGA ADUCCIÓN


(Pulgadas)

Altura Punto Alto

Izq. (m)

Altura Punto Alto

Der. (m)

Promedio de Alturas

(m)


(m)

Diámetro Purga

(Pulgadas)

Tiempo (hr)

Tiempo (min)

1 24 24.31 5.2 14.76 388.3 6 0.38 22.98

2 24 2.75 1.69 2.22 55.33 6 0.14 8.44

3 24 49.08 3.08 26.08 707.91 6 0.53 31.51

4 24 104.8 17.27 61.02 2371 6 1.15 68.98

5 24 130.1 40.25 85.15 2725 6 1.12 67.13





22

senAPEHS

Ecuación 7-41

Donde P representa la presión media del agua en kilogramos sobre centímetro cuadrado (kg/cm²), A es la sección transversal del tubo en centímetros cuadrados (cm²) y θ es el ángulo de la tubería en radianes (RAD). La presión media se encuentra con la Ecuación 7-42

HP Ecuación 7-42


4

2DA

Ecuación 7-43

Donde D es el diámetro de la tubería en centímetros (cm). 7.5.7.2 Empuje Hidrodinámico









22 2

senvg

AEHD

Ecuación 7-44


Figura 7-24 – Diagrama d fuerzas debidas a la presión hidrodinámica.



HDHS EEE

g

vHsenAE

2

22

Ecuación 7-45


Como reacción al empuje generado al interior de la tubería por el flujo el material existente al exterior de la tubería deberá soportar esta fuerza. Al disponer un macizo de concreto el








empuje lo deben soportar la fricción del terreno que está en contacto con el macizo, el peso del macizo de concreto y la presión del terreno sobre el macizo en caso de que éste se halle enterrado.

Figura 7-25– Anclaje típco en curva horizontal.



Donde W representa el peso de anclaje en kilogramos (kg), σ' es la capacidad admisible promedio pasiva del terreno natural en la altura del anclaje (ver Ecuación 7-47, en kg/cm²), μ es el coeficiente de fricción entre el suelo y el concreto (ver Tabla 7-23), L es el ancho de anclaje (cm) y h es la altura de anclaje (cm).

FS

'

Ecuación 7-47





Arcilla Seca 0.50

Arena 0.40

Grava 0.60

Fuente: EAAB








Del Estudio de Suelos y Análisis de Cimentaciones, se dispone una capacidad portante para el suelo de 0.9 kg/cm² y se espera una arcilla seca. Se diseñó un anclaje horizontal especial para cuando las líneas Agua Cruda y Tanques Ciudad – Sur se encuentran paralelas dado que no cuenta con mucho espacio entre las líneas. Por lo cual se va a realizar un solo macizo de concreto para ambas líneas. Este anclaje horizontal especial resistirá la suma del empuje de los dos accesorios. A continuación se exponen los resultados del análisis para estos anclajes en laTabla 7-24.








Tabla 7-24 - Resultados del Cálculo de Anclajes Horizontales Individual.

Acceso

rio

Diá

me

tro (p

ulg

)

Diá

me

tro (c

m)

Ve

locid

ad

(m/s

)

Án

gu

lo (°)

Áre

a

Tra

nsve

rsa

l

Tu

be

ría (c

m2)

Pre

sió

n d

e

Se

rvic

io (P

SI)

Pre

sió

n d

e

Se

rvic

io

(kg

/cm

2)

Em

pu

je

Din

ám

ico

Pro

du

cid

o (k

g)

Em

pu

je

Hid

rostá

tico

Pro

du

cid

o (k

g)

Em

pu

je T

ota

l (k

g)

L (c

m)

h (c

m)

b' (c

m)

b (c

m)

(k

g/c

m2)

' (k

g/c

m2)

Pe

so

Ancla

je

(kg

)

Em

pu

je a

Resis

tir (kg

)

Vo

lum

en

Unita

rio d

e

Con

cre

to (m

3)

Pe

so

Ancla

je

po

r m2 (k

g/m

2)

Codo 24 60,96 1,2 45 2918,64 92,56 6,51 32,82 14536,87 14569,70 240 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 7509,26 14777,75 3,27 0,48

Codo 24 60,96 2,74 6 2918,64 92,56 6,51 23,40 1988,07 2011,47 45 150 35,0 65 0,90 0,23 0,53 983,69 2039,70 0,44 0,33

Codo 24 60,96 2,74 8 2918,64 92,56 6,51 31,19 2649,82 2681,01 60 150 35,0 65 0,90 0,23 0,53 1311,58 2719,60 0,59 0,33

Codo 24 60,96 2,74 6 2918,64 92,56 6,51 23,40 1988,07 2011,47 45 150 35,0 65 0,90 0,23 0,53 983,69 2039,70 0,44 0,33

Codo 24 60,96 2,74 7 2918,64 93,18 6,55 27,30 2334,62 2361,92 55 150 35,0 65 0,90 0,23 0,53 1197,79 2490,59 0,54 0,33

Codo 24 60,96 2,74 6 2918,64 96,16 6,76 23,40 2065,47 2088,87 50 150 35,0 65 0,90 0,23 0,53 1084,01 2261,57 0,49 0,33

Codo 24 60,96 2,74 11 2918,64 98,93 6,96 42,86 3891,34 3934,20 90 150 35,0 65 0,90 0,23 0,53 1953,90 4072,26 0,89 0,33

Codo 24 60,96 2,74 11 2918,64 99,53 7,00 42,86 3915,03 3957,89 90 150 35,0 65 0,90 0,23 0,53 1953,90 4072,26 0,89 0,33

Codo 24 60,96 2,74 13 2918,64 101,21 7,12 50,62 4702,08 4752,70 80 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 2467,17 4906,88 1,09 0,47

Codo 24 60,96 2,74 37 2918,64 106,29 7,47 141,89 13841,19 13983,09 230 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 7086,39 14103,72 3,14 0,47

Codo 24 60,96 2,74 53 2918,64 109,87 7,72 199,53 20119,94 20319,47 400 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 12120,39 24420,21 5,45 0,46

Codo 24 60,96 2,74 33 2918,64 113,41 7,97 127,01 13219,07 13346,08 220 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 6735,35 13467,75 3,00 0,47

Codo 24 60,96 2,74 15 2918,64 124,01 8,72 58,37 6643,04 6701,41 110 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 3340,74 6719,60 1,50 0,46

Codo 24 60,96 2,74 7 2918,64 125,84 8,85 27,30 3152,87 3180,17 55 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 1661,39 3355,04 0,75 0,46

Codo 24 60,96 2,74 20 2918,64 127,00 8,93 77,65 9050,35 9128,00 150 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 4547,39 9158,77 2,05 0,46

Codo 24 60,96 2,74 94 2918,64 126,45 8,89 327,05 37953,23 38280,28 630 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 19278,60 38561,99 8,59 0,47

Codo 24 60,96 2,74 12 2918,64 121,77 8,56 46,74 5223,85 5270,59 90 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 2728,43 5495,26 1,23 0,46

Codo 24 60,96 2,74 13 2918,64 120,62 8,48 50,62 5603,95 5654,57 95 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 2886,00 5803,72 1,30 0,46

Codo 24 60,96 2,74 18 2918,64 120,47 8,47 69,95 7734,01 7803,96 130 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 3953,04 7943,94 1,77 0,46

Codo 24 60,96 2,74 42 2918,64 120,33 8,46 160,26 17696,89 17857,15 295 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 8991,09 18037,62 4,02 0,47

Codo 24 60,96 2,74 22 2918,64 119,85 8,43 85,33 9385,37 9470,70 155 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 4722,91 9476,75 2,11 0,47

Codo 24 60,96 2,74 21 2918,64 119,76 8,42 81,49 8956,60 9038,09 150 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 4565,35 9168,28 2,05 0,46

Codo 24 60,96 2,74 70 2918,64 119,71 8,42 256,49 28180,42 28436,92 465 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 14240,56 28468,31 6,34 0,47








Acceso

rio

Diá

me

tro (p

ulg

)

Diá

me

tro (c

m)

Ve

locid

ad

(m/s

)

Án

gu

lo (°)

Áre

a

Tra

nsve

rsa

l

Tu

be

ría (c

m2)

Pre

sió

n d

e

Se

rvic

io (P

SI)

Pre

sió

n d

e

Se

rvic

io

(kg

/cm

2)

Em

pu

je

Din

ám

ico

Pro

du

cid

o (k

g)

Em

pu

je

Hid

rostá

tico

Pro

du

cid

o (k

g)

Em

pu

je T

ota

l (k

g)

L (c

m)

h (c

m)

b' (c

m)

b (c

m)

(k

g/c

m2)

' (k

g/c

m2)

Pe

so

Ancla

je

(kg

)

Em

pu

je a

Resis

tir (kg

)

Vo

lum

en

Unita

rio d

e

Con

cre

to (m

3)

Pe

so

Ancla

je

po

r m2 (k

g/m

2)

Codo 24 60,96 2,74 35 2918,64 123,64 8,69 134,47 15258,47 15392,94 255 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 7748,52 15579,42 3,48 0,46

Codo 24 60,96 2,74 29 2918,64 123,86 8,71 111,97 12727,22 12839,18 215 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 6523,91 13130,74 2,93 0,46

Codo 24 60,96 2,74 13 2918,64 129,78 9,12 50,62 6029,60 6080,22 100 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 3025,61 6102,67 1,36 0,46

Codo 24 60,96 2,74 36 2918,64 135,23 9,51 138,19 17149,37 17287,56 285 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 8604,13 17382,62 3,89 0,46

Codo 24 60,96 2,74 6 2918,64 142,52 10,02 23,40 3061,15 3084,55 55 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 1643,43 3345,53 0,75 0,46

Codo 24 60,96 2,74 38 2918,64 143,95 10,12 145,59 19233,33 19378,92 320 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 9617,30 19494,29 4,36 0,46

Codo 24 60,96 2,74 49 2918,64 144,93 10,19 185,44 24665,20 24850,64 410 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 12327,78 24980,03 5,59 0,46

Codo 24 60,96 2,74 26 2918,64 148,83 10,46 100,59 13740,32 13840,91 230 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 6888,87 13999,03 3,14 0,46

Codo 24 60,96 2,74 37 2918,64 151,30 10,64 141,89 19703,20 19845,09 330 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 9878,56 20082,67 4,50 0,46

Codo 24 60,96 2,74 26 2918,64 151,49 10,65 100,59 13985,15 14085,75 240 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 7168,09 14596,93 3,27 0,46

Codo 24 60,96 2,74 36 2918,64 153,44 10,79 138,19 19459,12 19597,31 330 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 9860,61 20073,15 4,50 0,46

Codo 24 60,96 2,74 67 2918,64 164,39 11,56 246,82 37237,00 37483,82 620 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 18514,56 37707,14 8,45 0,46

Codo 24 60,96 2,74 39 2918,64 165,21 11,62 149,27 22633,28 22782,56 380 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 11310,56 23091,18 5,18 0,45

Codo 24 60,96 2,74 42 2918,64 168,80 11,87 160,26 24826,04 24986,30 420 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 12481,30 25511,31 5,73 0,45

Codo 24 60,96 2,74 16 2918,64 176,56 12,41 62,24 10084,37 10146,60 170 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 5034,00 10316,49 2,32 0,45

Codo 24 60,96 2,74 91 2918,64 187,44 13,18 318,95 54866,32 55185,27 720 250 35,0 65 0,90 0,23 0,53 27803,75 55229,51 12,53 0,59

Codo 24 60,96 2,74 9 2918,64 190,37 13,38 35,09 6129,98 6165,07 110 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 3233,00 6662,50 1,50 0,45

Codo 24 60,96 2,74 28 2918,64 189,24 13,30 108,18 18788,47 18896,65 320 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 9437,74 19399,12 4,36 0,45

Codo 24 60,96 2,74 34 2918,64 186,59 13,12 130,74 22389,03 22519,78 380 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 11220,78 23043,60 5,18 0,45

Codo 24 60,96 2,74 45 2918,64 189,15 13,30 171,13 29707,13 29878,26 500 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 14768,91 30323,02 6,82 0,45

Codo 24 60,96 2,74 30 2918,64 189,22 13,30 115,74 20098,44 20214,18 340 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 10032,09 20613,95 4,64 0,45

Codo 24 60,96 2,74 91 2918,64 189,22 13,30 318,95 55387,05 55706,00 730 250 35,0 65 0,90 0,23 0,53 28161,55 55981,55 12,71 0,59

Codo 24 60,96 2,74 6 2918,64 196,42 13,81 23,40 4218,80 4242,20 70 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 2062,26 4242,37 0,95 0,45








Acceso

rio

Diá

me

tro (p

ulg

)

Diá

me

tro (c

m)

Ve

locid

ad

(m/s

)

Án

gu

lo (°)

Áre

a

Tra

nsve

rsa

l

Tu

be

ría (c

m2)

Pre

sió

n d

e

Se

rvic

io (P

SI)

Pre

sió

n d

e

Se

rvic

io

(kg

/cm

2)

Em

pu

je

Din

ám

ico

Pro

du

cid

o (k

g)

Em

pu

je

Hid

rostá

tico

Pro

du

cid

o (k

g)

Em

pu

je T

ota

l (k

g)

L (c

m)

h (c

m)

b' (c

m)

b (c

m)

(k

g/c

m2)

' (k

g/c

m2)

Pe

so

Ancla

je

(kg

)

Em

pu

je a

Resis

tir (kg

)

Vo

lum

en

Unita

rio d

e

Con

cre

to (m

3)

Pe

so

Ancla

je

po

r m2 (k

g/m

2)

Codo 24 60,96 2,74 5 2918,64 199,07 14,00 19,51 3563,64 3583,15 60 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 1765,09 3634,96 0,82 0,45

Codo 24 60,96 2,74 5 2918,64 200,73 14,11 19,51 3593,38 3612,88 60 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 1765,09 3634,96 0,82 0,45

Codo 24 60,96 2,74 5 2918,64 213,64 15,02 19,51 3824,55 3844,06 70 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 2044,30 4232,85 0,95 0,45

Codo 24 60,96 2,74 12 2918,64 253,26 17,81 46,74 10864,27 10911,02 190 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 5520,61 11474,21 2,59 0,44

Codo 24 60,96 2,74 11 2918,64 254,05 17,86 42,86 9993,06 10035,93 170 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 4944,22 10268,91 2,32 0,44

Codo 24 60,96 2,74 16 2918,64 205,15 14,42 62,24 11717,49 11779,72 200 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 5871,65 12110,18 2,73 0,45

Codo 24 60,96 2,74 34 2918,64 200,36 14,09 130,74 24041,30 24172,04 400 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 11779,22 24239,39 5,45 0,45

Codo 24 60,96 2,74 29 2918,64 198,81 13,98 111,97 20429,45 20541,42 340 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 10014,13 20604,43 4,64 0,45

Codo 24 60,96 2,74 16 2918,64 194,91 13,70 62,24 11132,86 11195,10 190 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 5592,44 11512,28 2,59 0,45

Codo 24 60,96 2,74 8 2918,64 184,74 12,99 31,19 5288,74 5319,94 90 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 2656,61 5457,19 1,23 0,45

Codo 24 60,96 2,74 18 2918,64 183,78 12,92 69,95 11799,06 11869,01 200 200 35,0 65 0,90 0,23 0,53 5907,57 12129,21 2,73 0,45

Codo 24 60,96 2,74 69 2918,64 183,00 12,87 253,29 42538,95 42792,24 560 250 35,0 65 0,90 0,23 0,53 21585,24 42935,14 9,75 0,59

Tabla 7-25 Resultados del Cálculo de Anclajes Horizontales Combinados.

Accesorio

Diá

me

tro

(pulg

)

Diá

me

tro

(cm

)

Velo

cid

ad

(m/s

)

Ángulo

(°)

Áre

a

Tra

nsvers

al

Tu

bería

(cm

2)

Pre

sió

n d

e

Serv

icio

(PS

I)

Pre

sió

n d

e

Serv

icio

(kg/c

m2)

Em

puje

Din

ám

ico

Pro

ducid

o

(kg)

Em

puje

Hid

rostá

tico

Pro

ducid

o

(kg)

Em

puje

Por

Tu

bería

(kg)

Em

puje

To

tal

(kg)

L (c

m)

Sobre

alto

arrib

a y

abajo

h' (c

m)

h (c

m)

Separa

cio

n

Entre

T

uberia

s (c

m)

b' (c

m)

s' (c

m)

b (c

m)

(k

g/c

m2)

' (k

g/c

m2)

Peso A

ncla

je

(kg)

Em

puje

a

Resis

tir (kg)

Volu

me

n

Unita

rio d

e

Concre

to (m

3)

Peso A

ncla

je

por m

2

(kg/m

2)








Accesorio

Diá

me

tro

(pulg

)

Diá

me

tro

(cm

)

Velo

cid

ad

(m/s

)

Ángulo

(°)

Áre

a

Tra

nsvers

al

Tu

bería

(cm

2)

Pre

sió

n d

e

Serv

icio

(PS

I)

Pre

sió

n d

e

Serv

icio

(kg/c

m2)

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puje

Din

ám

ico

Pro

ducid

o

(kg)

Em

puje

Hid

rostá

tico

Pro

ducid

o

(kg)

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Por

Tu

bería

(kg)

Em

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tal

(kg)

L (c

m)

Sobre

alto

arrib

a y

abajo

h' (c

m)

h (c

m)

Separa

cio

n

Entre

T

uberia

s (c

m)

b' (c

m)

s' (c

m)

b (c

m)

(k

g/c

m2)

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g/c

m2)

Peso A

ncla

je

(kg)

Em

puje

a

Resis

tir (kg)

Volu

me

n

Unita

rio d

e

Concre

to (m

3)

Peso A

ncla

je

por m

2

(kg/m

2)

Codo 24 60,96 2,74 16 2918,64 205,36 14,44 62,24 11729,66 11791,90

30 120 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 85 5188,68 2,36 0,17 140,22 1162,71 1302,93 13094,82 120 19,5 120 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 18852,39 13239,33 0,92 0,67

Codo 24 60,96 2,74 83 2918,64 217,65 15,30 296,31 59188,93 59485,24

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 83 5188,68 13,16 0,93 137,53 6361,44 6498,96 65984,20 425 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 80068,31 66369,23 8,01 0,80

Codo 24 60,96 2,74 39 2918,64 258,99 18,21 149,27 35480,43 35629,70

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 39 5188,68 55,12 3,88 69,28 13424,39 13493,68 49123,37 345 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 56754,18 49507,70 6,50 0,70

Codo 24 60,96 2,74 52 2918,64 260,60 18,32 196,03 46883,48 47079,51

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 52 5188,68 56,64 3,98 90,98 18115,86 18206,84 65286,35 455 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 75013,89 65379,78 8,57 0,70

Codo 24 60,96 2,74 42 2918,64 275,80 19,39 160,26 40563,42 40723,67

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 42 5188,68 71,53 5,03 74,38 18703,46 18777,84 59501,51 425 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 68159,14 60057,37 8,01 0,68

Codo 24 60,96 2,74 25 2918,64 278,10 19,55 96,79 24703,13 24799,92

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 25 5188,68 73,51 5,17 44,92 11608,04 11652,96 36452,88 260 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 41495,74 36634,12 4,90 0,68

Codo 24 60,96 2,74 69 2918,64 279,97 19,68 253,29 65078,95 65332,24

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 69 5188,68 75,47 5,31 117,56 31187,75 31305,30 96637,54 685 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 110235,81 96999,38 12,91 0,68

Codo 24 60,96 2,74 11 2918,64 293,54 20,64 42,86 11546,29 11589,15

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 11 5188,68 89,37 6,28 19,89 6249,34 6269,23 17858,38 130 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 20312,17 18086,14 2,45 0,66

Codo 24 60,96 2,74 29 2918,64 294,29 20,69 111,97 30240,01 30351,98

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 29 5188,68 90,05 6,33 51,97 16449,89 16501,86 46853,83 350 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 54507,85 48598,71 6,59 0,66

Codo 24 60,96 2,74 45 2918,64 295,08 20,75 171,13 46344,13 46515,26

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 45 5188,68 91,07 6,40 79,42 25427,85 25507,27 72022,53 520 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 81539,13 72498,50 9,80 0,67

Codo 24 60,96 2,74 14 2918,64 300,46 21,12 54,50 15027,40 15081,90

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 14 5188,68 96,73 6,80 25,29 8600,62 8625,92 23707,81 175 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 27108,69 24222,38 3,30 0,66

Codo 24 60,96 2,74 57 2918,64 308,54 21,69 213,38 60420,58 60633,96

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 57 5188,68 105,51 7,42 99,03 36731,53 36830,56 97464,53 705 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 109383,58 97673,96 13,28 0,66

Codo 24 60,96 2,74 33 2918,64 312,68 21,98 127,01 36445,64 36572,65

95 250 45 29 28 235








Accesorio

Diá

me

tro

(pulg

)

Diá

me

tro

(cm

)

Velo

cid

ad

(m/s

)

Ángulo

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2)

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tico

Pro

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(kg)

L (c

m)

Sobre

alto

arrib

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h' (c

m)

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Separa

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n

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T

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m2)

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m2)

Peso A

ncla

je

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Em

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Resis

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me

n

Unita

rio d

e

Concre

to (m

3)

Peso A

ncla

je

por m

2

(kg/m

2)

Codo 32 81,28 1,40 33 5188,68 108,25 7,61 58,95 22431,71 22490,66 59063,31 430 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 66203,27 59302,33 8,10 0,65

Codo 24 60,96 2,74 17 2918,64 317,35 22,31 66,10 19250,91 19317,01

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 17 5188,68 112,88 7,94 30,68 12173,65 12204,33 31521,34 230 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 35221,91 31619,60 4,33 0,65

Codo 24 60,96 2,74 15 2918,64 320,29 22,52 58,37 17157,49 17215,86

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 15 5188,68 115,77 8,14 27,09 11024,91 11052,00 28267,86 210 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 32007,59 28789,75 3,96 0,65

Codo 24 60,96 2,74 13 2918,64 329,94 23,20 50,62 15328,67 15379,29

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 13 5188,68 126,00 8,86 23,50 10406,75 10430,25 25809,54 190 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 28793,27 25959,90 3,58 0,64

Codo 24 60,96 2,74 83 2918,64 335,17 23,56 296,31 91146,39 91442,70

120 300 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 83 5188,68 131,46 9,24 137,53 63552,54 63690,07 155132,77 920 109,5 300 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 176049,19 155464,03 21,27 0,81

Codo 24 60,96 2,74 76 2918,64 338,23 23,78 275,31 85458,96 85734,28

120 300 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 76 5188,68 133,59 9,39 127,78 60006,14 60133,92 145868,20 870 109,5 300 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 165613,85 146555,15 20,12 0,81

Codo 24 60,96 2,74 8 2918,64 347,72 24,45 31,19 9954,53 9985,72

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 8 5188,68 143,11 10,06 14,48 7283,44 7297,92 17283,64 130 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 19440,76 17624,29 2,45 0,64

Codo 24 60,96 2,74 12 2918,64 349,08 24,54 46,74 14975,15 15021,89

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 12 5188,68 144,47 10,16 21,69 11018,11 11039,80 26061,70 195 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 29161,15 26436,44 3,67 0,64

Codo 24 60,96 2,74 9 2918,64 351,07 24,68 35,09 11304,41 11339,50

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 9 5188,68 146,45 10,30 16,28 8383,26 8399,55 19739,04 150 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 22364,62 20300,20 2,83 0,63

Codo 24 60,96 2,74 12 2918,64 352,29 24,77 46,74 15112,92 15159,66

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 12 5188,68 147,66 10,38 21,69 11260,86 11282,56 26442,22 200 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 29819,49 27066,93 3,77 0,63

Codo 24 60,96 2,74 14 2918,64 353,76 24,87 54,50 17693,30 17747,80

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 14 5188,68 149,11 10,48 25,29 13257,87 13283,17 31030,96 230 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 34350,51 31157,76 4,33 0,63

Codo 24 60,96 2,74 8 2918,64 354,89 24,95 31,19 10159,96 10191,16

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 8 5188,68 150,23 10,56 14,48 7645,77 7660,25 17851,41 135 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 20099,11 18254,78 2,54 0,63

Codo 24 60,96 2,74 10 2918,64 355,88 25,02 38,97 12729,22 12768,20

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 10 5188,68 151,24 10,63 18,09 9617,00 9635,09 22403,29 170 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 25288,47 22976,10 3,20 0,63








Accesorio

Diá

me

tro

(pulg

)

Diá

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tro

(cm

)

Velo

cid

ad

(m/s

)

Ángulo

(°)

Áre

a

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Pre

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(kg/c

m2)

Em

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Din

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Pro

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Em

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Hid

rostá

tico

Pro

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Em

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Por

Tu

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(kg)

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puje

To

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(kg)

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Sobre

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m)

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Separa

cio

n

Entre

T

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m)

b' (c

m)

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m)

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(k

g/c

m2)

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g/c

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Peso A

ncla

je

(kg)

Em

puje

a

Resis

tir (kg)

Volu

me

n

Unita

rio d

e

Concre

to (m

3)

Peso A

ncla

je

por m

2

(kg/m

2)

Codo 24 60,96 2,74 16 2918,64 356,22 25,04 62,24 20345,91 20408,15

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 16 5188,68 151,58 10,66 28,89 15391,37 15420,25 35828,40 265 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 39539,87 35879,08 4,99 0,63

Codo 24 60,96 2,74 25 2918,64 357,04 25,10 96,79 31714,82 31811,61

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 25 5188,68 152,42 10,72 44,92 24068,79 24113,71 55925,32 415 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 61904,49 56179,28 7,82 0,63

Codo 24 60,96 2,74 35 2918,64 357,35 25,12 134,47 44100,90 44235,37

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 35 5188,68 152,74 10,74 62,41 33511,17 33573,58 77808,95 575 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 85876,27 77894,40 10,83 0,63

Codo 24 60,96 2,74 34 2918,64 357,44 25,13 130,74 42888,87 43019,61

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 34 5188,68 152,81 10,74 60,68 32597,56 32658,24 75677,85 560 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 83610,76 75848,99 10,55 0,63

Codo 24 60,96 2,74 7 2918,64 357,50 25,13 27,30 8956,81 8984,11

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 7 5188,68 152,86 10,75 12,67 6808,42 6821,09 15805,20 120 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 17833,60 16209,37 2,26 0,63

Codo 24 60,96 2,74 18 2918,64 357,54 25,14 69,95 22954,22 23024,17

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 18 5188,68 152,90 10,75 32,47 17451,16 17483,63 40507,80 300 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 44729,24 40600,40 5,65 0,63

Codo 24 60,96 2,74 12 2918,64 357,67 25,15 46,74 15343,34 15390,09

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 12 5188,68 153,07 10,76 21,69 11673,76 11695,45 27085,54 205 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 30477,84 27697,42 3,86 0,63

Codo 24 60,96 2,74 6 2918,64 358,12 25,18 23,40 7691,97 7715,37

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 6 5188,68 153,51 10,79 10,86 5861,71 5872,57 13587,94 105 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 15568,09 14163,95 1,98 0,63

Codo 24 60,96 2,74 21 2918,64 358,48 25,20 81,49 26810,25 26891,74

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 21 5188,68 153,85 10,82 37,82 20456,01 20493,83 47385,57 355 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 52842,46 47997,62 6,69 0,63

Codo 24 60,96 2,74 40 2918,64 364,12 25,60 152,95 51109,40 51262,35

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 40 5188,68 159,52 11,22 70,99 39806,72 39877,70 91140,05 675 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 100495,55 91273,92 12,72 0,63

Codo 24 60,96 2,74 24 2918,64 367,56 25,84 92,97 31362,48 31455,45

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 24 5188,68 163,07 11,47 43,15 24737,12 24780,27 56235,72 420 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 62272,37 56655,82 7,91 0,63

Codo 24 60,96 2,74 11 2918,64 368,04 25,88 42,86 14476,88 14519,74

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 11 5188,68 163,39 11,49 19,89 11425,49 11445,38 25965,12 195 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 28870,68 26282,49 3,67 0,63

Codo 24 60,96 2,74 56 2918,64 366,53 25,77 209,94 70620,40 70830,34

120 300 45 29 28 235








Accesorio

Diá

me

tro

(pulg

)

Diá

me

tro

(cm

)

Velo

cid

ad

(m/s

)

Ángulo

(°)

Áre

a

Tra

nsvers

al

Tu

bería

(cm

2)

Pre

sió

n d

e

Serv

icio

(PS

I)

Pre

sió

n d

e

Serv

icio

(kg/c

m2)

Em

puje

Din

ám

ico

Pro

ducid

o

(kg)

Em

puje

Hid

rostá

tico

Pro

ducid

o

(kg)

Em

puje

Por

Tu

bería

(kg)

Em

puje

To

tal

(kg)

L (c

m)

Sobre

alto

arrib

a y

abajo

h' (c

m)

h (c

m)

Separa

cio

n

Entre

T

uberia

s (c

m)

b' (c

m)

s' (c

m)

b (c

m)

(k

g/c

m2)

' (k

g/c

m2)

Peso A

ncla

je

(kg)

Em

puje

a

Resis

tir (kg)

Volu

me

n

Unita

rio d

e

Concre

to (m

3)

Peso A

ncla

je

por m

2

(kg/m

2)

Codo 32 81,28 1,40 56 5188,68 161,77 11,37 97,44 55409,45 55506,89 126337,23 765 109,5 300 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 141852,60 126867,57 17,69 0,79

Codo 24 60,96 2,74 9 2918,64 365,50 25,70 35,09 11768,83 11803,92

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 9 5188,68 160,86 11,31 16,28 9208,09 9224,37 21028,29 160 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 23681,31 21561,18 3,01 0,63

Codo 24 60,96 2,74 61 2918,64 365,21 25,68 226,96 76071,34 76298,31

120 300 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 61 5188,68 160,53 11,29 105,34 59444,50 59549,84 135848,14 820 109,5 300 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 152390,54 136168,64 18,96 0,79

Codo 24 60,96 2,74 27 2918,64 365,17 25,67 104,39 34985,39 35089,79

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 27 5188,68 160,53 11,29 48,45 27341,86 27390,31 62480,10 465 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 69068,90 62792,06 8,76 0,63

Codo 24 60,96 2,74 9 2918,64 359,88 25,30 35,09 11588,10 11623,18

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 9 5188,68 155,12 10,91 16,28 8879,46 8895,74 20518,92 155 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 23022,97 20930,69 2,92 0,63

Codo 24 60,96 2,74 10 2918,64 358,79 25,23 38,97 12833,42 12872,39

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 10 5188,68 153,98 10,83 18,09 9791,40 9809,49 22681,88 170 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 25288,47 22976,10 3,20 0,63

Codo 24 60,96 2,74 5 2918,64 347,11 24,40 19,51 6213,72 6233,23

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 5 5188,68 142,09 9,99 9,05 4521,85 4530,90 10764,13 85 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 12644,24 11488,05 1,60 0,63

Codo 24 60,96 2,74 12 2918,64 346,28 24,35 46,74 14855,06 14901,81

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 12 5188,68 141,46 9,95 21,69 10788,36 10810,06 25711,86 195 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 29161,15 26436,44 3,67 0,64

Codo 24 60,96 2,74 10 2918,64 343,87 24,18 38,97 12299,73 12338,71

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 10 5188,68 138,48 9,74 18,09 8805,57 8823,66 21162,37 160 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 23971,78 21715,12 3,01 0,64

Codo 24 60,96 2,74 5 2918,64 342,03 24,05 19,51 6122,91 6142,42

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 5 5188,68 137,15 9,64 9,05 4364,92 4373,98 10516,39 80 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 11985,89 10857,56 1,51 0,64

Codo 24 60,96 2,74 5 2918,64 331,26 23,29 19,51 5930,09 5949,60

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 5 5188,68 126,34 8,88 9,05 4020,78 4029,83 9979,42 75 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 11327,54 10227,07 1,41 0,64

Codo 24 60,96 2,74 8 2918,64 330,65 23,25 31,19 9465,95 9497,15

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 8 5188,68 125,73 8,84 14,48 6398,96 6413,44 15910,59 120 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 18124,07 16363,32 2,26 0,64

Codo 24 60,96 2,74 6 2918,64 330,06 23,21 23,40 7089,17 7112,58

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 6 5188,68 124,99 8,79 10,86 4772,71 4783,57 11896,15 90 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 13593,05 12272,49 1,70 0,64








Accesorio

Diá

me

tro

(pulg

)

Diá

me

tro

(cm

)

Velo

cid

ad

(m/s

)

Ángulo

(°)

Áre

a

Tra

nsvers

al

Tu

bería

(cm

2)

Pre

sió

n d

e

Serv

icio

(PS

I)

Pre

sió

n d

e

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(kg/c

m2)

Em

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Din

ám

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Pro

ducid

o

(kg)

Em

puje

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tico

Pro

ducid

o

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(kg)

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puje

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tal

(kg)

L (c

m)

Sobre

alto

arrib

a y

abajo

h' (c

m)

h (c

m)

Separa

cio

n

Entre

T

uberia

s (c

m)

b' (c

m)

s' (c

m)

b (c

m)

(k

g/c

m2)

' (k

g/c

m2)

Peso A

ncla

je

(kg)

Em

puje

a

Resis

tir (kg)

Volu

me

n

Unita

rio d

e

Concre

to (m

3)

Peso A

ncla

je

por m

2

(kg/m

2)

Codo 24 60,96 2,74 8 2918,64 329,05 23,13 31,19 9419,99 9451,18

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 8 5188,68 123,84 8,71 14,48 6302,77 6317,25 15768,43 120 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 18124,07 16363,32 2,26 0,64

Codo 24 60,96 2,74 7 2918,64 327,65 23,04 27,30 8209,17 8236,47

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 7 5188,68 122,46 8,61 12,67 5454,58 5467,25 13703,72 105 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 15858,56 14317,90 1,98 0,64

Codo 24 60,96 2,74 7 2918,64 326,33 22,94 27,30 8176,06 8203,36

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 7 5188,68 121,14 8,52 12,67 5395,72 5408,39 13611,75 105 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 15858,56 14317,90 1,98 0,64

Codo 24 60,96 2,74 8 2918,64 322,50 22,67 31,19 9232,45 9263,64

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 8 5188,68 117,25 8,24 14,48 5967,20 5981,68 15245,32 115 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 17465,72 15732,83 2,17 0,65

Codo 24 60,96 2,74 9 2918,64 321,22 22,58 35,09 10343,08 10378,17

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 9 5188,68 115,94 8,15 16,28 6636,82 6653,10 17031,27 130 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 19731,23 17778,24 2,45 0,64

Codo 24 60,96 2,74 10 2918,64 320,08 22,50 38,97 11448,88 11487,85

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 10 5188,68 114,77 8,07 18,09 7298,37 7316,46 18804,31 140 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 21338,39 19193,17 2,64 0,65

Codo 24 60,96 2,74 9 2918,64 318,86 22,42 35,09 10267,13 10302,21

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 9 5188,68 113,51 7,98 16,28 6497,72 6514,00 16816,22 150 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 22364,62 20300,20 2,83 0,63

Codo 24 60,96 2,74 10 2918,64 317,57 22,33 38,97 11358,92 11397,89

95 250 45 29 28 235

Codo 32 81,28 1,40 10 5188,68 112,19 7,89 18,09 7133,91 7152,00 18549,89 140 84,5 250 45 19 17 235 0,90 0,23 0,53 21338,39 19193,17 2,64 0,65











Donde L es el ancho de anclaje (cm), b es el espesor del anclaje (cm), σa es la capacidad portante admisible del terreno natural. A continuación se exponen los resultados del análisis para estos anclajes en la

Figura 7-26 – Anclaje tíico en curva vertical inferior.

A continuación se exponen los resultados del análisis para estos anclajes en la Tabla 7-26.









Acceso

rio

Diá

me

tro

(pu

lg)

Diá

me

tro (c

m)

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locid

ad

(m

/s)

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m)

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m)

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to (m

3)

Codo 24 60,96 2,74 8 2918,64 126,98 8,93 31,19 3635,21 3666,41 40 120 20,00 50 0,90 0,23 0,53 367,70 3950,86 0,1839

Codo 24 60,96 2,74 5 2918,64 123,39 8,67 19,51 2208,78 2228,28 30 120 20,00 50 0,90 0,23 0,53 275,78 2963,14 0,1379

Codo 24 60,96 2,74 54 2918,64 122,97 8,65 203,02 22912,15 23115,17 240 120 20,00 50 0,90 0,23 0,53 2206,21 23705,15 1,1031

Codo 24 60,96 2,74 54 2918,64 123,64 8,69 203,02 23036,59 23239,60 240 120 20,00 50 0,90 0,23 0,53 2206,21 23705,15 1,1031

Codo 24 60,96 2,74 15 2918,64 133,06 9,36 58,37 7127,89 7186,26 80 120 20,00 50 0,90 0,23 0,53 735,40 7901,72 0,3677

Codo 24 60,96 2,74 13 2918,64 159,68 11,23 50,62 7418,42 7469,04 80 120 20,00 50 0,90 0,23 0,53 735,40 7901,72 0,3677

Codo 24 60,96 2,74 17 2918,64 190,97 13,43 66,10 11584,34 11650,44 120 120 20,00 50 0,90 0,23 0,53 1103,10 11852,58 0,5516

Codo 24 60,96 2,74 38 2918,64 189,12 13,30 145,59 25269,09 25414,67 260 120 20,00 50 0,90 0,23 0,53 2390,06 25680,58 1,1950

Codo 24 60,96 2,74 41 2918,64 188,85 13,28 156,61 27142,66 27299,27 280 120 20,00 50 0,90 0,23 0,53 2573,91 27656,01 1,2870

Codo 24 60,96 2,74 9 2918,64 189,01 13,29 35,09 6085,97 6121,06 70 120 20,00 50 0,90 0,23 0,53 643,48 6914,00 0,3217

Codo 24 60,96 2,74 9 2918,64 368,12 25,88 35,09 11853,48 11888,56 130 120 20,00 50 0,90 0,23 0,53 1195,03 12840,29 0,5975

Codo 24 60,96 2,74 54 2918,64 338,23 23,78 203,02 63017,68 63220,70 650 120 20,00 50 0,90 0,23 0,53 5975,14 64201,46 2,9876

Codo 24 60,96 2,74 11 2918,64 337,22 23,71 42,86 13264,51 13307,37 140 120 20,00 50 0,90 0,23 0,53 1286,95 13828,01 0,6435

Codo 24 60,96 2,74 11 2918,64 326,84 22,98 42,86 12856,47 12899,33 140 120 20,00 50 0,90 0,23 0,53 1286,95 13828,01 0,6435

Codo 24 60,96 2,74 11 2918,64 311,06 21,87 42,86 12235,47 12278,34 130 120 20,00 50 0,90 0,23 0,53 1195,03 12840,29 0,5975

Codo 24 60,96 2,74 14 2918,64 306,79 21,57 54,50 15344,38 15398,88 160 120 20,00 50 0,90 0,23 0,53 1470,80 15803,44 0,7354

Codo 24 60,96 2,74 7 2918,64 277,51 19,51 27,30 6952,76 6980,06 80 120 20,00 50 0,90 0,23 0,53 735,40 7901,72 0,3677

Codo 24 60,96 2,74 12 2918,64 259,03 18,21 46,74 11112,19 11158,93 120 120 20,00 50 0,90 0,23 0,53 1103,10 11852,58 0,5516









Aquí el anclaje se diseña con un peso igual al esfuerzo y de tal manera que se garantice la unión entre codo y anclaje (EAAB, 2006). Para este caso el Empuje a resistir se da por la Ecuación 7-49.

WER Ecuación 7-49

Figura 7-27– Anclaje típco en curva vertical superior.


CONSORCIO






Hoja No. 246



Tabla 7-27 Resultados del Cálculo de Anclajes Vertical Superiores.

Acceso

rio

Diá

me

tro

(pu

lg)

Diá

me

tro

(cm

)

Ve

locid

ad

(m/s

)

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ch

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el

An

cla

je b

(m)

La

rgo

de

l

An

cla

je L

(m)

Codo 24 60,96 2,74 5 2918,64 78,1 110,96 7,80 19,51 1986,25 2005,76 2000 1,00 1,00 1,00 1,00

Codo 24 60,96 2,74 54 2918,64 85,3 121,23 8,52 203,02 22586,55 22789,56 2000 11,39 3,00 1,00 3,80

Codo 24 60,96 2,74 54 2918,64 85,4 121,41 8,54 203,02 22620,74 22823,75 2000 11,41 3,00 1,00 3,80

Codo 24 60,96 2,74 5 2918,64 89,5 127,22 8,94 19,51 2277,50 2297,00 2000 1,15 1,00 1,00 1,15

Codo 24 60,96 2,74 16 2918,64 91,5 129,96 9,14 62,24 7422,92 7485,15 2000 3,74 3,00 1,00 1,25

Codo 24 60,96 2,74 5 2918,64 95,3 135,40 9,52 19,51 2423,83 2443,33 2000 1,22 1,00 1,00 1,22

Codo 24 60,96 2,74 5 2918,64 103,0 146,34 10,29 19,51 2619,73 2639,24 2000 1,32 1,00 1,00 1,32

Codo 24 60,96 2,74 16 2918,64 110,6 157,22 11,05 62,24 8979,93 9042,17 2000 4,52 3,00 1,00 1,51

Codo 24 60,96 2,74 54 2918,64 131,7 187,20 13,16 203,02 34879,12 35082,14 2000 17,54 3,50 1,50 3,34

Codo 24 60,96 2,74 54 2918,64 131,3 186,59 13,12 203,02 34765,36 34968,38 2000 17,48 3,50 1,50 3,33

Codo 24 60,96 2,74 6 2918,64 256,4 364,40 25,62 23,40 7826,82 7850,23 2000 3,93 3,00 1,00 1,31

Codo 24 60,96 2,74 5 2918,64 238,0 338,22 23,78 19,51 6054,63 6074,14 2000 3,04 1,00 1,00 3,04

Codo 24 60,96 2,74 54 2918,64 237,3 337,22 23,71 203,02 62829,70 63032,72 2000 31,52 3,50 1,50 6,00

Codo 24 60,96 2,74 6 2918,64 231,0 328,29 23,08 23,40 7051,23 7074,63 2000 3,54 1,00 1,00 3,54

Codo 24 60,96 2,74 13 2918,64 228,2 324,25 22,80 50,62 15064,08 15114,71 2000 7,56 3,00 1,00 2,52

Codo 24 60,96 2,74 15 2918,64 216,9 308,27 21,67 58,37 16513,38 16571,75 2000 8,29 3,00 1,00 2,76

Codo 24 60,96 2,74 9 2918,64 213,0 302,61 21,28 35,09 9743,97 9779,06 2000 4,89 3,00 1,00 1,63

Codo 24 60,96 2,74 16 2918,64 154,0 218,90 15,39 62,24 12502,91 12565,14 2000 6,28 3,00 1,00 2,09

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Hoja No. 247



7.6 Línea de interconexión entre el Tanque Ciudad y el Tanque Sur.

Partiendo de la alternativa seleccionada en el capítulo anterior, se presenta en este capítulo el diseño hidráulico de la tubería de interconexión entre el Tanque Ciudad existente y el Tanque Sur proyectado.

7.6.1 Alcance del Diseño

Con el Estudio de Población y Demanda se calcularon los volúmenes de almacenamiento requeridos en cada uno de los Distritos proyectados a futuro, y con el diagnóstico se identificaron las necesidades del sistema de acueducto y los componentes a diseñar dentro del alcance de la presente consultoría. Es así como se estableció la necesidad de construir un tanque nuevo en el lote de propiedad del IBAL en la Carrera 29S con Av. Bogotá-Armenia, con el objetivo de almacenar el déficit del Tanque Cerrogordo y para la distribución del agua en el sector alto del Distrito No 3, todo esto en vista que la ubicación del Tanque Cerrogordo no permite una ampliación, pues se encuentra en una zona altamente urbanizada. El nuevo tanque será alimentado por una línea expresa de 32 pulgadas procedente del Tanque Ciudad. De acuerdo con lo anterior, el alcance de diseño del presente informe corresponde al diseño de la tubería de interconexión expresa que parte del Tanque Ciudad existente y llega al Tanque Sur proyectado, con la capacidad suficiente para garantizar el transporte del caudal requerido por el Tanque Sur, Tanque Fiscalía y Tanque Boquerón.



7.6.3 Caudal de Diseño

En el documento C309-MT-04 "Análisis de Alternativas de Diseño", se realizó el balance de los tanques de almacenamiento proyectados. De acuerdo con lo presentado en dicho documento, para el Tanque Sur se estableció que el caudal de entrada requerido de 702 L/s, corresponde a un porcentaje del Caudal Máximo Diario 50 L/s del Distrito No 3, más el Caudal Máximo Diario del Tanque Boquerón 175 L/s, más el Caudal Máximo Diario que necesita el Tanque la Fiscalía 477 L/s para el año 2043 horizonte de diseño.

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Hoja No. 248



7.6.4 Diseño de la Tubería

En este numeral se presenta el diseño de la tubería de Interconexión Ciudad – Sur. Se mencionan en primer lugar los parámetros de diseño considerados, los aspectos del diseño en planta y en perfil y se presentan los resultados de los cálculos realizados para la determinación de la línea de gradiente hidráulico y la presión de trabajo que debe cumplir el material seleccionado.

7.6.4.1 Parámetros de Diseño de la Tubería.

Se presentan a continuación los parámetros considerados para el diseño de la tubería de Interconexión Ciudad – Sur, de acuerdo con lo establecido en el reglamento RAS 2000.

La velocidad mínima en la tubería de conducción debe ser de 0,6 m/s, para favorecer la autolimpieza de materiales sólidos en suspensión.







Las distancias mínimas entre la tubería que conforma la red de distribución de agua

potable y los detalles de topografía: Alcantarillado de aguas negras o alcantarillados combinados, redes de teléfono y energía y tuberías de las redes domiciliarias de gas, son 1.2 m horizontal; 0.5 m vertical.



En el diseño hidráulico de la tubería se tuvieron en cuenta adicionalmente los efectos de pérdidas por fricción debidas al movimiento del agua, pérdidas localizadas debido a las válvulas y accesorios, las presiones de trabajo, las sobre presiones y sub presiones por golpe de ariete y la presión requerida al final de la tubería.

7.6.4.2 Diseño en Planta

Para el diseño en planta de la Interconexión Ciudad - Sur, se emplearon los levantamientos planimétricos realizados, con el registro de la información de los

CONSORCIO






Hoja No. 249



elementos de interés como postes, cajas, muros, etc. Adicionalmente, se utilizó la ortofoto de la ciudad de Ibagué como complemento de información para el diseño.


Para el diseño en perfil de la interconexión se empleó el levantamiento planialtimétrico de la topografía con algunos detalles de interferencias, sin embargo el levantamiento no contaba con información de todas las interferencias, dado que no existe un record actualizado de los servicios de teléfonos y alcantarillado. Se contó con información de los servicios de acueducto, energía eléctrica y distribución de gas natural. En todo caso, el CONTRATISTA, antes de iniciar la excavación de la zanja deberá localizar los alcantarillados principales y los ductos telefónicos que se cruzan con el eje de la tubería proyectada, al igual que las redes de otros servicios públicos, y tomar las medidas necesarias para evitar la descarga de agua en la zanja que se va a construir. Si en la zanja se encuentran aguas negras, éstas deben quitarse y se deben desinfectar por cualquier sistema la zona contaminada”; Como está estipulado en el RAS 2000. Además, el CONTRATISTA deberá verificar la localización en terreno de estos elementos y el cumplimiento de las distancias mínimas de la norma. En el diseño en perfil se cumplió con la restricción de distancia vertical mínima con respecto a los detalles topográficos, especificada anteriormente en presente informe. Pero, la distancia horizontal no fue posible cumplirla dado que el corredor de la tubería no cuenta con espacio suficiente debido a la presencia de múltiples redes de servicios públicos. Con respecto a las pendientes se tuvo en cuenta que se cumplieran las pendientes mínimas cuando el aire fluye en contra del agua y cuando el aire fluye en el mismo sentido del agua. En cuanto a la distancia mínima horizontal se cumple con los 0.5m de espaciamiento pero siempre por debajo de la tubería existente (alcantarillado, gas, teléfono, acueducto, etc.), esto debido a que no se cuenta con el espacio suficiente entre la cota de los tubos existentes y el terreno para ubicar la nueva tubería expresa de 32”. Esta consultoría sin embargo considera dicha situación y genera un documento de especificaciones que explica cómo se debe proteger la tubería nueva de posibles filtraciones, especialmente del alcantarillado.



Ecuación 7-50

En donde hf son las pérdidas por fricción (mca), f es el factor de fricción, l es la longitud de la tubería sobre la cual se realiza el cálculo de pérdidas por fricción, D es el diámetro

CONSORCIO






Hoja No. 250



de la tubería (m), v es la velocidad del flujo (m/s) y g corresponde al valor de aceleración de la gravedad (m/s2). Para flujo turbulento, que es el que se presenta comúnmente en las tuberías de acueducto, el factor de fricción está dado por la expresión que se presenta a continuación la cual fue deducida por los investigadores Colebrook y White:

Ecuación 7-51




Ecuación 7-52






CONSORCIO






Hoja No. 251



Ecuación 7-53



Ecuación 7-54


Ecuación 7-55




CONSORCIO






Hoja No. 252



Ecuación 7-56

En donde t es el tiempo efectivo de cierre (s), a es la celeridad de onda (m/s), y L es la longitud de la tubería (m). 7.6.5.3 Cálculos del Fenómeno del Golpe de Ariete para la Interconexión Ciudad –

Sur.

Celeridad de Onda (a): El material de la tubería seleccionado corresponde a GRP SN 5000 PN 25, para el cual se tiene un valor de celeridad de onda de 540 m/s. Sobrepresión por el Cierre de una Válvula : Teniendo que la velocidad del flujo en la

tubería de 32 pulgadas para el caudal de diseño es de 1.4 m/s, se obtiene una sobrepresión debida al cierre de una válvula de 77.06 mca el cual multiplicado por el factor de seguridad es 100.18 mca. Tiempo Mínimo para el Cierre de una Válvula (t): Considerando una longitud de tubería de 4,559 metros, se obtiene un tiempo mínimo de cierre de 17 segundos. Depresión por el Cierre de una Válvula : El tiempo mínimo de cierre de una válvula

debe ser de 17 segundos, sin embargo dadas las condiciones de la tubería se recomienda un tiempo mínimo para el cierre de 35 segundos. Con este valor se obtiene una depresión de 37.17 mca. Como se muestra en la Figura 7-28 la línea de sub-presión tiene una cota mayor a la de la tubería, desde el Kilómetro 1+400 hasta aproximadamente el kilómetro 1+900, por esta razón es necesaria la instalación de ventosas en los puntos altos de la línea para evitar la contracción de la tubería y las consecuencias mecánicas que esta pueda tener a lo largo de la conducción.

CONSORCIO






Hoja No. 253



Figura 7-28 Líneas de Sorepresión y Sub-presión en la interconexión Tanque ciudad y Tanque Sur

7.6.6 Presión Estática Máxima

Se estima que la cota máxima del nivel de agua en el Tanque Ciudad es de 1,313 msnm y el punto más bajo de la tubería se encuentra a una elevación de 1,194 msnm, con lo que se tiene que la máxima presión estática es de 119 metros.


Para establecer la presión de diseño de la tubería se tuvo en cuenta el valor de la máxima sobrepresión debida al fenómeno del golpe de ariete y la presión estática máxima. Adicionalmente se consideró la presión dinámica máxima a partir del modelo matemático encontrando un valor de 107.5 mca. De acuerdo con este valor se encontró que la presión máxima debida al golpe de ariete corresponde a la sobrepresión máxima más la presión dinámica máxima, es decir 100.18 mca + 107.5 mca = 207.68 mca. Se determina que la presión de diseño corresponde a tubería de GRP SN 5000 PN 25. Se resalta la importancia de realizar los cierres de las válvulas con un tiempo mínimo al establecido de 35 segundos para evitar la generación de sobrepresiones que puedan afectar la tubería. En todo caso se instalarán válvulas ventosas que ayudan a minimizar el fenómeno del golpe de ariete.


Una vez determinados el material y la presión de diseño, el diámetro, el caudal de diseño y los accesorios, se ajustó el modelo matemático construido para la evaluación hidráulica de alternativas y se realizó el cálculo hidráulico de las condiciones de flujo y la distribución

CONSORCIO






Hoja No. 254



de la presión en la tubería de interconexión entre el Tanque Ciudad y el Tanque Sur. De este calculó se obtuvo el perfil hidráulico de la tubería, en donde se muestra el perfil de elevación de la tubería y el perfil de la línea piezométrica. En la siguiente tabla se presenta el resumen de las propiedades incluidas para los cálculos del modelo matemático.

Tabla 7-28 Propiedades del Modelo Matemático Interconexión Ciudad - Sur

CARACTERÍSTICAS INTERCONEXIÓN AMBALÁ - ALSACIA




702 GRP SN5000

PN25 0.03 32 pulgadas 4,559

1.5 % de Longitud


Figura 7-29 Perfil Hidrálico interconexión Ciudad - Sur

En el perfil hidráulico se puede observar que no se presentan intersecciones de la línea piezométrica con el terreno y se encuentra en toda su longitud a más de 2 metros por encima de la cota clave garantizando el funcionamiento de la tubería a presión. También se observa que llega al punto de entrega al Tanque Sur Proyectado (punto más a la derecha de la figura) con una presión residual superior a los 7.5 metros para el caudal de diseño de 702 L/s, garantizando la descarga del caudal de diseño sin inconvenientes.

CONSORCIO






Hoja No. 255





7.6.7.1 Accesorios

A lo largo de la línea se dispusieron los accesorios como tees, uniones y codos, requeridos de acuerdo con el alineamiento en planta y en perfil y las características del material seleccionado para el diseño de la tubería. En los planos de diseño se presentan los cuadros de accesorios con las características de los elementos componentes de la interconexión y se localizan en planta y en perfil con la numeración correspondiente a los cuadros.


Con el objeto de permitir la acumulación de aire en los puntos altos de la tubería y su correspondiente eliminación a través de las válvulas de ventosa colocadas para este efecto, éstas no deben colocarse en forma horizontal. Este tipo de válvulas debe tener un diámetro mínimo de 3 pulgadas para tuberías mayores a 4 pulgadas y puede ser aislado de la tubería principal por medio de una válvula de corte. Según el RAS para que exista la remoción hidráulica del aire es necesario que la velocidad mínima operacional sea igual o superior a la velocidad crítica. En caso de no existir la remoción hidráulica será necesaria la instalación de ventosas para la remoción mecánica del aire. Por lo tanto, se procede a calcular la velocidad crítica en remoción de aire en los tramos según las siguientes ecuaciones:

Ecuación 7-57

Ecuación 7-58


Ecuación 7-59

En donde g es el valor de la aceleración de la gravedad (m/s2), Vc es la velocidad crítica de remoción de aire (m/s) y D es el diámetro de la tubería (m). Se realizó la verificación para la instalación de las válvulas purgadoras de aire según el planteamiento anterior. Como se puede apreciar en la Tabla 7-29, en todos los tramos

CONSORCIO






Hoja No. 256



descendentes que están ubicados aguas abajo de la ventosa se cumple la condición para la remoción hidráulica.


VÁLVULAS VENTOSAS INTERCONEXIÓN CIUDAD - SUR

Ventosa Diámetro Tubería

(Pulgadas)

Diámetro (m)

Ángulo θ (Grados)

Velocidad (m/s)

X Y Vc (m/s)

VE-1 32 0.8128 4 1.4 0.26 0.65 1.82

VE-2 32 0.8128 2 1.4 0.19 0.49 1.38

VE-3 32 0.8128 3 1.4 0.23 0.58 1.63

VE-4 32 0.8128 3 1.4 0.23 0.58 1.63

VE-5 32 0.8128 3 1.4 0.23 0.58 1.63

VE-6 32 0.8128 3 1.4 0.23 0.58 1.63



En donde D es el diámetro de la tubería (m), d es el diámetro de la válvula de purga (m), T es el tiempo de descarga (h), Z es la altura promedio entre el punto bajo y los dos puntos altos adyacentes (m), L corresponde a la distancia horizontal entre los dos puntos altos drenados por la válvula en metros. La normatividad estipula que el tiempo de descarga máximo para tuberías con diámetros mayores a 48 pulgadas sea de 10 horas. En el diseño de la Interconexión Ciudad - Sur, se determinó que para la distancia máxima entre válvulas de purga el tiempo de descarga fuera menor a 1 hora. Teniendo en cuenta que según la norma el diámetro mínimo es de 3 pulgadas, se determinó que el diámetro de las válvulas de purga debe ser de 8 pulgadas para evitar posibles taponamientos. En la po de Descarga de la Válvulas de Purga


se muestra el cálculo realizado para determinar el tiempo de descarga partiendo de un diámetro de 8 pulgadas.

CONSORCIO






Hoja No. 257






(Pulgadas)

Altura Punto Alto

Izq. (m)

Altura Punto Alto

Der. (m)

Promedio de Alturas

(m)


(m)

Diámetro Purga

(Pulgadas)

Tiempo (hr)

Tiempo (min)

PG-1 32 113.87 39.25 76.56 2410.08 6 1.85 111.28

PG-2 32 16.27 60.40 38.34 1872.01 6 2.04 122.13

PG-3 32 1.84 5.95 3.90 275.72 6 0.94 56.43





22

senAPEHS

Ecuación 7-60

Donde P representa la presión media del agua en kilogramos sobre centímetro cuadrado (kg/cm²), A es la sección transversal del tubo en centímetros cuadrados (cm²) y θ es el ángulo de la tubería en radianes (RAD). La presión media se encuentra con la Ecuación 7-61.

HP Ecuación 7-61


4

2DA

Ecuación 7-62



Este se presenta en laEcuación 7-63.

CONSORCIO






Hoja No. 258



22 2

senvg

AEHD

Ecuación 7-63


Figura 7-30 – Diagrama d fuerzas debidas a la presión hidrodinámica.



HDHS EEE

g

vHsenAE

2

22

Ecuación 7-64

CONSORCIO






Hoja No. 259





Figura 7-31– Anclaje típco en curva horizontal.



Donde W representa el peso de anclaje en kilogramos (kg), σ' es la capacidad admisible promedio pasiva del terreno natural en la altura del anclaje (ver Ecuación 7-66, en kg/cm²), μ es el coeficiente de fricción entre el suelo y el concreto (ver Tabla 7-31), L es el ancho de anclaje (cm) y h es la altura de anclaje (cm).

FS

'

Ecuación 7-66





Arcilla Seca 0.50

Arena 0.40

CONSORCIO






Hoja No. 260



Grava 0.60

Fuente: EAAB

Del Estudio de Suelos y Análisis de Cimentaciones Tanques de Almacenamiento Sur y Boquerón, se dispone una capacidad portante para el suelo de 2 kg/cm² y se espera una arcilla húmeda. Se diseñó un anclaje horizontal especial para cuando las líneas Agua Cruda y Tanques Ciudad – Sur se encuentran paralelas dado que no cuenta con mucho espacio entre las líneas. Por lo cual se va a realizar un solo macizo de concreto para ambas líneas. Este anclaje horizontal especial resistirá la suma del empuje de los dos accesorios. A continuación se exponen los resultados del análisis para los diferentes anclajes en la Tabla 7-32 y Tabla 7-33

CONSORCIO






Hoja No. 261



Tabla 7-32 - Resultados del Cálculo de Anclajes Horizontales Individuales.

No

do

Diá

me

tro

(pu

lg)

Velo

cid

ad

(m/s

)

Án

gu

lo

(°)

Pre

sió

n d

e

Serv

icio

(mca

)

Em

pu

je

Din

ám

ico

Pro

du

cid

o

(kg

)

Em

pu

je

Hid

rostá

tico

P

rod

ucid

o

(kg

)

Em

pu

je T

ota

l

(kg

)

Tip

o d

e

An

cla

je

L

(cm

)

h

(cm

)

b

(cm

)

F.S

.

σt

(kg

/cm

2)

μ

Peso

An

cla

je

(kg

)

Em

pu

je a

Resis

tir

(kg

)

Vo

lum

en

Un

itari

o d

e

Co

ncre

to

(m³)

4-H 24 1.20 45.00 65.14 32.82 14536.87 14569.70 HO15 145 200 65 2.0 0.92 0.53 4812.55 14615.33 1.67

6-H 24 2.74 6.00 65.14 23.40 1988.07 2011.47 HO14 30 150 65 2.0 0.92 0.53 676.57 2249.29 0.25

7-H 24 2.74 8.00 65.14 31.19 2649.82 2681.01 HO14 40 150 65 2.0 0.92 0.53 902.09 2999.05 0.33

8-H 24 2.74 6.00 65.14 23.40 1988.07 2011.47 HO14 30 150 65 2.0 0.92 0.53 676.57 2249.29 0.25

9-H 24 2.74 7.00 65.58 27.30 2334.62 2361.92 HO14 35 150 65 2.0 0.92 0.53 789.33 2624.17 0.29

10-H 24 2.74 6.00 67.67 23.40 2065.47 2088.87 HO14 30 150 65 2.0 0.92 0.53 676.57 2249.29 0.25

11-H 24 2.74 11.00 69.62 42.86 3891.34 3934.20 HO14 55 150 65 2.0 0.92 0.53 1240.38 4123.70 0.46

12-H 24 2.74 11.00 70.04 42.86 3915.03 3957.89 HO14 55 150 65 2.0 0.92 0.53 1240.38 4123.70 0.46

13-H 24 2.74 13.00 71.22 50.62 4702.08 4752.70 HO15 50 200 65 2.0 0.92 0.53 1614.95 5027.96 0.58

14-H 24 2.74 37.00 74.80 141.89 13841.19 13983.09 HO15 140 200 65 2.0 0.92 0.53 4532.48 14081.11 1.62

15-H 24 2.74 53.00 77.32 199.53 20119.94 20319.47 HO15 205 200 65 2.0 0.92 0.53 6615.99 20613.24 2.37

16-H 24 2.74 33.00 79.81 127.01 13219.07 13346.08 HO15 135 200 65 2.0 0.92 0.53 4323.20 13565.65 1.56

17-H 24 2.74 15.00 87.27 58.37 6643.04 6701.41 HO15 70 200 65 2.0 0.92 0.53 2204.30 7024.14 0.81

18-H 24 2.74 7.00 88.56 27.30 3152.87 3180.17 HO15 35 200 65 2.0 0.92 0.53 1093.30 3509.72 0.40

19-H 24 2.74 20.00 89.37 77.65 9050.35 9128.00 HO15 95 200 65 2.0 0.92 0.53 2985.23 9531.09 1.10

20-H 24 2.74 94.00 88.99 327.05 37953.23 38280.28 HO15 385 200 65 2.0 0.92 0.53 12327.17 38686.70 4.44

21-H 24 2.74 12.00 85.69 46.74 5223.85 5270.59 HO15 55 200 65 2.0 0.92 0.53 1735.74 5519.97 0.63

22-H 24 2.74 13.00 84.89 50.62 5603.95 5654.57 HO15 60 200 65 2.0 0.92 0.53 1891.93 6021.36 0.69

23-H 24 2.74 18.00 84.78 69.95 7734.01 7803.96 HO15 80 200 65 2.0 0.92 0.53 2534.37 8031.61 0.92

24-H 24 2.74 42.00 84.68 160.26 17696.89 17857.15 HO15 180 200 65 2.0 0.92 0.53 5728.88 18078.15 2.08

25-H 24 2.74 22.00 84.34 85.33 9385.37 9470.70 HO15 95 200 65 2.0 0.92 0.53 3020.62 9540.47 1.10

26-H 24 2.74 21.00 84.28 81.49 8956.60 9038.09 HO15 90 200 65 2.0 0.92 0.53 2864.44 9039.08 1.04

CONSORCIO






Hoja No. 262



27-H 24 2.74 70.00 84.25 256.49 28180.42 28436.92 HO15 285 200 65 2.0 0.92 0.53 9132.66 28640.16 3.29

28-H 24 2.74 35.00 87.01 134.47 15258.47 15392.94 HO15 155 200 65 2.0 0.92 0.53 4912.55 15561.83 1.79

29-H 24 2.74 29.00 87.16 111.97 12727.22 12839.18 HO15 130 200 65 2.0 0.92 0.53 4113.92 13050.19 1.50

30-H 24 2.74 13.00 91.33 50.62 6029.60 6080.22 HO15 65 200 65 2.0 0.92 0.53 2030.42 6518.06 0.75

31-H 24 2.74 36.00 95.16 138.19 17149.37 17287.56 HO15 175 200 65 2.0 0.92 0.53 5484.20 17553.31 2.02

32-H 24 2.74 6.00 100.30 23.40 3061.15 3084.55 HO15 35 200 65 2.0 0.92 0.53 1075.60 3505.03 0.40

33-H 24 2.74 38.00 101.30 145.59 19233.33 19378.92 HO15 195 200 65 2.0 0.92 0.53 6073.55 19549.49 2.25

34-H 24 2.74 49.00 101.99 185.44 24665.20 24850.64 HO15 250 200 65 2.0 0.92 0.53 7791.59 25064.77 2.89

35-H 24 2.74 26.00 104.74 100.59 13740.32 13840.91 HO15 140 200 65 2.0 0.92 0.53 4337.81 14029.52 1.62

36-H 24 2.74 37.00 106.48 141.89 19703.20 19845.09 HO15 200 200 65 2.0 0.92 0.53 6194.34 20041.50 2.31

37-H 24 2.74 26.00 106.60 100.59 13985.15 14085.75 HO15 145 200 65 2.0 0.92 0.53 4476.30 14526.22 1.67

38-H 24 2.74 36.00 107.98 138.19 19459.12 19597.31 HO15 200 200 65 2.0 0.92 0.53 6176.64 20036.81 2.31

39-H 24 2.74 67.00 115.69 246.82 37237.00 37483.82 HO15 375 200 65 2.0 0.92 0.53 11572.36 37566.67 4.33

40-H 24 2.74 39.00 116.27 149.27 22633.28 22782.56 HO15 230 200 65 2.0 0.92 0.53 7060.66 23031.08 2.65

41-H 24 2.74 42.00 118.79 160.26 24826.04 24986.30 HO15 250 200 65 2.0 0.92 0.53 7667.71 25031.94 2.89

42-H 24 2.74 16.00 124.25 62.24 10084.37 10146.60 HO15 105 200 65 2.0 0.92 0.53 3191.41 10505.72 1.21

43-H 24 2.74 91.00 131.91 318.95 54866.32 55185.27 HO16 440 250 65 2.0 0.92 0.53 17632.07 55272.50 6.51

44-H 24 2.74 9.00 133.97 35.09 6129.98 6165.07 HO15 65 200 65 2.0 0.92 0.53 1959.63 6499.30 0.75

45-H 24 2.74 28.00 133.17 108.18 18788.47 18896.65 HO15 190 200 65 2.0 0.92 0.53 5758.09 19005.89 2.19

46-H 24 2.74 34.00 131.31 130.74 22389.03 22519.78 HO15 230 200 65 2.0 0.92 0.53 6972.18 23007.63 2.65

47-H 24 2.74 45.00 133.11 171.13 29707.13 29878.26 HO15 300 200 65 2.0 0.92 0.53 9105.69 30013.01 3.46

48-H 24 2.74 30.00 133.16 115.74 20098.44 20214.18 HO15 205 200 65 2.0 0.92 0.53 6208.94 20505.37 2.37

49-H 24 2.74 91.00 133.16 318.95 55387.05 55706.00 HO16 445 250 65 2.0 0.92 0.53 17809.56 55894.53 6.58

50-H 24 2.74 6.00 138.23 23.40 4218.80 4242.20 HO15 45 200 65 2.0 0.92 0.53 1352.58 4498.43 0.52

51-H 24 2.74 5.00 140.09 19.51 3563.64 3583.15 HO15 40 200 65 2.0 0.92 0.53 1196.39 3997.04 0.46

52-H 24 2.74 5.00 141.26 19.51 3593.38 3612.88 HO15 40 200 65 2.0 0.92 0.53 1196.39 3997.04 0.46

53-H 24 2.74 5.00 150.35 19.51 3824.55 3844.06 HO15 40 200 65 2.0 0.92 0.53 1196.39 3997.04 0.46

54-H 24 2.74 12.00 178.22 46.74 10864.27 10911.02 HO15 110 200 65 2.0 0.92 0.53 3259.11 10983.66 1.27

55-H 24 2.74 11.00 178.78 42.86 9993.06 10035.93 HO15 105 200 65 2.0 0.92 0.53 3102.93 10482.28 1.21

CONSORCIO






Hoja No. 263



114-H 24 2.74 16.00 144.37 62.24 11717.49 11779.72 HO15 120 200 65 2.0 0.92 0.53 3606.88 11995.82 1.38

115-H 24 2.74 34.00 141.00 130.74 24041.30 24172.04 HO15 245 200 65 2.0 0.92 0.53 7387.64 24497.72 2.83

116-H 24 2.74 29.00 139.91 111.97 20429.45 20541.42 HO15 210 200 65 2.0 0.92 0.53 6329.74 20997.38 2.42

117-H 24 2.74 16.00 137.17 62.24 11132.86 11195.10 HO15 115 200 65 2.0 0.92 0.53 3468.39 11499.12 1.33

118-H 24 2.74 8.00 130.01 31.19 5288.74 5319.94 HO15 55 200 65 2.0 0.92 0.53 1664.95 5501.21 0.63

119-H 24 2.74 18.00 129.33 69.95 11799.06 11869.01 HO15 120 200 65 2.0 0.92 0.53 3642.27 12005.20 1.38

120-H 24 2.74 69.00 128.78 253.29 42538.95 42792.24 HO16 345 250 65 2.0 0.92 0.53 13773.11 43324.87 5.10

131-H 32 1.40 90.00 1.50 146.76 1101.25 1248.01 HO17 15 150 80 2.0 0.92 0.53 2148.16 1604.26 0.14

190-H 32 1.40 65.00 35.19 111.52 19603.03 19714.55 HO17 260 150 80 2.0 0.92 0.53 7176.03 19841.65 2.45

191-H 32 1.40 18.00 32.19 32.47 5221.32 5253.79 HO17 70 150 80 2.0 0.92 0.53 1942.06 5344.65 0.66

192-H 32 1.40 11.00 32.07 19.89 3186.34 3206.23 HO17 45 150 80 2.0 0.92 0.53 1236.98 3432.80 0.42

193-H 32 1.40 21.00 33.01 37.82 6235.87 6273.70 HO17 85 150 80 2.0 0.92 0.53 2340.98 6485.36 0.80

194-H 32 1.40 17.00 33.08 30.68 5068.97 5099.65 HO17 70 150 80 2.0 0.92 0.53 1921.96 5339.32 0.66

195-H 32 1.40 8.00 33.27 14.48 2406.12 2420.60 HO17 35 150 80 2.0 0.92 0.53 950.92 2667.00 0.33

196-H 32 1.40 14.00 33.32 25.29 4209.93 4235.22 HO17 60 150 80 2.0 0.92 0.53 1635.90 4573.51 0.56

197-H 32 1.40 7.00 33.38 12.67 2113.02 2125.69 HO17 30 150 80 2.0 0.92 0.53 817.95 2286.76 0.28

198-H 32 1.40 44.00 32.99 77.75 12814.43 12892.17 HO17 170 150 80 2.0 0.92 0.53 4722.18 12981.38 1.60

199-H 32 1.40 9.00 31.13 16.28 2531.99 2548.28 HO17 35 150 80 2.0 0.92 0.53 971.03 2672.32 0.33

200-H 32 1.40 6.00 29.78 10.86 1616.10 1626.96 HO17 25 150 80 2.0 0.92 0.53 684.98 1906.52 0.24

201-H 32 1.40 7.00 29.28 12.67 1853.12 1865.79 HO17 25 150 80 2.0 0.92 0.53 705.08 1911.85 0.24

202-H 32 1.40 8.00 27.76 14.48 2007.51 2021.99 HO17 30 150 80 2.0 0.92 0.53 838.06 2292.09 0.28

203-H 32 1.40 90.00 27.46 146.76 20131.16 20277.92 HO17 265 150 80 2.0 0.92 0.53 7791.56 20349.76 2.49

Tabla 7-33 Resultados del Cálculo de Anclajes Horizontales Combinados.

CONSORCIO






Hoja No. 264



No

do

Diá

me

tro

(p

ulg

)

Velo

cid

ad

(m/s

)

Án

gu

lo

(°)

Pre

sió

n d

e

Serv

icio

(mca

)

Em

pu

je

Din

ám

ico

Pro

du

cid

o

(kg

)

Em

pu

je T

ota

l

(kg

)

Tip

o d

e

An

cla

je

L

(cm

)

h

(cm

)

b

(cm

)

F.S

.

σt

(kg

/cm

2)

μ

Peso

An

cla

je

(kg

)

Em

pu

je a

Resis

tir

(kg

)

Vo

lum

en

Un

itari

o d

e

Co

ncre

to

(m³)

113-H 24 2.74 85.00 65.14 302.11

HO20

300 235

132-H 32 1.40 85.00 65.14 140.22 71729.63 HO20 355 300 235 2.0 0.92 0.53

86392.85 71929.83 36.00

112-H 24 2.74 83.00 65.14 296.31

HO20

300 235

133-H 32 1.40 83.00 65.14 137.53 70352.55 HO20 350 300 235 2.0 0.92 0.53

84896.27 70842.59 35.37

111-H 24 2.74 39.00 65.58 149.27

HO19

250 235

134-H 32 1.40 39.00 67.67 69.28 36404.24 HO19 225 250 235 2.0 0.92 0.53

40953.85 36756.75 17.06

110-H 24 2.74 52.00 69.62 196.03

HO19

250 235

135-H 32 1.40 52.00 70.04 90.98 49918.18 HO19 310 250 235 2.0 0.92 0.53

55921.83 50509.21 23.30

109-H 24 2.74 42.00 71.22 160.26

HO19

250 235

136-H 32 1.40 42.00 74.80 74.38 42910.99 HO19 265 250 235 2.0 0.92 0.53

47092.03 42988.52 19.62

108-H 24 2.74 25.00 77.32 96.79

HO19

250 235

137-H 32 1.40 25.00 79.81 44.92 27810.48 HO19 175 250 235 2.0 0.92 0.53

30303.84 28178.06 12.63

107-H 24 2.74 69.00 87.27 253.29

HO20

300 235

138-H 32 1.40 69.00 88.56 117.56 81201.63 HO20 415 300 235 2.0 0.92 0.53

90411.95 81282.62 37.67

106-H 24 2.74 11.00 89.37 42.86

HO18

120 235

139-H 32 1.40 11.00 88.99 19.89 13900.56 HO18 195 120 235 2.0 0.92 0.53

12889.33 14204.79 5.37

105-H 24 2.74 29.00 85.69 111.97

HO19

250 235

140-H 32 1.40 29.00 84.89 51.97 34711.75 HO19 220 250 235 2.0 0.92 0.53

37390.83 35236.91 15.58

104-H 24 2.74 45.00 84.78 171.13

HO19

250 235

141-H 32 1.40 45.00 84.68 79.42 52765.95 HO19 330 250 235 2.0 0.92 0.53

56521.95 52970.82 23.55

103-H 24 2.74 14.00 84.34 54.50

HO18

120 235

142-H 32 1.40 14.00 84.28 25.29 16722.55 HO18 230 120 235 2.0 0.92 0.5 15345.97 16792.31 6.39

CONSORCIO






Hoja No. 265



3

102-H 24 2.74 57.00 84.25 213.38

HO20

300 235

143-H 32 1.40 57.00 87.01 99.03 66799.42 HO20 345 300 235 2.0 0.92 0.53

75035.78 67538.92 31.26

101-H 24 2.74 33.00 87.16 127.01

HO19

250 235

144-H 32 1.40 33.00 91.33 58.95 41516.51 HO19 260 250 235 2.0 0.92 0.53

43819.48 41545.65 18.26

100-H 24 2.74 17.00 95.16 66.10

HO19

250 235

145-H 32 1.40 17.00 100.30 30.68 23669.32 HO19 150 250 235 2.0 0.92 0.53

24688.36 23811.74 10.29

99-H 24 2.74 15.00 101.30 58.37

HO19

250 235

146-H 32 1.40 15.00 101.99 27.09 21598.16 HO19 140 250 235 2.0 0.92 0.53

22790.73 22157.58 9.50

98-H 24 2.74 13.00 104.74 50.62

HO18

120 235

147-H 32 1.40 13.00 106.48 23.50 19485.46 HO18 270 120 235 2.0 0.92 0.53

17535.36 19585.65 7.31

97-H 24 2.74 83.00 106.60 296.31

HO20

300 235

148-H 32 1.40 83.00 107.98 137.53 115808.09 HO20 600 300 235 2.0 0.92 0.53

124875.62

115969.32

52.03

96-H 24 2.74 76.00 115.69 275.31

HO20

300 235

149-H 32 1.40 76.00 116.27 127.78 116150.92 HO20 605 300 235 2.0 0.92 0.53

123235.73

116225.39

51.35

95-H 24 2.74 8.00 118.79 31.19

HO18

120 235

150-H 32 1.40 8.00 124.25 14.48 13863.84 HO18 195 120 235 2.0 0.92 0.53

12470.55 14093.81 5.20

94-H 24 2.74 12.00 131.91 46.74

HO19

250 235

151-H 32 1.40 12.00 133.97 21.69 22627.93 HO19 145 250 235 2.0 0.92 0.53

22577.67 22676.76 9.41

93-H 24 2.74 9.00 133.17 35.09

HO18

120 235

152-H 32 1.40 9.00 131.31 16.28 16825.98 HO18 235 120 235 2.0 0.92 0.53

14939.12 16961.14 6.22

92-H 24 2.74 12.00 133.11 46.74

HO19

250 235

153-H 32 1.40 12.00 133.16 21.69 22613.22 HO19 145 250 235 2.0 0.92 0.53

22577.67 22676.76 9.41

91-H 24 2.74 14.00 133.16 54.50

HO19

250 235

154-H 32 1.40 14.00 138.23 25.29 27008.17 HO19 175 250 235 2.0 0.92 0.53

27108.69 27331.34 11.30

90-H 24 2.74 8.00 140.09 31.19

HO18

120 235

CONSORCIO






Hoja No. 266



155-H 32 1.40 8.00 141.26 14.48 15960.78 HO18 225 120 235 2.0 0.92 0.53

14217.28 16216.56 5.92

89-H 24 2.74 10.00 150.35 38.97

HO19

250 235

156-H 32 1.40 10.00 178.22 18.09 23803.10 HO19 155 250 235 2.0 0.92 0.53

23313.43 24023.02 9.71

88-H 24 2.74 16.00 178.78 62.24

HO19

250 235

157-H 32 1.40 16.00 144.37 28.89 35432.66 HO19 230 250 235 2.0 0.92 0.53

34931.44 35736.46 14.55

87-H 24 2.74 25.00 141.00 96.79

HO19

250 235

158-H 32 1.40 25.00 139.91 44.92 49335.01 HO19 320 250 235 2.0 0.92 0.53

49395.90 49931.13 20.58

86-H 24 2.74 35.00 137.17 134.47

HO20

300 235

159-H 32 1.40 35.00 130.01 62.41 64782.21 HO20 345 300 235 2.0 0.92 0.53

67368.87 65507.19 28.07

85-H 24 2.74 34.00 129.33 130.74

HO20

300 235

160-H 32 1.40 34.00 128.78 60.68 61280.10 HO20 325 300 235 2.0 0.92 0.53

63822.02 61804.70 26.59

84-H 24 2.74 7.00 1.50 27.30

HO18

120 235

161-H 32 1.40 7.00 35.19 12.67 2320.77 HO18 30 120 235 2.0 0.92 0.53

2723.89 2381.70 1.13

83-H 24 2.74 18.00 32.19 69.95

HO18

120 235

162-H 32 1.40 18.00 32.07 32.47 8239.99 HO18 110 120 235 2.0 0.92 0.53

8917.39 8449.28 3.72

82-H 24 2.74 12.00 33.01 46.74

HO18

120 235

163-H 32 1.40 12.00 33.08 21.69 5665.10 HO18 75 120 235 2.0 0.92 0.53

6041.97 5750.78 2.52

81-H 24 2.74 6.00 33.27 23.40

HO18

120 235

164-H 32 1.40 6.00 33.32 10.86 2857.63 HO18 40 120 235 2.0 0.92 0.53

3166.54 3052.29 1.32

80-H 24 2.74 21.00 33.38 81.49

HO18

120 235

165-H 32 1.40 21.00 32.99 37.82 9901.17 HO18 130 120 235 2.0 0.92 0.53

10500.66 9975.42 4.38

79-H 24 2.74 40.00 31.13 152.95

HO18

120 235

166-H 32 1.40 40.00 29.78 70.99 16993.85 HO18 220 120 235 2.0 0.92 0.53

18393.15 17046.52 7.66

78-H 24 2.74 24.00 29.28 92.97

HO18

120 235

167-H 32 1.40 24.00 27.76 43.15 9669.61 HO18 125 120 235 2.0 0.92 0.53

10628.32 9732.60 4.43

77-H 24 2.74 11.00 27.46 42.86

HO18

120 235

CONSORCIO






Hoja No. 267



168-H 32 1.40 11.00 28.46 19.89 4425.72 HO18 60 120 235 2.0 0.92 0.53

5029.00 4652.41 2.10

76-H 24 2.74 56.00 29.46 209.94

HO19

250 235

169-H 32 1.40 56.00 30.46 97.44 23199.11 HO19 130 250 235 2.0 0.92 0.53

33383.21 23813.29 13.91

75-H 24 2.74 9.00 31.46 35.09

HO18

120 235

170-H 32 1.40 9.00 32.46 16.28 4131.28 HO18 55 120 235 2.0 0.92 0.53

4458.69 4224.64 1.86

74-H 24 2.74 61.00 33.46 226.96

HO19

250 235

171-H 32 1.40 61.00 34.46 105.34 28368.93 HO19 160 250 235 2.0 0.92 0.53

38785.63 28698.80 16.16

73-H 24 2.74 27.00 35.46 104.39

HO18

120 235

172-H 32 1.40 27.00 36.46 48.45 13804.80 HO18 185 120 235 2.0 0.92 0.53

14540.57 14089.08 6.06

72-H 24 2.74 9.00 37.46 35.09

HO18

120 235

173-H 32 1.40 9.00 38.46 16.28 4893.88 HO18 65 120 235 2.0 0.92 0.53

5040.94 4932.22 2.10

71-H 24 2.74 10.00 39.46 38.97

HO18

120 235

174-H 32 1.40 10.00 40.46 18.09 5718.71 HO18 80 120 235 2.0 0.92 0.53

6053.90 6030.59 2.52

70-H 24 2.74 5.00 41.46 19.51

HO18

120 235

175-H 32 1.40 5.00 42.46 9.05 3003.40 HO18 40 120 235 2.0 0.92 0.53

3026.95 3015.29 1.26

69-H 24 2.74 12.00 43.46 46.74

HO18

120 235

176-H 32 1.40 12.00 44.46 21.69 7535.94 HO18 105 120 235 2.0 0.92 0.53

7788.70 7873.53 3.25

68-H 24 2.74 10.00 45.46 38.97

HO18

120 235

177-H 32 1.40 10.00 46.46 18.09 6565.83 HO18 90 120 235 2.0 0.92 0.53

6636.15 6738.17 2.77

67-H 24 2.74 5.00 47.46 19.51

HO18

120 235

178-H 32 1.40 5.00 48.46 9.05 3427.36 HO18 50 120 235 2.0 0.92 0.53

3609.20 3722.88 1.50

66-H 24 2.74 5.00 49.46 19.51

HO18

120 235

179-H 32 1.40 5.00 50.46 9.05 3568.69 HO18 50 120 235 2.0 0.92 0.53

3609.20 3722.88 1.50

65-H 24 2.74 8.00 51.46 31.19

HO18

120 235

180-H 32 1.40 8.00 52.46 14.48 5933.08 HO18 80 120 235 2.0 0.92 0.53

5774.72 5956.60 2.41

64-H 24 2.74 6.00 53.46 23.40

HO18

120 235

CONSORCIO






Hoja No. 268



181-H 32 1.40 6.00 54.46 10.86 4620.95 HO18 65 120 235 2.0 0.92 0.53

4622.16 4821.24 1.93

63-H 24 2.74 8.00 55.46 31.19

HO18

120 235

182-H 32 1.40 8.00 56.46 14.48 6385.08 HO18 90 120 235 2.0 0.92 0.53

6356.96 6664.19 2.65

62-H 24 2.74 7.00 57.46 27.30

HO18

120 235

183-H 32 1.40 7.00 58.46 12.67 5785.80 HO18 80 120 235 2.0 0.92 0.53

5635.12 5919.61 2.35

61-H 24 2.74 7.00 59.46 27.30

HO18

120 235

184-H 32 1.40 7.00 60.46 12.67 5983.59 HO18 85 120 235 2.0 0.92 0.53

5926.25 6273.40 2.47

60-H 24 2.74 8.00 61.46 31.19

HO18

120 235

185-H 32 1.40 8.00 62.46 14.48 7063.09 HO18 100 120 235 2.0 0.92 0.53

6939.21 7371.77 2.89

59-H 24 2.74 9.00 63.46 35.09

HO18

120 235

186-H 32 1.40 9.00 64.46 16.28 8198.46 HO18 115 120 235 2.0 0.92 0.53

7952.17 8470.14 3.31

58-H 24 2.74 10.00 65.46 38.97

HO18

120 235

187-H 32 1.40 10.00 66.46 18.09 9389.58 HO18 130 120 235 2.0 0.92 0.53

8965.13 9568.50 3.74

57-H 24 2.74 9.00 67.46 35.09

HO18

120 235

188-H 32 1.40 9.00 68.46 16.28 8706.86 HO18 120 120 235 2.0 0.92 0.53

8243.29 8823.93 3.43

56-H 24 2.74 10.00 69.46 38.97

HO18

120 235

189-H 32 1.40 10.00 70.46 18.09 9954.33 HO18 140 120 235 2.0 0.92 0.53

9547.38 10276.09 3.98

CONSORCIO






Hoja No. 269







Figura 7-32 – Anclaje tíico en curva vertical inferior.










No

do

Diá

me

tro

(pu

lg)

Velo

cid

ad

(m/s

)

Án

gu

lo

(°)

Pre

sió

n d

e

Serv

icio

(m

ca

)

Em

pu

je

Din

ám

ico

P

rod

ucid

o

(kg

)

Em

pu

je

Hid

rostá

tico

Pro

du

cid

o

(kg

)

Em

pu

je T

ota

l

(kg

)

Tip

o d

e A

ncla

je

L

(cm

)

b

(cm

)

h

(cm

)

F.S

.

σ

(kg

/cm

2)

Peso

An

cla

je

(kg

)

Em

pu

je a

Resis

tir

(kg

)

Vo

lum

en

Un

itari

o d

e

Co

ncre

to

(m³)

4-V 24 2.74 8 89.36 31.19 3635.21 3666.41 VI13 40 120 50 3.0 2.7 363.25 3956.75 0.1816

8-V 24 2.74 5 86.83 19.51 2208.78 2228.28 VI13 25 120 50 3.0 2.7 227.03 2472.97 0.1135

10-V 24 2.74 54 86.54 203.02 22912.15 23115.17 VI13 235 120 50 3.0 2.7 2134.12 23245.88 1.0671

15-V 24 2.74 54 87.01 203.02 23036.59 23239.60 VI13 235 120 50 3.0 2.7 2134.12 23245.88 1.0671

18-V 24 2.74 15 93.64 58.37 7127.89 7186.26 VI13 75 120 50 3.0 2.7 681.10 7418.90 0.3406

23-V 24 2.74 13 112.37 50.62 7418.42 7469.04 VI13 80 120 50 3.0 2.7 726.51 7913.49 0.3633

24-V 24 2.74 17 134.39 66.10 11584.34 11650.44 VI13 120 120 50 3.0 2.7 1089.76 11870.24 0.5449

26-V 24 2.74 38 133.09 145.59 25269.09 25414.67 VI13 260 120 50 3.0 2.7 2361.15 25718.85 1.1806

32-V 24 2.74 41 132.90 156.61 27142.66 27299.27 VI13 280 120 50 3.0 2.7 2542.78 27697.22 1.2714

33-V 24 2.74 9 133.01 35.09 6085.97 6121.06 VI13 65 120 50 3.0 2.7 590.29 6429.71 0.2951

39-V 24 2.74 9 259.06 35.09 11853.48 11888.56 VI13 125 120 50 3.0 2.7 1135.17 12364.83 0.5676

44-V 24 2.74 54 238.02 203.02 63017.68 63220.70 VI13 640 120 50 3.0 2.7 5812.07 63307.93 2.9060

46-V 24 2.74 11 237.31 42.86 13264.51 13307.37 VI13 135 120 50 3.0 2.7 1225.98 13354.02 0.6130

49-V 24 2.74 11 230.01 42.86 12856.47 12899.33 VI13 135 120 50 3.0 2.7 1225.98 13354.02 0.6130

51-V 24 2.74 11 218.90 42.86 12235.47 12278.34 VI13 125 120 50 3.0 2.7 1135.17 12364.83 0.5676

53-V 24 2.74 14 215.90 54.50 15344.38 15398.88 VI13 160 120 50 3.0 2.7 1453.02 15826.98 0.7265

58-V 24 2.74 7 195.29 27.30 6952.76 6980.06 VI13 75 120 50 3.0 2.7 681.10 7418.90 0.3406

59-V 24 2.74 12 182.29 46.74 11112.19 11158.93 VI13 115 120 50 3.0 2.7 1044.36 11375.64 0.5222

73-V 32 1.4 12 38.19 21.69 4138.39 4160.08 VI14 35 150 60 3.0 2.7 448.40 4276.60 0.2242

74-V 32 1.4 7 51.27 12.67 3244.92 3257.59 VI14 30 150 60 3.0 2.7 384.34 3665.66 0.1922

76-V 32 1.4 14 71.87 25.29 9080.80 9106.10 VI14 75 150 60 3.0 2.7 960.85 9164.15 0.4804

78-V 32 1.4 11 74.82 19.89 7434.45 7454.34 VI14 65 150 60 3.0 2.7 832.74 7942.26 0.4164

81-V 32 1.4 11 85.93 19.89 8539.03 8558.93 VI14 75 150 60 3.0 2.7 960.85 9164.15 0.4804








84-V 32 1.4 11 93.30 19.89 9271.14 9291.04 VI14 80 150 60 3.0 2.7 1024.91 9775.09 0.5125

86-V 32 1.4 54 94.01 94.22 44246.63 44340.86 VI14 365 150 60 3.0 2.7 4676.13 44598.87 2.3381

90-V 32 1.4 9 114.89 16.28 9345.55 9361.83 VI14 80 150 60 3.0 2.7 1024.91 9775.09 0.5125

101-V

32 1.4 10 32.88 18.09 2971.08 2989.17 VI14 25 150 60 3.0 2.7 320.28 3054.72 0.1601









Aquí el anclaje se diseña con un peso igual al esfuerzo y de tal manera que se garantice la unión entre codo y anclaje (EAAB, 2006). Para este caso el Empuje a resistir se da por la Ecuación 7-68

WER Ecuación 7-68

Figura 7-33– Anclaje típco en curva vertical superior.









Tabla 7-35. Resultados del Cálculo de Anclajes Vertical Superior

No

do

Diá

me

tro

(pu

lg)

Velo

cid

ad

(m/s

)

Án

gu

lo

(°)

Pre

sió

n d

e

Serv

icio

(mca

)

Em

pu

je

Din

ám

ico

Pro

du

cid

o

(kg

)

Em

pu

je

Hid

rostá

tico

Pro

du

cid

o

(kg

)

Em

pu

je T

ota

l

(kg

)

Tip

o d

e

An

cla

je

h1

h2

h

b1

b2

V1

V2

V3 (

Cic

lop

eo

)

VT

Peso

del

An

cla

je

Larg

o d

el

An

cla

je L

(m)

2-V 24 2.74 5 78.08 19.51 1986.2

5 2005.7

6 VS14 113.58 0.00 113.58 100.00 100.00 0.00 1.36 0.00 0.35

2024.77

1.20

11-V 24 2.74 54 85.31 203.02

22586.55

22789.56

VS15 205.22 140.00 345.22 100.00 100.00 0.00 7.59 5.18 1.21 23122.45

3.70

14-V 24 2.74 54 85.44 203.02

22620.74

22823.75

VS15 205.22 140.00 345.22 100.00 100.00 0.00 7.59 5.18 1.21 23122.45

3.70

16-V 24 2.74 5 89.53 19.51 2277.5

0 2297.0

0 VS14 114.02 0.00 114.02 100.00 100.00 0.00 1.60 0.00 0.41

2374.46

1.40

17-V 24 2.74 16 91.46 62.24 7422.9

2 7485.1

5 VS14 135.91 0.00 135.91 100.00 100.00 0.00 4.82 0.00 1.05

7556.73

3.55

19-V 24 2.74 5 95.28 19.51 2423.8

3 2443.3

3 VS14 114.13 0.00 114.13 100.00 100.00 0.00 1.65 0.00 0.42

2462.43

1.45

20-V 24 2.74 5 102.99

19.51 2619.7

3 2639.2

4 VS14 114.45 0.00 114.45 100.00 100.00 0.00 1.83 0.00 0.47

2727.64

1.60

22-V 24 2.74 16 110.64

62.24 8979.9

3 9042.1

7 VS14 139.77 0.00 139.77 100.00 100.00 0.00 5.73 0.00 1.21

9044.41

4.10

27-V 24 2.74 54 131.74

203.02

34879.12

35082.14

VS16 203.95 140.00 343.95 150.00 150.00 0.00 11.17 7.67 1.20 35271.12

3.65

31-V 24 2.74 54 131.31

203.02

34765.36

34968.38

VS16 203.95 140.00 343.95 150.00 150.00 0.00 11.17 7.67 1.20 35271.12

3.65

41-V 24 2.74 6 256.44

23.40 7826.8

2 7850.2

3 VS14 122.10 0.00 122.10 100.00 100.00 0.00 5.19 0.00 1.24

7893.97

4.25

42-V 24 2.74 5 238.02

19.51 6054.6

3 6074.1

4 VS14 118.49 0.00 118.49 100.00 100.00 0.00 4.09 0.00 1.01

6160.14

3.45

45-V 24 2.74 54 237.31

203.02

62829.70

63032.72

VS17 331.33 0.00 331.33 120.00 120.00 0.00 34.39 0.00 2.83 63117.16

8.65

48-V 24 2.74 6 231.03

23.40 7051.2

3 7074.6

3 VS14 121.18 0.00 121.18 100.00 100.00 0.00 4.73 0.00 1.14

7172.34

3.90

50-V 24 2.74 13 228.18

50.62 15064.08

15114.71

VS14 147.70 0.00 147.70 100.00 100.00 0.00 9.53 0.00 1.89 15264.45

6.45

52-V 24 2.74 15 216.94

58.37 16513.38

16571.75

VS14 154.73 0.00 154.73 100.00 100.00 0.00 10.29 0.00 1.96 16664.40

6.65

54-V 24 2.74 9 212.96

35.09 9743.9

7 9779.0

6 VS14 130.24 0.00 130.24 100.00 100.00 0.00 6.38 0.00 1.43

9894.60

4.90

60-V 24 2.74 16 154.05

62.24 12502.91

12565.14

VS14 148.20 0.00 148.20 100.00 100.00 0.00 7.85 0.00 1.56 12585.39

5.30

72-V 32 1.40 16 9.99 28.89 1441.7

5 1470.6

3 VS18 133.39 140.00 273.39 120.00 120.00 0.00 0.48 0.50 0.16

1654.01

0.30








75-V 32 1.40 9 68.91 16.28 5605.2

5 5621.5

4 VS18 135.41 140.00 275.41 120.00 120.00 0.00 1.71 1.76 0.55

5847.39

1.05

77-V 32 1.40 15 73.01 27.09 9880.5

5 9907.6

4 VS18 142.80 140.00 282.80 120.00 120.00 0.00 3.00 2.94 0.92

10045.87

1.75

80-V 32 1.40 13 84.20 23.50 9881.7

8 9905.2

8 VS18 141.25 140.00 281.25 120.00 120.00 0.00 2.97 2.94 0.91

9984.68

1.75

82-V 32 1.40 6 87.08 10.86 4724.8

0 4735.6

7 VS18 133.64 140.00 273.64 120.00 120.00 0.00 1.44 1.51 0.47

4975.34

0.90

85-V 32 1.40 54 93.30 94.22 43914.42

44008.65

VS19 230.64 190.00 420.64 150.00 150.00 0.00 13.49 11.12 2.27 44672.33

3.90

88-V 32 1.40 5 94.01 9.05 4251.2

1 4260.2

7 VS18 133.03 140.00 273.03 120.00 120.00 0.00 1.28 1.34 0.42

4411.13

0.80

89-V 32 1.40 6 112.40

10.86 6098.7

2 6109.5

8 VS18 134.29 140.00 274.29 120.00 120.00 0.00 1.85 1.93 0.60

6375.46

1.15

100-V

32 1.40 9 31.99 16.28 2601.8

5 2618.1

4 VS18 133.25 140.00 273.25 120.00 120.00 0.00 0.80 0.84 0.26

2758.50

0.50








7.7 Tanque Sur Una vez desarrollado el estudio de alternativas para el Tanque Sur, el cual se presentó en el Memorando técnico C309-MT-04, la alternativa de diseño seleccionada es la Alternativa 2. Dicha alternativa contempla la construcción de un Tanque prefabricado en acero al carbón, perneado y recubierto de fábrica, con capacidad de almacenamiento para 2000 m3. El tanque Sur tiene como objetivo el almacenamiento del déficit del Tanque Cerrogordo para la distribución del agua en el sector alto del Distrito No. 3, además de cumplir la labor de tanque de succión para el bombeo del agua tratada en la PTAP La Pola hacia el sector de Boquerón. Las características y dimensionamiento de dicho tanque serán presentadas a continuación.

7.7.1 Localización

El tanque Sur se proyecta dentro del lote de propiedad del IBAL Figura 7-34. El predio se encuentra ubicado en la zona Suroccidente de la ciudad de Ibagué. Las coordenadas de ubicación del predio se muestran en la Tabla 7-36. Tabla 7-36 Coordenadas de los vértices del polígono que conforman el predio de propiedad del IBAL.

Tanque Sur

PUNTO COORDENADA E (m) COORDENADA N (m)

P1 869644,588 980546,785

P2 869658,468 980558,741

P3 869652,974 980572,817

P4 869667,876 980581,792

P5 869691,002 980521,448

P6 869672,541 980514,135

P7 869665,006 980524,771

P8 869655,515 980535,956

P9 869644,623 980546,695








Figura 7-34. Localizació general del predio. Tanque Sur

7.7.2 Dimensionamiento del Tanque de Almacenamiento

Para el dimensionamiento del Tanque Sur se tomó como referencia la información contenida en el capítulo 5-Numeral 5.3 del Memorando Técnico C309-MT-02. En el cual, se determinó que el volumen de almacenamiento requerido para el tanque Sur es de 2000 m3. Luego de obtener el volumen total del tanque se llevó a cabo el dimensionamiento geométrico del mismo. Para esto, se tuvieron en cuenta aspectos de optimización de costos, los cuales serán especificados dentro del análisis costo-beneficio correspondiente. Las dimensiones obtenidas se presentan en la Tabla 7-37.

Tabla 7-37. Dimensiones Tanque de Almacenamiento Sur. Ciudad de Ibagué

DIMENSIONAMIENTO

Radio (m) 9,85

A (m2) 304,81

H útil (m) 6,56

Vol. Útil (m3) 2000

Borde libre (m) 0,55

Dist. Fondo a tub. desagüe (m) 0,15

H total (m) 7,26

Vol. Total (m3) 2213,36








El borde libre fue precisado teniendo en cuenta las características dimensionales de la(s) tubería(s) de entrada al tanque, las cuales fueron determinadas en el estudio de las líneas de interconexión. Adicionalmente, se estableció el nivel mínimo del tanque a 0.15 m de la cota de fondo para facilitar la instalación de la(s) tubería(s) de salida, así como el vaciado del tanque. De esta forma, las dimensiones totales del tanque son: 17.9 m de diámetro, 7.26 m de altura, para un volumen total de 2213.36 m3. Finalmente, se establecieron las cotas principales del tanque de almacenamiento Sur (¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.).

Tabla 7-38 Cotas de nivel. Tanque Sur

COTAS DEL TANQUE

Cota del nivel de agua máximo (m.s.n.m.) 1289,71

Cota del nivel de agua mínimo (m.s.n.m.) 1283,15

Cota del fondo (m.s.n.m.) 1.283,00

Cota de la corona de muros (m.s.n.m.) 1290,26

Los cálculos detallados se presentan en el Anexo 13. Igualmente, el plano de detalle del tanque de almacenamiento puede ser consultado en el Anexo 21.

7.7.3 Dimensionamiento de Tuberías

7.7.3.1 Tuberías de Rebose y Lavado

Para el diseño de las tuberías de rebose y lavado del tanque de almacenamiento Sur se inició con el trazado de las mismas (Figura 7-35). El punto de descarga se ubicó sobre la quebrada más cercana, la cual, cuenta con características como distancia desde el tanque y cota de terreno que permiten el correcto drenaje del tanque. Las coordenadas del punto de descarga se muestran en laTabla 7-39; la Quebrada se observa en la Figura 7-35. Trazado y Cnfiguración Tuberías de Rebose y Lavado. Tanque Sur. Ciudad de Ibagué. Adicionalmente, el plano de detalle de dichas tuberías puede ser consultado en el Anexo 20

Tabla 7-39. Coordenadas de localización del punto de descarga. Tubería de rebose y lavado. Tanque Sur. Ciudad de Ibagué.

COORDENADAS PUNTO DE DESCARGA

X Y

869560,81 980606,15








Figura 7-35. Trazado y Cnfiguración Tuberías de Rebose y Lavado. Tanque Sur. Ciudad de Ibagué

En la Figura 7-35, se observan quiebres y/o cambios de dirección en el alineamiento desde el punto de conexión entre las tuberías de rebose y lavado. Por lo tanto, fue necesaria la proyección de tres (3) pozos de alcantarillado en dichos quiebres. La introducción de pozos de alcantarillado sobre la tubería conjunta entre el lavado y rebose se hizo el diseño como tubería de acueducto hasta el primer pozo y de allí en adelante el diseño se hizo como tubería de alcantarillado. Teniendo en cuenta lo anterior, las longitudes de tubería se muestran en la Tabla 3-31 y Tabla 3-32.








Figura 7-36. Quebrada paa punto de Descarga. Tubería de Rebose y Lavado. Tanque Sur

Tabla 7-40. Longitudes Tuberías de Rebose y Lavado. Tanque Sur

ACUEDUCTO

Tubería de rebose

L (m) 12,2

Tubería de Lavado

L (m) 7,54








Tabla 7-41. Longitudes entre pozos. Tubería de Rebose y Lavado. Tanque Sur

ALCANTARILLADO

Tramo 1 (PZ1 - PZ2)

L (m) 19

Tramo 2 (PZ2 - PZ3)

L (m) 25

Tramo 1 (PZ3 - P. Descarga)

L (m) 80

El diseño detallado de cada tubería se presenta en los siguientes numerales.

7.7.3.1.1 Tubería de Rebose

Para el diseño de la tubería de rebose se estableció que ésta trabaja a tubo parcialmente lleno. Por lo tanto, se diseñó empleando la ecuación de Manning.

Ecuación 7-69 Fuente: Acueducto Teoría Y Diseño. Universidad de Medellín.

Donde, V=Velocidad (m/s) RH=Radio hidráulico (m) J=Pérdida de carga hidráulica (m/m) n=Coeficiente de rugosidad de Manning La tubería de rebose se diseñó de tal manera que su capacidad de transporte es mayor al caudal de entrada total del tanque (225 L/s), obteniendo una tubería en PVC de 8” de diámetro, longitud de 12.2 m y caudal de 254.96 L/s. Ver Anexo 12. El plano de ubicación y características de la tubería de rebose se encuentra en el Anexo 20. 7.7.3.1.2 Tubería de Lavado

El parámetro establecido para el dimensionamiento de la tubería de lavado es el tiempo de vaciado del tanque, el cual se determina mediante la ecuación de descarga de un orificio.


Donde: Q=Caudal inicial de descarga del tanque (m3/s) Cd= Coeficiente de descarga del tanque Ao= Área de la tubería de rebose (m2) g= Gravedad (m/s2) H= Altura disponible (m)








El caudal inicial de descarga del tanque se determina a partir de la ecuación para el flujo de agua de Hazen- Williams. Esta ecuación tiene en cuenta las pérdidas menores de energía dentro de la tubería.


Donde, Q=Caudal inicial de descarga del tanque (m3/s) C= Coeficiente de Hazen Williams D= Diámetro de la tubería (m) J= Pérdida de carga hidráulica (m/m) La pérdida de carga hidráulica o pendiente de la línea de energía se estima a partir de la Ecuación 4. Dicha expresión se fundamenta en la relación de la energía hidráulica disponible inicial y la longitud real o equivalente de la tubería (pérdidas menores de energía).


Donde, J= Pérdida de carga hidráulica (m/m) H=Carga hidráulica disponible (m) L.E=Longitud equivalente de la tubería (m) Despejando la ecuación de tubería de lavado, se obtiene el Coeficiente de descarga, para posteriormente ser reemplazado dentro de la siguiente ecuación


Para tanques con área superficial constante a lo largo de su altura, el reglamento RAS 2000 en su numeral B.9.4.10, establece que el tiempo de vaciado no debe superar las 8 horas. De esta forma, se obtuvo una tubería de lavado en PVC de 8” de diámetro, longitud de 7.54 m y tiempo de vaciado de 4.03 horas. Ver Anexo 13. El plano de ubicación y características de la tubería de lavado se encuentran en el Anexo 21.

7.7.3.1.3 Tubería Conjunta de Rebose y Lavado

El diseño de la tubería de rebose y lavado se basó en el método racional y condiciones de flujo uniforme para alcantarillado pluvial. El parámetro de diseño a cumplir para los tramos de tubería es la capacidad requerida para el transporte del mayor caudal entre las








tuberías de rebose y lavado, es decir, cumplir con una capacidad de 330 L/s (Caudal de la tubería de lavado). Las hojas de cálculo pueden ser consultadas en el Anexo 12. A partir del desarrollo de los cálculos se obtuvo una tubería en PVC de 450 (18”) con pendiente del 1.5% y 347.28 L/s de capacidad para los tres tramos. El plano de detalle de los pozos de alcantarillado (PZ1, PZ2 y PZ3), así como el plano de detalle del cabezal de descarga se encuentra en el Anexo 21.

7.7.3.1.4 Tubería de Entrada - Línea de Interconexión PTAP La Pola - Tanque Sur

Según el estudio de alternativas realizado en el informe técnico C309-MT-04 “Análisis de Alternativas” se planteó que la alternativa de diseño escogida para la conducción del agua hasta Tanque Sur contempla la línea de interconexión desde la PTAP La Pola al Tanque Sur con capacidad para 175 L/s (QMD del distrito 12) destinados al bombeo hacia el tanque Boquerón, más el 3% del QMD del distrito 3, es decir, 50 L/s, dando un total de entrada al tanque de 225 L/s. El diámetro establecido para dicha interconexión es de 14”. El diseño de esta línea se presenta en el informe de diseño de las líneas de conducción.

7.7.3.1.5 Tuberías De Salida

El tanque Sur presenta dos salidas de distribución. Una proyectada para apoyar el suministro de agua hacia el Distrito No. 3 y la otra, para cumplir la función de tubería de succión hacia el bombeo del Tanque Boquerón. La tubería hacia el Distrito No. 3 se proyecta en un diámetro de 12” considerando las condiciones actuales de distribución desde el tanque Cerrogordo al Distrito y buscando finalmente, no desbalancear la red de distribución existente. Es importante mencionar que la red de distribución del Distrito No. 3 se encuentra en el capitulo Línea de Interconexión entre Tanque Sur y Distrito 3. El diámetro de la tubería de succión hacia el bombeo del tanque Boquerón se estimó teniendo en cuenta 16 horas de bombeo y un caudal total de bombeo de 261.42 L/s, es decir, el Caudal Máximo Diario requerido por el Tanque Boquerón. Los cálculos se muestran a continuación:

Tabla 7-42 Cálculo de diámetro Tubería de Succión. Tanque Sur

CAUDAL DE BOMBEO TOTAL

% empleo de la bomba 67

Qdiseño total (L/s) 261,4200

Qdiseño total (m3/s) 0,26142

TUBERÍA DE SUCCIÓN

Ds (pulg) 20

Ds (m) 0,508

As (m2) 0,203

Vs (m/s) 1,290








La elección del diámetro para esta succión se hizo buscando cumplir con los requerimientos que el reglamento RAS 2000 establece en el numeral B.8.5.6.1 para las velocidades máxima (Tabla 7-43) y mínima (0.45 m/s) de la tubería de succión dentro de estaciones de bombeo. Observando laTabla 7-43, la velocidad de succión se encuentra dentro del rango permitido para un diámetro de 20”.

Tabla 7-43 Reglamento técnico del sector de agua potable y saneamiento básico RAS 2000 Tabla 8.8.2

VEL. MÁX PERMISIBLE EN LA SUCCIÓN

Diámetro (mm) Vel máx. (m/s)

50 0,75

75 1

100 1,3

150 1,45

200 1,6

250 1,6

300 1,7

400 1,8

El sistema de bombeo mencionado no hace parte de este informe, sin embargo, hace parte de esta consultoría. Por lo tanto, éste se presenta en un documento de diseño independiente.

7.7.4 Accesorios Complementarios

7.7.4.1 Válvula de control de nivel.

Sobre la entrada del tanque de almacenamiento Sur se proyectó la instalación de una válvula de control de nivel. El diámetro de dicha válvula se estableció a partir de la determinación de las pérdidas de presión debidas a la existencia de la válvula sobre la línea de conducción, así como el cálculo de posibilidad de cavitación sobre la tubería. Para dichos cálculos se empleó la Figura 7-37. Diseño de vlvula de control de nivel. Caudal vs. Pérdida de presión. Tubería de entrada Tanque Sur y Figura 7-38. Diseño de vlvula de control de nivel. Verificación de cavitación. Tubería de entrada Tanque Sur. Los parámetros de entrada a las figuras para este caso en particular y los resultados obtenidos se muestran a continuación:

Qd = 225,00 l/s

810,00 m³/h

ΔP= 0,17 Bar

1,70 mca








Figura 7-37. Diseño de vlvula de control de nivel. Caudal vs. Pérdida de presión. Tubería de entrada Tanque Sur

La pérdida de presión obtenida para el caudal de diseño (caudal que pasa por la tubería) para un diámetro de válvula en 14” fue calificada como aceptable por parte del consultor.

P1= 20,00 mca

28,42 psi

P2= 18,30 mca

26,00 psi








Figura 7-38. Diseño de vlvula de control de nivel. Verificación de cavitación. Tubería de entrada Tanque Sur

Teniendo en cuenta la variación de presión entre las tuberías aguas arriba y aguas abajo de la válvula que muestra la Figura 7-37. Diseño de vlvula de control de nivel. Caudal vs. Pérdida de presión. Tubería de entrada Tanque Sur, se encontró que el punto de intersección se halla dentro de la zona de no cavitación. Por lo tanto, el consultor califica como apropiado el diámetro seleccionado para la válvula (14”) y muestra que no se esperarían problemas de cavitación. Nota: Para efectos de diseño se empleó una válvula de control de nivel marca BERMAD de patrón en Y Serie 700. El contratista de Obra deberá revisar que la válvula de control que suministre cumpla con los requerimientos del diseño.

7.7.4.2 Macromedidor

Según lo establecido por el numeral B.7.6.14 del RAS se prevé la instalación de macromedidores sobre las tuberías de salida para la correspondiente obtención de datos de volúmenes entregados. Para este caso en particular, buscando efectuar la macromedición, se buscaron tecnologías actuales que permitan un buen grado de precisión en la lectura a la salida de los tanques. Se seleccionaron medidores de flujo de tecnología ultrasónica debido a que siendo estas tuberías de diámetros grandes el costo de un medidor electromagnético es muy alto y la pérdida de presión asociada a un medidor de hélices (tipo Woltman) es igualmente muy alta. Para el suministro de los medidores el Contratista deberá tener en cuenta las siguientes consideraciones:

Instalación fija de las sondas.

Medir el flujo en las dos direcciones (bidireccional).








Presión de trabajo de 16 Bares.

Protección IP67 o mejor.

Precisión +/‐0,2% en su rango de medición.

Intervalo de medición desde 1 segundo hasta 60 minutos (programables)

Debe poder almacenar datos, internamente o estar acompañado de un datalogger, con una capacidad que le permita almacenar mínimo dos meses de lecturas con una frecuencia de 15 minutos entre datos, registrando valores mínimos, máximos y promedios.

Tablero de indicación local y que permita la descarga de datos a un computador.

Salida de 4‐20 mA,

Interface serial RS485

Suplencia de alimentación de energía, por baterías secas, sea incorporada o externa para periodos de hasta 48 horas, si la suplencia es externa debe presentar una protección IP66 o mejor.

fuente de estabilización integrada 110 VAC-24 VDC con protección para TVSS y sobrevoltaje.

Recubrimiento contra la corrosión.

Los elementos deben poder ser acomodados dentro de la caja de concreto permitiendo la facilidad en la operación, mantenimiento y seguridad del operario.

Se debe suministrar todo aquel elemento necesario para el correcto descargue de los datos, incluido otros equipos o dispositivos, o licencias de programas especializados.




Este empuje se debe al efecto que produce la presión al interior de la tubería. La ecuación de empuje se expresa a continuación.

22

senAPEHS Ecuación 7-74

Fuente: Acueducto Teoría Y Diseño. Universidad de Medellín.


HP Ecuación 7-75


Donde γ es el peso específico del agua y H es la columna estática (altura piezométrica con el fluido en reposo). Con la suposición de que la tubería es circular su sección trasversal se encuentra con la Ecuación 7-76.








4

2DA

Ecuación 7-76



La ecuación es:

22 2

senvg

AEHD Ecuación 7-77



Figura 7-39. Diagrama defuerzas debidas a la presión hidrodinámica.









El empuje total resistido por la tubería ante el flujo a presión en su interior es igual a la suma del empuje Hidrostático y el empuje Hidrodinámico como se muestra en la siguiente ecuación.

HDHS EEE

g

vHsenAE

2

22

Ecuación 7-78


7.7.6 Anclajes en Concreto para Curvas Horizontales.


Figura 7-40. Anclaje típco en curva horizontal.

Para este caso el Empuje a resistir se da por la siguiente ecuación.



Donde W representa el peso de anclaje en kilogramos (kg), σ' es la capacidad admisible promedio pasiva del terreno natural en la altura del anclaje (verEcuación 7-80, en kg/cm²), μ es el coeficiente de fricción entre el suelo y el concreto (ver Tabla 7-44. Coeficientes de Fricción (μ) entre el Suelo y el Concreto.), L es el ancho de anclaje (cm) y h es la altura de anclaje (cm).








FS

'

Ecuación 7-80



Tabla 7-44. Coeficientes de Fricción (μ) entre el Suelo y el Concreto.



Arcilla Seca 0.50

Arena 0.40

Grava 0.60

Fuente: EAAB Del Estudio de Suelos y Análisis de Cimentaciones Tanques de Almacenamiento Sur y Boquerón, se dispone una capacidad portante para el suelo de 2 kg/cm² y se espera una arcilla húmeda. A continuación se exponen los resultados del análisis para estos anclajes. A continuación se exponen los resultados del análisis para estos anclajes en la Tabla 7-45. Resultados del Cálculo de Anclajes Horizontales








Tabla 7-45. Resultados del Cálculo de Anclajes Horizontales

Accesorio

Ø

(pulg)

Vel.

(m/s)

Ángulo(°) Área

T.(cm2)

Presión de

Servicio

(PSI)

Presión de

Servicio (kg/cm2)


(kg)


(kg)

Empuje Total(kg)

L

(cm)

h

(cm)

kg /cm2)

'

(kg/cm2)

Peso Anclaje

(kg)

Empuje a

Resistir (kg)

Volumen de

Concreto (m3)

Codo 14 1.50 23 993.15 9.53 0.67 8.90 259.77 268.67 20 50 0.90 0.23 0.53 152.46 303.82 0.05

Codo 14 1.50 45 993.15 9.53 0.67 17.45 509.56 527.01 35 50 0.90 0.23 0.53 281.27 539.36 0.09








7.7.7 Anclajes en Concreto para Curvas Verticales Inferiores.

En este tipo de anclaje el terreno natural debe resistir la suma del empuje dinámico más el peso del anclaje (EAAB, 2006). Para este caso el Empuje a resistir se da por la siguiente ecuación.



Donde L es el ancho de anclaje (cm), b es el espesor del anclaje (cm), σa es la capacidad portante admisible del terreno natural. A continuación se exponen los resultados del análisis para estos anclajes en la Tabla 7-46

Figura 7-41. Anclaje típco en curva vertical inferior.








Tabla 7-46. Resultados del Cálculo de Anclajes Vertical Inferior.

Accesorio Ø

(pulg)

Vel.

(m/s)

Ángulo

(°)

Área T.

(cm2)

Presión de

Servicio

(PSI)

Presión de

Servicio (kg/cm2)


(kg)


(kg)

Empuje Total

(kg)

L

(cm)

b

(cm)

(kg/cm2)

'

(kg/cm2)

Peso Anclaje

(kg)

Empuje a Resistir

(kg)

Volumen de

Concreto (m3)

Codo 14 1.40 45 993.15 35.14 2.47 15.20 1878.02 1893.22 40 12 0.90 0.23 0.53 149.82 1994.34 0.0701

Codo 8 10.10 90 324.29 9.53 0.67 477.39 307.44 784.83 35 5.0 0.90 0.23 0.53 52.66 902.42 0.0263

Codo 8 20.32 90 324.29 9.53 0.67 289.12 307.44 596.56 25 5.0 0.90 0.23 0.53 37.62 644.58 0.0188








7.8 Línea de Interconexión entre Tanque Sur y Distrito 3. Partiendo de la alternativa seleccionada en el capítulo anterior, se presenta en este capítulo el diseño hidráulico de la tubería que conecta el tanque Sur con la red de distribución del Distrito 3.


A partir de lo concluido en el capítulo 6 del mismo documento, se proyecta la línea de Interconexión desde el Tanque Sur, hacía la red de Distribución del distrito Nº 3 en la carrera 10, pasando primeramente por la Transversal 20 Sur para luego avanzar por la avenida Ricaurte, hasta llegar a la Calle 21 para recorrer por la carrera 10, generando una longitud de 1935 m.




De acuerdo con lo presentado en este documento en el capítulo de Evaluación Hidráulica, para la interconexión al distrito Nº 3, se estableció que el caudal de entrada requerido corresponde a 207.84 L/s de acuerdo con la modelación realizada en WaterGEMS, que corresponde con el QMH para el Distrito 3 según el informe Dimensionamiento de tanques de almacenamiento. Se emplea dicho caudal para el diseño, dado que esta tubería hará parte de la Red de distribución del Distrito 3.


En este numeral se presenta el diseño de la tubería de Interconexión entre en Tanque Sur y el Distrito Nº 3. Se mencionan en primer lugar los parámetros de diseño considerados, los aspectos del diseño en planta y en perfil y se presentan los resultados de los cálculos realizados para la determinación de la línea de gradiente hidráulico y la presión de trabajo que debe cumplir el material seleccionado.


Se presentan a continuación los parámetros considerados para el diseño de la tubería de interconexión al distrito Nº 3, de acuerdo con lo establecido en el reglamento RAS 2000.








La profundidad mínima a la cual deben colocarse las tuberías de la red de distribución no debe ser menor de 1.0 m medidos desde la clave de la tubería hasta la superficie del terreno. Para los casos críticos de construcción donde sea necesario colocar la clave de la tubería entre 0.60 m y 1.0m de profundidad debe disponerse una protección a la tubería si está expuesta a flujo vehicular.

La presión mínima en la red depende del nivel de complejidad del sistema, en este caso para nivel de complejidad alto debe ser superior a 15 mca.

El valor de la presión máxima de las redes menores de distribución, para todos los niveles de complejidad del sistema, debe ser de 60 mca.

El diámetros internos mínimos para líneas matrices en redes de distribución es de 300 mm (12 pulgadas) para nivel de complejidad alto.

El diámetros internos mínimos para redes menores de distribución es de 150 mm (6 pulgadas) en zonas comerciales o industriales y de 75 mm (3 pulgadas) en zonas residenciales para nivel de complejidad alto.

Las Pendientes de las tuberías de la red de distribución son 0.04% cuando el aire circula en el sentido del flujo del agua y entre 0.1 y 0.15% cuando el aire circula en sentido contrario al flujo del agua.


Para el trazado de la tubería se tiene en cuenta que se trata de una tubería flexible y sus juntas permiten deflexión por lo que para ángulos de deflexión menores a 3 grados no se requieren accesorios adicionales a las juntas de la tubería.

En el diseño hidráulico de la tubería se tuvieron en cuenta adicionalmente los efectos de pérdidas por fricción debidas al movimiento del agua, pérdidas localizadas debido a las válvulas y accesorios, las presiones de trabajo y la presión requerida al final de la tubería. En este caso no se revisa el efecto del golpe de ariete dado que es una interconexión a una red existente la cual ya debe tener dispuestas sus estructuras de control. Se establecieron diámetros de 14 y 12 pulgadas para la tubería de interconexión, con el caudal de diseño y buscando cumplir con presiones y velocidades adecuadas. 7.8.5.1 Diseño en Planta

Para el diseño en planta de la tubería de interconexión, se emplearon los levantamientos topográficos realizados, con el registro de la información de los elementos de interés como postes, cajas, muros, etc. 7.8.5.2 Diseño en Perfil

Para el diseño en perfil de la interconexión se empleó el levantamiento planialtimétrico de la topografía con algunos detalles de interferencias, sin embargo el levantamiento no contaba con información de todas las interferencias, dado que no existe un record actualizado de los servicios de teléfonos y alcantarillado. Se contó con información de los servicios de energía eléctrica y distribución de gas natural. En todo caso, el CONTRATISTA DE OBRA, antes de iniciar la excavación de la zanja deberá localizar los alcantarillados principales y los ductos telefónicos que se cruzan con el eje de la tubería








proyectada, al igual que las redes de otros servicios públicos, y tomar las medidas necesarias para evitar la descarga de agua en la zanja que se va a construir. Si en la zanja se encuentran aguas negras, éstas deben quitarse y se deben desinfectar por cualquier sistema la zona contaminada”; Como está estipulado en el RAS 2000. Además, el CONTRATISTA DE OBRA deberá verificar la localización en terreno de estos elementos y el cumplimiento de las distancias mínimas de la norma.



Ecuación 7-82


Ecuación 7-83




Ecuación 7-84










Una vez determinados el material y la presión de diseño, el diámetro, el caudal de diseño, se ajustó el modelo matemático construido para la evaluación hidráulica de alternativas y se realizó el cálculo hidráulico de las condiciones de flujo y la distribución de la presión en la tubería de interconexión. De este cálculo se obtuvo el perfil hidráulico de la tubería, en donde se muestra el perfil de elevación de la tubería y el perfil de la línea piezométrica. En la siguiente tabla se presenta el resumen de las propiedades incluidas para los cálculos del modelo.

Tabla 7-47 Propiedades del Modelo para la línea de Interconexión AL Distrito 3

CARACTERÍSTICAS INTERCONEXIÓN




207.84 PVC 0.0015

12 pulgadas 1209.78 1.5 % de Longitud

14 pulgadas 725.22


Figura 7-42. Perfil Hidráulico Línea de Interconexión al Distrito 3

El perfil detallado de línea de Interconexión entre el Tanque Sur y el Distrito 3 puede ser consultado en los planos planta-perfil correspondiente, los cuales se encuentran adjuntos a este informe.










7.8.6.1 Accesorios

A lo largo de la línea se dispusieron los accesorios (uniones, tees, codos, etc.) requeridos de acuerdo con el alineamiento en planta y en perfil y las características del material seleccionado para el diseño de la tubería. En los planos de diseño se presentan los cuadros de accesorios con las características de los elementos componentes de la interconexión y se localizan en planta y en perfil con la numeración correspondiente a los cuadros.


Con el objeto de permitir la acumulación de aire en los puntos altos de la tubería y su correspondiente eliminación a través de las válvulas de ventosa colocadas para este efecto, éstas no deben colocarse en forma horizontal. Este tipo de válvulas debe tener un diámetro mínimo de 3 pulgadas y puede ser aislado de la tubería principal por medio de una válvula de corte.

De acuerdo al reglamento RAS 2000, para que exista la remoción hidráulica del aire es necesario que la velocidad mínima operacional sea igual o superior a la velocidad crítica. En caso de no existir la remoción hidráulica será necesaria la instalación de ventosas para la remoción mecánica del aire. Por lo tanto, se procede a calcular la velocidad crítica en remoción de aire en los tramos según las siguientes ecuaciones:

Ecuación 7-85

Ecuación 7-86


Ecuación 7-87

En donde g es el valor de la aceleración de la gravedad (m/s2), Vc es la velocidad crítica de remoción de aire (m/s) y D es el diámetro de la tubería (m).








A continuación se muestra el cálculo de la velocidad crítica de remoción de aire para la interconexión, a través de la cual se determina si es necesaria la existencia o no de una ventosa sobre la tubería.

Tabla 7-48 Diseño de válvulas ventosa sobre la interconexión al Distrito 3

V min. Operacional 2.85

Válvula ventosa

Diámetro tubería (pulg) 12

Diámetro 0.3048

Angulo (grados) 3

Angulo rad 0.05

X 0.23

Y 0.58

Vc 1.00

La tabla anterior muestra que se cumple la condición para la remoción hidráulica (Vmín.>Vc). Por lo tanto, se determina que no es necesaria la ubicación de válvulas ventosa en este caso.

12.1.1.1 Hidrantes

Dentro de la interconexión se plantea la ubicación de un hidrante en 6” en las siguientes coordenadas:

COORDENADAS HIDRANTE

X Y

870197.441 981560.342

Para mayor detalle consultar los planos planta-perfil correspondientes a la interconexión. Los accesorios correspondientes al hidrante son los siguientes:

ACCESORIO DIÁMETRO

(Pulg)

Tee 12 X 6

Codo 90º 6

Válvula de compuerta 6

Unión de desmontaje 6

Hidrante 6

El diseño de los anclajes correspondientes a los accesorios del hidrante se presenta en la siguiente tabla:








Tabla 7-49 Anclajes Horizontales para los accesorios del hidrante proyectado

Acceso

rio

Diá

metr

o (

pulg

)

Velo

cid

ad

(m/s

)

Ángulo

(°)

Pre

sió

n d

e

Serv

icio

(m

ca

)

Em

puje

Din

ám

ico

Pro

ducid

o (

kg)

Em

puje

Hid

rostá

tico

Pro

ducid

o (

kg)

Em

puje

Tota

l

(kg)

L (

cm

)

h (

cm

)

b (

cm

)

(

kg

/cm

2)

Peso A

ncla

je

(kg)

Em

puje

a

Resis

tir

(kg)

Volu

men

Unita

rio d

e

Concre

to (

m3)

TIP

O

Tee 12 2.85 90.0 76.77 85.53 7914.41 7999.94 115 150 150 0.90 0.53 12541.67 10540.75 1.00 HO6

Codo 6 2.85 90.00 76.77 21.38 1978.60 1999.98 100 85 113 0.90 0.53 4319.91 4207.45 0.44 HO7

Válvula 6 2.85 90.0 76.77 21.38 1978.60 1999.98 100 85 113 0.90 0.53 4319.91 4207.45 0.44 HO7











Este empuje se debe al efecto que produce la presión al interior de la tubería. El empuje hidrostático se presenta en laEcuación 7-88.

22

senAPEHS

Ecuación 7-88


HP Ecuación 7-89


4

2DA

Ecuación 7-90




22 2

senvg

AEHD

Ecuación 7-91









Figura 7-43 – Diagrama de fuerzas debidas a la presión hidrodinámica.



HDHS EEE

g

vHsenAE

2

22

Ecuación 7-92










Figura 7-44– Anclaje típico en curva horizontal.



Donde W representa el peso de anclaje en kilogramos (kg), σ' es la capacidad admisible promedio pasiva del terreno natural en la altura del anclaje (verEcuación 7-94 , en kg/cm²), μ es el coeficiente de fricción entre el suelo y el concreto (ver Tabla 7-50), L es el ancho de anclaje (cm) y h es la altura de anclaje (cm).

FS

'

Ecuación 7-94





Arcilla Seca 0.50

Arena 0.40

Grava 0.60

Fuente: EAAB

Del Estudio de Suelos y Análisis de Cimentaciones, se establece que el suelo comprendido por la interconexión dispone de una capacidad portante de 0.9 Kg/cm3 y se espera una arcilla Seca.








A continuación se exponen los resultados del análisis para estos anclajes. Para mayor detalle deben ser consultadas las memorias hidráulicas correspondientes, las cuales se encuentra adjuntas a este informe.








Tabla 7-51 Diseño de anclajes Horizontales. Línea de Interconexión Tanque Sur- Distrito No. 3

Nodo

Diá

metr

o (

pulg

)

Velo

cid

ad

(m/s

)

Ángulo

(°)

Pre

sió

n d

e

Serv

icio

(m

ca

)

Em

puje

Din

ám

ico

Pro

ducid

o (

kg)

Em

puje

Hid

rostá

tico

Pro

ducid

o (

kg)

Em

puje

Tota

l

(kg)

TIP

O

L (

cm

)

h (

cm

)

b (

cm

)

F.S

.

σt (k

g/c

m2)

m

Peso A

ncla

je

(kg)

Em

puje

a

Resis

tir

(kg)

Volu

men

Unita

rio d

e

Concre

to (

m3)

1H 12 2.85 90.0 13.00 85.53 1340.20 1425.73 HO4 60 50 50 2.0 0.92 0.53 543.08 1523.92 0.13

3H 12 2.85 11.25 15.00 11.86 214.36 226.21 HO5 15 40 40 2.0 0.92 0.53 59.55 291.78 0.02

4H 12 2.85 22.5 16.32 23.60 464.19 487.79 HO4 20 50 50 2.0 0.92 0.53 161.39 502.77 0.04

5H 12 2.85 45.0 19.37 46.29 1080.72 1127.00 HO4 45 50 50 2.0 0.92 0.53 348.41 1127.33 0.10

6H 12 2.85 22.5 19.29 23.60 548.67 572.27 HO4 25 50 50 2.0 0.92 0.53 187.02 624.56 0.05

7H 12 2.85 22.5 20.14 23.60 572.85 596.44 HO4 25 50 50 2.0 0.92 0.53 187.02 624.56 0.05

8H 12 2.85 11.25 22.21 11.86 317.39 329.25 HO5 20 40 40 2.0 0.92 0.53 74.37 387.71 0.02

9H 12 2.85 11.25 23.22 11.86 331.82 343.68 HO5 20 40 40 2.0 0.92 0.53 74.37 387.71 0.02

10H 12 2.85 90.0 33.42 85.53 3445.35 3530.88 HO7 55 100 120 2.0 0.92 0.53 4250.18 3656.30 0.64

11H 12 2.85 11.25 37.28 11.86 532.75 544.60 HO4 25 50 50 2.0 0.92 0.53 157.56 616.75 0.05

12H 12 2.85 11.25 37.28 11.86 532.75 544.60 HO4 25 50 50 2.0 0.92 0.53 157.56 616.75 0.05

13H 12 2.85 11.25 38.26 11.86 546.75 558.61 HO4 25 50 50 2.0 0.92 0.53 157.56 616.75 0.05

14H 12 2.85 11.25 39.08 11.86 558.47 570.32 HO4 25 50 50 2.0 0.92 0.53 157.56 616.75 0.05

15H 12 2.85 11.25 39.75 11.86 568.04 579.90 HO4 25 50 50 2.0 0.92 0.53 157.56 616.75 0.05

16H 12 2.85 45.0 45.02 46.29 2511.81 2558.10 HO7 45 100 120 2.0 0.92 0.53 2613.77 2762.65 0.52

17H 12 2.85 11.25 45.08 11.86 644.21 656.07 HO4 30 50 50 2.0 0.92 0.53 183.18 738.54 0.06

18H 12 2.85 90.0 76.14 85.53 7849.47 7934.99 HO6 80 150 150 2.0 0.92 0.53 10611.68 8332.09 1.77

19H 12 2.85 45.0 76.12 46.29 4246.98 4293.27 HO7 75 100 120 2.0 0.92 0.53 3451.50 4364.65 0.87

20H 12 2.85 11.25 75.80 11.86 1083.21 1095.07 HO8 30 80 50 2.0 0.92 0.53 308.86 1185.85 0.11

21H 12 2.85 22.5 75.68 23.60 2152.58 2176.18 HO8 60 80 50 2.0 0.92 0.53 617.71 2371.69 0.22

22H 12 2.85 11.25 75.05 11.86 1072.49 1084.35 HO4 45 50 50 2.0 0.92 0.53 260.05 1103.91 0.10

23H 12 2.85 11.25 72.41 11.86 1034.77 1046.62 HO4 45 50 50 2.0 0.92 0.53 260.05 1103.91 0.10

24H 12 2.85 11.25 72.13 11.86 1030.77 1042.62 HO4 45 50 50 2.0 0.92 0.53 260.05 1103.91 0.10








25H 12 2.85 11.25 72.10 11.86 1030.34 1042.19 HO4 45 50 50 2.0 0.92 0.53 260.05 1103.91 0.10

26H 12 2.85 11.25 72.09 11.86 1030.19 1042.05 HO4 45 50 50 2.0 0.92 0.53 260.05 1103.91 0.10

7V 12 2.85 90.0 72.11 85.53 7434.00 7519.53 HO6 75 150 150 2.0 0.92 0.53 10346.06 7916.70 1.66








7.8.9 Anclajes en Concreto para Curvas Verticales Inferiores En este tipo de anclaje el terreno natural debe resistir la suma del empuje dinámico más el peso del anclaje (EAAB, 2006). Para este caso el Empuje a resistir se da por la Ecuación 7-95.




Figura 7-45 – Anclaje típico en curva vertical inferior.









Tabla 7-52 Diseño de anclajes Verticales Inferiores. Línea de Interconexión Tanque Sur- Distrito No. 3

Diá

metr

o

(pulg

)

Diá

metr

o (

cm

)

Velo

cid

ad

(m/s

)

Ángulo

(°)

Pre

sió

n d

e

Serv

icio

(m

ca

)

Em

puje

Din

ám

ico

Pro

ducid

o

(kg)

Em

puje

Hid

rostá

tico

Pro

ducid

o

(kg)

Em

puje

Tota

l

(kg)

L (

cm

)

b (

cm

)

h (

cm

)

s (

kg

/cm

2)

m

Peso A

ncla

je

(kg)

Em

puje

a

Resis

tir

(kg)

Volu

men

Unita

rio d

e

Concre

to (

m3)

TIP

O

12 30.48 2.85 11.25 72.2 11.86 1032.20 1044.05 50 40 40 0.90 0.53 126.41 1695.19 0.0632 VI4




Versión 1 Julio de 2013




7.8.10 Anclajes en Concreto para Curvas Verticales Superiores Aquí el anclaje se diseña con un peso igual al esfuerzo y de tal manera que se garantice la unión entre codo y anclaje (EAAB, 2006). Para este caso el Empuje a resistir se da por la Ecuación 7-96

WER Ecuación 7-96


Figura 7-46– Anclaje típico en curva vertical superior.





Versión 1 Julio de 2013




Tabla 7-53 Diseño de anclajes Verticales Superiores. Línea de Interconexión Tanque Sur- Distrito No. 3

Nodo

Acceso

rio

Diá

metr

o

(pulg

)

Velo

cid

ad

(m/s

)

Ángulo

(°)

Pre

sió

n d

e

Serv

icio

(m

ca

)

Em

puje

D

iná

mic

o

Pro

ducid

o

(kg)

Em

puje

Hid

rostá

tico

Pro

ducid

o

(kg)

Em

puje

Tota

l

(kg)

Peso

esp

ecífic

o d

el

concre

to

(kg/m

³)

Volu

men d

el

Concre

to

necesa

rio (

m³)

Altura

del

Ancla

je h

(m

)

Ancho

del

Ancla

je b

(m

)

Larg

o d

el

Ancla

je L

(m

)

TIP

O

4V Codo 12 2.85 11.25 72.26 11.86 1032.62 1044.48 2000 0.52 0.80 0.80 0.82 VS8








8 ASPECTOS GEOLÓGICOS GEOTÉCNICOS Y ESTUDIO DE SUELOS

Ver Anexo 11. Memorias de Diseños Geotécnicos.








9 DISEÑO ESTRUCTURAL

Ver Anexo 22. Memorias de Diseños estructurales.








10 ESTUDIOS PREDIALES

Ver Anexo 14. Información predial.








11 PRESUPUESTO, PROGRAMACION DE OBRA Y PLAN FINANCIERO.








12 ESPECIFICACIONES Y ASPECTOS CONSTRUCTIVOS

Ver Anexo 26. Especificaciones técnicas.








13 BIBLIOGRAFÍA

Alcaldía de Ibagué. (2012). Recuperado el 05 de Mayo de 2013, de http://www.alcaldiadeibague.gov.co/web2/joomla/index.php?option=com_content&view=category&layout=blog&id=3&Itemid=58 Alfaro Castillo, A. J., Díaz Granados, A. K., Escobar Bernales, P. A., & Martínez Flechas, L. E. (2001). APORTES PARA LA MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA DE IBAGUÉ . Ibagué: Red Sismológica Regional Eje Cafetero. Instituto Geofísico Universidad Javeriana y Consultoría Colombiana S.A. (2000). MICROZONIFICACION SISMICA PRELIMINAR DE.. Organización Panamericana de la Salud, Gruía para el Diseño de Desarenadores y Sedimentadores, Lima. 2005. López Cualla, Ricardo Alfredo, Elementos de Diseño para Acueductos y Alcantarillados, 2ª. ed., Bogotá, 2003. Corcho Romero, Freddy Hernán; Duque Serna, José Ignacio, Acueductos Teoría y Diseño, 1ª. ed., Medellín, 1993. BOWLES, J.E. Foundation Analysis and Design. 5th Edition. McGraw-Hill 1996 DAS, B.M. Shallow Foundations: Bearing Capacity and Settlement. CRC Press LLC 1999 POULOS, H.G. DAVIS, E.H. Pile Foundation Analysis and Design. Rainbow-Bridge Book Co. 1980








14 ANEXOS








Anexo 1. Proyección de Población








Anexo 2. Proyección y Distribución de la Demanda








Anexo 3. Equipos Empleados en Topografía








Anexo 4. Certificados de Equipos de Topografía

Anexo 5. Archivos Topografía (se presentan en medio electrónico ver CD anexo)








Anexo 6. Fichas de Mojones








Anexo 7. Carteras (se presentan en medio electrónico ver CD anexo)








Anexo 8. Registros Fotográficos (se presentan en medio electrónico ver CD anexo)








Anexo 9. Esquema de Localización de Sondeos








Anexo 10. Registros de Perforación








Anexo 11. Memorias Diseños Geotécnicos








Anexo 12. C309-MT-04 Informe de Análisis de Alternativas








Anexo 13. Memorias de Diseño Hidráulico (se presentan en medio electrónico ver CD anexo)








Anexo 14. Información Predial








Anexo 15. Presupuesto Detallado








Anexo 16. Análisis de Precios Unitarios








Anexo 17. Ficha MGA (se presentan en medio electrónico ver CD anexo)








Anexo 18. Ficha de Resumen








Anexo 19. Ficha EBI








Anexo 20. Anexos Presentación Ventanilla Única








Anexo 21. Planos








Anexo 22. Memorias De Diseños Estructurales








Anexo 23. Cronograma








Anexo 24. Concesiones








Anexo 25 - PMA

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