DIAGNOSTICO Y DISEO DEL SISTEMA DE

ACUEDUCTO EL LLANITO

DIAGNOSTICO Y DISEO DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO

EL LLANITO

JENNIFER ALVAREZ PRADA

CODIGO: 170542

ELKIN BARBOSA QUINTERO

CODIGO 170556

LUIS EDUARDO DAZA GONZALEZ

CODIGO 170520

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER OCAA

FACULTAD DE INGENIERIAS

INGENIERIA CIVIL

SISTEMA DE ACUEDUCTOS

OCAA

2013

DIAGNOSTICO Y DISEO DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO

EL LLANITO

JENNIFER ALVAREZ PRADA

CODIGO: 170542

ELKIN BARBOSA QUINTERO

CODIGO 170556

LUIS EDUARDO DAZA GONZALEZ

CODIGO 170520

PRESNETADO A:

ING. NAPOLEON GUTIERREZ DE PIEREZ

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER OCAA

FACULTAD DE INGENIERIAS

INGENIERIA CIVIL

SISTEMA DE ACUEDUCTOS

OCAA

2013

TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCIN

1. OBJETIVOS

1.1.OBJETIVO GENERAL

1.2.OBJETIVOS ESPECIFICOS

2. RESEA HISTORICA DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO

2.1.SISTEMA DEL RO TEJO

2.2.OBRAS DE CAPTACIN

2.3.DESARENADOR

2.4.TRANSPORTE DE AGUA CRUDA

2.5.TANQUE EL LLANITO

3. PROCEDIMIENTO DE PRACTICA

4. DISEO

4.1.CAUDAL DE DISEO

4.2. CAPTACIN

4.3. LNEA DE ADUCCIN: CAPTACION-DESARENADOR

4.4.DESARENADOR

4.5.ADUCCIN DESARENADOR PLANTA

4.6.TANQUE

5. COMPARACIN DEL SISTEMA ACTUAL CON EL DISEADO

5.1. CAPTACIN

5.2. LNEA DE ADUCCIN: CAPTACION-DESARENADOR

5.3.DESARENADOR

5.4.ADUCCIN DESARENADOR PLANTA

5.5.TANQUE

6. CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFIA

INTRODUCCIN

El adecuado suministro de agua potable a una comunidad en especfico, es una labor

de gran importancia en el contexto socio-econmico de esta, por tanto es obligacin

de la autoridad competente, implementar polticas que propendan por la salvaguarda

de este derecho fundamental. Es as que, el municipio de Ocaa cuenta con dos

sistemas de acueducto, el algodonal y el llanito, cada uno con elementos constitutivos

independientes, interconectados eso s, en el almacenamiento y en la distribucin

misma del lquido. Para efectos del presente texto, se har referencia particular a la

planta El Llanito.

Si bien este acueducto, es el ms antiguo de la ciudad y conserva un carcter

rudimentario, no muy acorde a los esquemas modernos, este abastece a una

significativa cantidad de personas en la ciudad. Por tanto, de su correcto

funcionamiento depende el bienestar y salubridad de gran parte del municipio.

En linealidad con lo anterior, en el presente texto se desarrolla un diagnostico

situacional de este sistema, en donde se evaluara con las limitaciones existentes, las

condiciones de los elementos que lo constituyen, a saber, captacin, aduccin,

desarenador y tanque de almacenamiento. Del presente anlisis se excluye la planta

de tratamiento, ya que su evaluacin, diseo y dems disposiciones, requieren un

estudio ms profundo y de ndole distinta.

Como modalidad de evaluacin, se desarrollara el diseo del sistema mismo, a partir

de datos conocidos y otros que se determinaran, como lo son cotas, dimensiones y

condiciones topogrficas, de consumo y/o de caudales del rio. Lo anterior, para luego,

ajustados a la normativa vigente, comparar que aspectos del sistema son deficientes y

cules deben ser intervenidos, en pro de la eficiencia del mismo.

1. OBJETIVOS

1.1.OBJETIVO GENERAL

Realizar un diagnstico de las condiciones actuales del sistema de acueducto El

Llanito de la ciudad de Ocaa.

1.2.OBJETIVOS ESPECIFICOS

Recopilar la informacin existente del sistema.

Disear cada uno de los elementos constituyentes del sistema de acueducto de

acuerdo a la normatividad vigente.

Comparar el sistema actual con el realizado mediante la normativa actual.

2. RESEA HISTORICA DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO

A partir de la bsqueda de la informacin existente que sirva como herramienta

comparativa del presente diagnstico del sistema de acueductos, se pude evidenciar la

poca informacin confiable e integral con la que se cuenta. El nico estudio serio y

completo del que se tiene registro es el desarrollado por HIDROSAN LTDA a finales

del siglo pasado, sus anotaciones se registran a continuacin:

El abastecimiento de agua potable de la ciudad de Ocaa est servido por dos

sistemas diferentes, el sistema alimentado por el rio tejo y el sistema con fuente de

alimentacin del rio algodonal. [1]

Estos sistemas disponen de dos estructuras independientes de captacin,

desarenadores, aducciones y plantas de tratamiento y se interconectan mutuamente a

travs de los tanques de almacenamiento y la red de distribucin. [1]

Adicionalmente a los dos sistemas citados, la comunidad dispone de varios sistemas

privados independientes de alimentacin de agua cruda sin tratamiento qumico

alguno, construidos por asociacin comunitaria de los mismos usuarios, para

alimentar sus propias comunas localizadas especialmente en las zonas altas y de bajos

recursos, donde por falta de presin, falta del fluido y/o de redes adecuadas, la

empresa municipal de servicios pblicos de Ocaa no puede prestar el servicio de

acueducto. [1]

Entre estos ltimos se destaca por su capacidad el sistema de santa clara para servicio

de los barrios de su alrededor, y cuyo abastecimiento se hace a partir de la quebrada

brava. [1]

2.1.SISTEMA DEL RO TEJO

La fuente de abastecimiento de este sistema es el rio tejo con captacin de sus aguas

en el sitio denominado la Tupia, localizado a unos 3,5km en lnea recta al sur de la

ciudad y una cota de 1260msnm. [1]

El sistema consta de obras de captacin, desarenador, conduccin por gravedad,

planta de tratamiento y tanque de distribucin, con las caractersticas y descripciones

que se detallan a continuacin. [1]

Las obras de captacin, desarenador y conduccin fueron construidas en el ao 1958,

siguiendo el proyecto elaborado en 1956 por los ingenieros Lucio Chiquito y Lose

Antonio Parra, las cuales fueron diseadas para un caudal de 75lps. [1]

En la investigacin de informacin adelantada por Hidrosan Ltda., en la oficina de la

EMSP se recopilo una copia del proyecto de captacin, desarenador y conduccin, y

una informacin muy fragmentaria y deficiente de la memoria descriptiva de la

captacin se recopilo en la planoteca de la seccin de agua potable de MOPT

(Planoteca antiguo insfopal). [1]

Para los proyectos de la planta de tratamiento y del tanque de almacenamiento no se

encontr plano ni informe tcnico alguno. De acuerdo a unos borradores muy

fragmentarios y deficientes encontrados en la planoteca del MOPT e informacin de

la EMSP se sabe que las obras de planta y almacenamiento fueron diseadas y

construidas por el ingeniero Rafael Uribe Uribe en el ao 1956, para un caudal de

60lps. [1]

2.2.OBRAS DE CAPTACIN

La bocatoma es de tipo lateral, construida esencialmente por una presa vertedero

anclada en el lecho del rio para mantener los niveles mnimos de captacin y obligar

la entrada del agua a una cmara de admisin adyacente localizada en el margen

izquierdo del rio. [1]

La presa es del tipo vertedero, de perfil creager construida en concreto ciclpeo de

3 metros de base, 4,5 metros de altura y una longitud de 5 metros a lo largo del rio.

[1]

La cmara de admisin es una canal rectangular de 0.9m de ancho, 3m de altura y 3m

de longitud, construido en concreto reforzado. La boca de admisin localizada en uno

de los costados de la cmara es de seccin rectangular de 1,5m de ancho y 0,6m de

altura, est equipada de una rejilla de proteccin de lminas planas de acero de

2x3/8 con separacin libre entre ellas de 0,02m. [1]

La cmara entrega mediante transicin de 3m de longitud a un canal de salida de

seccin rectangular de 0,5m de ancho, 0,6m de alto y 4,2m de longitud, el cual a su

vez comunica con la tubera de aduccin al desarenador, la que est proyectada como

conduccin de escurrimiento libre en un dimetro de 12, con una pendiente de 0,6%

y una longitud de 13m. [1]

De acuerdo a las dimensiones citadas, la capacidad de estas estructuras est limitada

por la capacidad de la tubera, la cual a seccin plena es de 78lps. (n=0,013 en la

frmula de manning). [1]

2.3.DESARENADOR

El desarenador es de tipo convencional, construido en muros y losas de concreto

reforzada, con dimensiones del tanque de 13 metros de longitud til, 2,5m de ancho y

profundidad til de 1,5m. [1]

La estructura dispone de un borde libre de 0,25m y una profundidad adicional en su

parte ms profunda de 0,5m para facilitar el drenaje y el lavado. [1]

A la entrada del desarenador se dispone de una cmara de distribucin, conformada

por las paredes del tanque y una pantalla de concreto de 1,1m de profundidad,

colocada a 0,5m de separacin del muro. La pantalla esta perforada con orificios de

2 de dimetro, con espaciamientos verticales y horizontales entre centros de 0,15m.

El dispositivo de salida consiste en una cmara de 0,6m de ancho dispuesta a todo lo

ancho del desarenador, conformada por los muros del tanque y una pantalla de

concreto de 0,6m de profundidad que tiene por objeto obligar la entrada sumergida

del agua y detener los materiales flotantes. La salida del desarenador se hace a travs

de una tubera de 12 de dimetro, que tiene instalada en su extremo una rejilla de

proteccin. [1]

El parmetro bsico de evaluacin del desarenador es la carga superficial de trabajo,

la cual para el caudal de diseo (Q=75lps) y el area superficial til (2,5*1300) resulta:

2.4.TRANSPORTE DE AGUA CRUDA

La aduccin entre el desarenador y la planta de tratamiento es por gravedad, de

escurrimiento libre en la gran cantidad de su recorrido. Est proyectada en tubera de

concreto de 15 de dimetro y con una pendiente del 0,25%, cuyo trazado y

localizacin sigue la topografa del terreno, con cajas de conexin entre tramos para

inspeccin y cambios de direccin. Existen 18 viaductos en vigas de concreto para

apoyo de la tubera para los cruces de quebradas y depresiones menores. [1]

El cruce de las depresiones mayores o quebradas de alguna importancia, se efecta

por medio de tres sifones o conducciones a presin, en tubera de acero de 12 de

dimetro. [1]

La longitud de la conduccin siguiendo el desarrollo del proyecto es de 4408m., con

una cota de salida (nivel del agua en el desarenador) de 1258,42m. y una cota de

entrada en la planta de tratamiento de 1244,64m. [1]

Con las caractersticas anotadas y con un coeficiente n=0,013 en la frmula de

manning, la capacidad de la conduccin de escurrimiento libre resulta de 91lps, para

condiciones de flujo a plena seccin. [1]

2.5.TANQUE EL LLANITO

La informacin existente del tanque de almacenamiento, es insuficiente, tan solo se

cuenta con registro de dimensiones y cotas, el resto son solo aproximaciones que no

tienen asidero tcnico. [1]

Capacidad 1900 M3

Seccin superficial 40,70 * 12,90 M

Profundidad til 3,6 M

Cota nivel de rebose 43,95 M

Cota del fondo 1240,35 M

Cota de tapa 1244,50 M

3. PROCEDIMIENTO DE PRCTICA

El da 15 de diciembre del 2012 se realiz el recorrido al sistema de acueducto de la

ciudad de Ocaa denominado El Llanito en compaa del ingeniero Napolen

Gutirrez, con el objetivo de transportar la temtica terica adquirida en el curso a un

plano donde se pudiera detallar de forma clara cada uno de los elementos del sistema

de acueducto de la ciudad. El sistema de acueducto est conformado por 2 fuentes de

abastecimiento una proporcionada por el ro Tejo y la otra por el ro Algodonal, en

este caso analizaremos la primera.

El recorrido inicia a las 7:30 am en las cercanas a la Pradera por camino destapado y

culmina en aproximadamente hora y media hasta ascender al punto de la captacin

denominado la Tupia el cual se encuentra a una distancia de 3,5 km en lnea recta a la

ciudad de Ocaa. Una de las fuentes ms importantes de abastecimiento de agua de la

ciudad es la de este sistema que es la suministrada por el Ro Tejo. En el trayecto fue

necesario pasar por zonas privadas donde habitan algunas personas y fue pertinente

pedir autorizacin para continuar con el ascenso a punto de la captacin.

Figura 1

Medicin ancho del ro

Durante todo el recorrido, para precisin tcnica y el desarrollo de clculos

posteriores, se realiz la toma de coordenadas, mediante GPS, se debe hacer la

salvedad que dichos registros poseen un error de consideracin. Se realiz la

medicin del ancho del ro con un flexometro en el inicio de la caminata donde se

puede observar que el caudal del rio es muy pobre y que se encuentra en algunos

casos afectados por la contaminacin (Vase Figura 1). La gran mayora del caudal

de la fuente es tomada por la captacin, y lo evidenciado cotas abajo resulta de

cuerpos de agua siguientes a la bocatoma.

La aduccin del sistema estaba conformada por tubera circulares de asbesto-cemento

por las cuales el flujo se transporta en un sistema a flujo libre por gravedad donde se

aprovechan la caracterstica topogrfica de la zona para que el agua llegue del

desarenador a la planta de tratamiento, en el camino a la captacin se observan varios

viaductos en vigas de concreto donde se apoyan las tuberas, para que se pueda

realizar el recorrido de forma adecuada, conectando los puntos y proporcionando las

pendientes que permitan que el agua llegue a la planta con la presin necesaria.

Figura 2

Vigas de apoyo a tuberas

Figura 3

Viaducto

Las vigas de apoyo son de gran importancia puesto que ayudan a cruzar las quebradas

y disminuir en algunos casos las distancias, en el diseo de la aduccin se cuenta con

18 vigas de soporte o viaductos que permiten que el sistema funcione adecuadamente,

ya que en unos puntos era de vital importancia que se contara con este tipo de

elementos estructurales. (Vase Figura 2 y Figura 3)

El sistema tambin estaba conformado por otros elementos como purgas, cmara de

quiebres de presiones y cajas de inspeccin, que son la mezcla perfecta para que el

proceso de transporte de agua sea el idneo evitando presiones que puedan causar

daos a la tubera y estableciendo puntos donde se pueda controlar todo el sistema de

aduccin, como se observa en la Figura 4. Con estos elementos se pueden realizar

procesos de inspeccin y es posible que los cambios de direccin de la tubera no

tengas efectos colaterales en el sistema.

Figura 4

Elemento del sistema de aduccin

El trayecto de la aduccin esta descuidado y se observan rastros de vegetacin que

rodean en algunos casos las vigas y las tuberas. Se puede apreciar que el

mantenimiento de las zonas de estas ltimas es casi nulo y que no se procura por

cuidar de forma integral el sistema de aduccin que es de vital importancia para

mantener una gran parte de la ciudad de Ocaa con agua potable que permita suplir

todas las necesidades bsicas. La presencia de vegetacin es permanente en todo el

recorrido, puesto que no se ve una estrategia que proteja la tubera de aduccin pero

que tambin vele por el cuidado ambiental. Vase Figura 5

Figura 5

Vegetacin en la zona

Es preocupante que en el camino a la captacin se encuentre en riesgo un humedal

puesto que es un elemento preponderante para que el ciclo del agua dulce, debido a

que el agua lluvia la retienen, la filtren y recargan los acuferos, por lo cual es de vital

importancia que se realicen medidas para preservar el humedal que se puede apreciar

en la Figura 6.

Figura 6

Humedal

Al llegar al punto de la captacin se observa el desarenador que est conformado por

muros y una losa de concreto, en el cual se poda apreciar que no se presentaba borde

libre y que el agua que llegaba de la captacin rebosaba desarenador. Personal

encargado del mantenimiento expreso que dicho proceso se realizaba una vez al mes

y que en algunos casos cuando se repeta la limpieza cuando las condiciones que se

apreciaban en el desarenador eran inadecuadas, comentando que haba pocas del ao

en que se apreciaba ms sucio este elemento.

Figura 7

Desarenador

En l, sitio se realizaron las pertinentes mediciones de las dimensiones del elemento y

se pudo ver que no tiene ningn elemento en la parte superior que lo proteja de que le

caigan elementos de la vegetacin. Las dimensiones del tanque son de 13 m de largo,

2,5 de ancho y una profundidad til de 1,5 m. Vase Figura 7 y 8.

Figura 8

Entrada al desarenador

Figura 9

Vista longitudinal entrada al desarenador

La salida del desarenador est constituida por una tubera de 12 pulgadas la cual se

encuentra protegida por una rejilla en su extremo, permitiendo el paso de

aproximadamente 75 lt/seg. Este elemento est diseado con una pendiente adecuada

y una pantalla que regula la velocidad. En la salida del desarenador hay una cmara

que est conformada por muros y una pantalla de concreto que obliga a que el agua se

sumerja y se detengan los materiales flotantes. En la Figura 9 y 10 se puede ver

imgenes del desarenador.

Figura 10

Salida desarenador

El desarenador se encuentra muy cerca a la captacin como se puede apreciar en la

Figura 11 y 12.

Figura 11

Panormica desarenador y captacin

Figura 12

Vista Desarenador

Para realizar la captacin se construy una presa en concreto ciclpeo (Figura 13),

puesto que el acceso a la zona es complicado y el costo era ms favorable, el sistema

de captacin es mediante una bocatoma de tipo lateral que permita que el agua

ingresara a una cmara localizada en el costado derecho del ro, el punto donde se

encuentra la captacin ofrece unas condiciones favorables como son la calidad del

suelo y la presencia de roca en la zona, la presa se construy aproximadamente al

final de una sector recto del ro puesto que en las curvas sera ms complejo la

captacin.

Figura 13

Presa

Figura 14

Vista transversal presa y elementos de captacin

La presa tiene una altura aproximada de 3 m y abarca unos 3 m de seccin transversal

de ro (Figura 14). Cuando hay pocas de invierno fuertes se ha presentado que el

agua se ha llevado el elemento con que se cierran las rejillas. En la compuerta lateral

se cuenta con un sistema que permite cerrarla cuando el desarenador se encuentra en

su mxima capacidad de almacenamiento y si no se limitara el paso del agua esta se

desbordara en el desarenador, este proceso tambin se realiza cuando se encuentra en

periodo de tormenta y el rio se encuentra con materiales que puedan tapar la rejilla y

causar daos en la captacin.

Figura 15

Canal Rectangular

La captacin lateral est conformada por dos rejillas una alta y otra baja de

dimensiones de 70x70 cm y el canal en el que se transporta el agua captada tiene una

profundidad de 80 cm y una seccin transversal rectangular como se puede apreciar

en la Figura 15, el conducto con el que el agua llega el desarenador tiene un dimetro

de 12 pulgadas que permite el paso de 75 lt/seg.

El agua que es captada en la bocatoma, luego trasladada al desarenador y conducida

por medio de tubera de concreto, llega a la planta de tratamiento donde debe seguir

una seria de procesos que le dan las condiciones necesarias para el consumo.

Como ya se evidencio, luego de ser captada, el agua es conducida al desarenador para

luego ser transportada por gravedad hasta la planta de tratamiento. El agua llega a la

planta a una cmara de aquietamiento que tiene como funcin recibir el agua cruda de

la tubera de aduccin para potabilizarla. El agua pasa por un vertedero rectangular

de lmina delgada con una altura de cresta de 33 cm y una lmina de agua de 17 cm,

en este punto se poda observar la medida del caudal que era de 77 lt/seg. Vease

Figura 16.

Figura 16

Vertedero

Figura 17

Sulfato de aluminio

Al agua se le adiciona una mezcla de sulfato de aluminio que sirve como coagulante y

permite que se formen los floc, el proceso de floculacin permite que las partculas

choquen con el fin de que se unan y formen partculas ms pesadas, en la Figura 17 se

puede apreciar el equipo empleado. Para este proceso se cuenta con tres agitadores

mecnicos de paletas de eje vertical que agitan el agua. las dimensiones donde se

encuentra este tanque son de 9m x 3,2 m y con una profundidad de 3,2 m, se puedo

observar partculas en la parte inferior del tanque de floculacin. En la planta el

llanito se hay tres tanques de floculacin.

Figura 18

Tanque de Sedimentacin

Figura 20

Filtracin

El proceso de sedimentacin paso a seguir despus de la floculacin, se encarga de

que por accin de la gravedad las partculas que se formaron por efecto del sulfato de

aluminio se puedan remover del agua, la Figura 20 muestra el tanque de

sedimentacin de la planta. El tanque es convencional de tipo ida y vuelta de forma

rectangular y tiene un ancho de 12,4 m, un largo de 25,2 m y una profundidad de 3,3

m. El objetivo de este proceso es que las partculas queden en el fondo del tanque de

sedimentacin.

Figura 20

Fondo del filtro

Luego de la sedimentacin, el agua pasa al proceso de filtracin donde se remueve la

turbiedad, un porcentaje de bacterias y color, este paso consta de filtros rpidos por

gravedad, con un falso fondo en placa porosa y un lecho filtrante de arena. Las

dimensiones de este tanque son de 3,6 m x 6,1 m. Vase Figura 20.

El agua es llevada a un tanque de almacenamiento que tiene una capacidad de

almacenamiento de 2000 m3

de agua el cual se encuentra enterrado y se construy en

muros de concreto, el agua es transportada por medio de una tubera que se encuentra

en la planta (Figura 21) y que funciona con unas bombas que dan la fuerza necesaria

para que se pueda fluir al tanque.

Luego del proceso de coagulacin, sedimentacin y filtracin, se proceda el paso

final la cloracin donde se eliminan los organismos patgenos por medio de

inyeccin de cloro gaseoso en el tanque de almacenamiento, es el paso ms

importante puesto que en este paso se eliminan los organismos que pueden causar

daos a la salud de los consumidores. En la figura 22 hay una perspectiva del tanque

de almacenamiento del sistema en anlisis.

Figura 21

Sistema Hidrulico

Figura 22

Tanque de almacenamiento

En la inspeccin realizada se pudo observar el tanque, apreciando hasta que altura se

encontraba la lmina de agua y se observ la boya que indicaba la altura del agua en

el tanque. Vase Figura 23.

El agua es analizada mediante procesos de microbiologa en la planta del Algodonal,

procurando cumplir todos los reglamentos de agua potable y velando por la seguridad

de sus usuarios.

Figura 23

Boya del tanque

El agua es enviada a la ciudad, a travs de la red de distribucin, a partir de este

tanque de distribucin que sirve tanto para garantizar el suministro (QMH) y

mantener las presiones requeridas en las diferentes zonas.

Figura 24

Ciudad abastecida con el tanque de almacenamiento

4. DISEO DEL SISTEMA

Con el fin de desarrollar el diagnstico del sistema de acueducto El Llanito de la

ciudad e Ocaa, en lo que respecta a los elementos ya limitados y en las condiciones

ya expuestas, se realiza un diseo del sistema. Este se hace a partir de las condiciones

actuales del sistema existente, adoptando elementos e informacin de la empresa

misma de servicios pblicos, para en ltimas obtener resultados, con un grado

razonable de confiablidad, que puedan ser comparables y sean fundamento de

recomendaciones y/o adecuaciones.

Si bien los clculos desarrollados en las siguientes lneas del presente texto, no

constituyen un anlisis profundo, en tanto a las condiciones topogrficas y las

especificidades del diseo mismo, tratan claro est de ajustarse, hasta la medida que

la recoleccin de informacin y los elementos existentes lo permitan.

Es as que, a razn del presente texto, el diseo se establece para comparar los

resultados arrojados con los existentes actualmente. Por tanto, las proyecciones

establecidas, no tienen un entramado en el tiempo, sino que por el contrario, se

establecen a tiempo actual, fundamentados en la finalidad de este anlisis, la

evolucin parcial y condicional del sistema en funcionamiento.

De igual forma, se debe limitar el estudio a un anlisis particular, sin sentido

vinculante, que busca el desarrollo de alternativas de solucin a la problemtica de

abastecimiento de agua potable en forma eficiente en la ciudad de Ocaa, en el marco

del crecimiento poblacional de esta y la expansin geogrfica de esta.

De la mano con lo anterior, se debe referenciar el hecho, de que la informacin

existente a cerca del sistema mismo de tratamiento, condiciones topogrficas, estado

actual de los elementos constituyentes, inventarios, registros, avalos y verificacin

de niveles de produccin y suministro son deficientes. De all que el punto de partida

para el diseo desarrollado es la inspeccin realizada a las instalaciones de la planta y

el recorrido hecho desde la captacin misma; varias condiciones, elementos y

aspectos se asumen inicialmente, debido a la carencia ya expuesta, caso especfico es

el caudal bsico de diseo, que como es lgico debera ser un valor suministrado por

el operador de servicios pblicos, pero debi considerarse, a partir del registrado en el

da de la visita.

A continuacin se desglosa lo mencionado anteriormente y se desarrolla el anlisis

dispuesto, para la captacin, aduccin C-D, desarenador, aduccin D-P, y tanque. Se

obvia la planta de tratamiento, ya que esta requiere un tratamiento, enfoque y nfasis

especfico que no es objetivo del presente texto.

4.1.CAUDAL DE DISEO

El caudal bsico de disea, con el cual se determinaran los caudales de diseo para

cada elemento del sistema, se determin mediante el vertedero de pared delgada

provisto en la entrada del flujo a la planta de tratamiento. Este constituye el caudal

medio diario (Qmd) del sistema, para efectos del presente anlisis, si bien esta

condicin no exacta, porque debera surgir de un anlisis cronolgico permanente del

flujo, por la inexistencia de este, se adopta como registro aceptable. Adems, se

estima que los resultados arrojados estn dentro del rango de certidumbre del gasto.

A partir de la ecuacin de vertedero de Francis, se obtuvo:

Con datos registrados de:

De donde:

Con el caudal medio diario calculado a partir del vertedero, se estableci la poblacin

de acuerdo a lo estipulado en el RAS 2000. Se supuso un nivel de complejidad

medio alto para el cual se determinaron los coeficientes de consumos mximos diario

y mximo horario, k1 y k2 respectivamente. La dotacin neta se estableci de

acuerdo a la resolucin 2320 de 2009, donde para un nivel de complejidad medio alto

y un clima fro se estipula una dotacin de 125 lt/seg. Se estim una tasa de

crecimiento de 2 % para la ciudad de Ocaa. La cobertura del sistema se considera en

aproximadamente 90 % y para el caso de las prdidas se hall informacin en la

empresa a cargo ESPO S.A del cual se conoce que son aproximadamente de 33 %.

Con esta informacin se observa que no cumple con las especificaciones de la

resolucin 2320 donde se obliga a los sistemas de acueductos a no tener prdidas

superiores del 25 %. En la tabla 1 se realiz una proyeccin de la poblacin a 25 aos

como lo establece el RAS para este sistema de complejidad. En este proceso se pudo

observar que la poblacin que abastece la planta el Llanito no pas de nivel de

complejidad medio alto.

AO 2013 2018 2023 2028 2033 2038

POBLACIN 35659 39370 43468 47992 52987 58502

POBLACIN

ATENDIDA 32093 35433 39121 43193 47689 52652

DOTACIN

NETA

(lt/(hab*da))

125 125 125 125 125 125

COBERTURA

(%) 90

90 90 90 90 90

PERDIDA (%) 33 33 33 33 33 33

DOTACIN

BRUTA (lt/seg) 186,57 186,57 186,57 186,57 186,57 186,57

Qmd (lt/seg) 77,00 85,01 93,86 103,63 114,42 126,33

QMD (lt/seg) 92,40 102,02 112,64 124,36 137,30 151,59

QMH (lt/seg) 115,50 127,52 140,79 155,45 171,63 189,49

k1 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2

k2 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5

NIVEL DE

COMPLEJIDAD

Medio

Alto Medio Alto

Medio

Alto

Medio

Alto

Medio

Alto

Medio

Alto

Tabla 1

Proyeccin de la poblacin y caudales a 25 aos

A partir de una anlisis somero, de la tabla, la cual requerira un estudio particular de

proyeccin y condiciones futuras, se puede decir que si bien el sistema en trminos

generales resulta aceptable para satisfacer la demanda de la comunidad, este debe

adaptarse a el crecimiento vertiginoso de la poblacin, a travs de medidas como la

ampliacin y la adecuacin de los elementos, procesos administrativos y tcnicos, que

permitan no solo tener una mayor capacidad sino un mayor control.

4.2.CAPTACIN LATERAL

El caudal transportado por la fuente es relativamente bajo, con registros usuales

menores a 100 l/s, por lo cual es factible realizar una captacin de tipo lateral. Est

constituida por un muro transversal a manera de presa, la cual permite captar el agua

a travs de una rejilla en un muro lateral, con diseo establecido en pginas

siguientes. Los clculos requeridos para el establecimiento de los elementos bsicos

constitutivos de la captacin lateral, se presentan a continuacin.

Para un nivel de complejidad medio alto de acuerdo a lo estipulado en el RAS, en el

captulo B (B.4.4.2) se establece que la capacidad de diseo en la captacin debe ser:

De igual forma, la separacin entre barrotes para ros caracterizados por gravas finas

debe estar entre 20 mm y 40 mm, como se estipula en el RAS en el (B.4.4.5.3).No

obstante para el caso particular de captaciones laterales, se establece un rango de

separacin entre barrotes de 20mm a 25mm. En este diseo se define:

La inclinacin de la rejilla para una captacin lateral, se estipula a partir del RAS

2000 entre 70 a 80 en B.4.4.4.5.2. En este anlisis se dispondr de un ngulo de

75 con el cual se podr realizar una adecuada limpieza mecnica.

De igual forma, en las rejillas se establecen unas prdidas de acuerdo a la Ecuacin

B.4.1:

Dnde:

( ) ( )

En la Tabla 2 se escoge el valor adecuado de de acuerdo a la seccin transversal de

la varilla que en este caso es circular:

FORMA A B C D E F G

2,42 1,83 1,67 1,035 0,92 0,76 1,79

TABLA 2

Coeficientes de Perdidas por Rejillas

Remplazando los valores en la Ecuacin:

( ) ( )

Los valores adecuados de velocidad aproximada estn en el rango [0,6 - 1], para el

diseo se empleara 0,6 m/s como valor.

( )

Se debe tener en cuenta un factor de seguridad por efectos de arrastre y acumulacin

de material de:

Al realizarle el ajuste de tiene un valor de H de:

( )

Para realizar el diseo es pertinente asumir el siguiente valor:

Se asume que el vertedero trabaja sumergido, por tanto se debe calcular la

sumergencia:

De la Ecuacin de Villamonte se tiene:

( )

( )

Se debe asumir n=1,5 para vertedero libre

( )

Para vertederos de pared delgada y flujo libre, se emplea la ecuacin de Francis

( )

El valor de terminado no es conveniente constructiva ni operativamente, ya que una

seccin de esta magnitud generara obstrucciones repetitivas, por tanto se asume:

Se debe determinar el nmero de varillas teniendo una separacin 25 mm cumpliendo

con el rango estipulado en el RAS en B.4.4.7:

Figura 25

Rejilla

Verificacin mediante la frmula de Engels:

(

)

(

)

Se observa que mediante los dos procesos, Francis y Engels, no se evidencian

cambios sustanciales, de igual forma los valores no son convenientes, por tanto se

ratifica l Le asumido de 0,8m.

Cmara derivacin

Por efectos de maniobrabilidad, fcil mantenimiento y conveniencia constructiva, se

asumir una seccin para la cmara de derivacin:

( )

SECCIN ALTERNATIVA DE REJILLA

Segn lo dispuesto en la normativa vigente para captaciones laterales es conveniente

el empleo de 2 rejillas, para disponer de la captacin de agua con niveles mximos de

la lmina de agua, as como, en niveles mnimos para lo cual adecua una rejilla

inferior. Cabe destacar que esta colocacin est presente en la captacin actual.

En el diseo desarrollado no se presenta un anlisis con esta opcin por la carencia de

informacin referente a los niveles del ro, datos fundamentales para determinar con

exactitud tcnica las dimensiones y la separacin de y entre las rejillas.

Figura 26

Rejilla Alternativa

Figura 27. Captacin en Planta

Figura 28. Captacin en Perfil

4.3.LNEA DE ADUCCIN: CAPTACION-DESARENADOR

El transporte de agua desde la bocatoma hasta el desarenador, debe realizarse en el

tramo ms corto posible segn las condiciones topogrficas y de proyecto. A partir de

la inspeccin realizada a la zona en donde se encuentra el sistema actual, se

establecieron las cotas convenientes para la construccin de los diferentes elementos

del sistema.

En linealidad con lo anterior, se adoptaron dichas cotas como punto de partida, para

calcular la lnea de aduccin entre estos dos elementos de la siguiente manera:

0 para asbesto-cemento segn B.6.4.3.1

( )

Tubera de Abastecimiento:

La mxima diferencia de energa definida para la aduccin se define por:

De donde:

(

)

(

)

(

)

Flujo Tubo Lleno

( )

Con

en la tabulacin de relaciones hidrulicas para conductos circulares:

De donde:

Se cumple que

El esfuerzo cortante es:

( )

Ahora:

(

)

De igual forma es caudal en exceso es:

A partir de la verificacin de la cota de salida de la bocatoma se tiene:

Cota de fondo de la cmara ser:

Cota de llegada al desarenador

Figura 29. Captacin Desarenador (aduccin)

4.4.DESARENADOR

Con el propsito de sedimentar las partculas en suspensin por la accin de la

gravedad se establece un desarenador. En este anlisis se prev un tanque de tipo

convencional, diseado a partir de la Documentacin Tcnico Normativa del Sector

de Agua Potable y Saneamiento Potable. Los clculos requeridos para tal fin se

establecen a continuacin:

Inicialmente se establece el caudal de diseo:

( )

Condiciones de entrada:

Condiciones de Diseo

- Remocin de partculas hasta

- Temperatura = 21 C

- Viscosidad Cinemtica = 0,0096

- Se prev que el desarenador cuente con pantallas perforadas

Calculo de Parmetros

( )

( )

( )

De la relacin conocida como numero de Hazen (Vs/Vo)

Asumimos altura til de 1,5 m

De donde el periodo de retencin hidrulica ser:

El valor de segn el RAS debe estar en el rango de [0,5 <

El , cumple con el rango de normatividad que es [0,5

La carga superficial del tanque ser:

El valor de la carga hidrulica debe estar en el rango:

[

]

como est en ese rango cumple la condicin.

Se tiene que la velocidad de sedimentacin en condiciones tericas est ligada a la

Ecuacin:

( )

( )

De igual forma se comprueba que la relacin de tiempos es igual a la relacin de

velocidades:

En sentido terico, se podra suponer el arrastre de partculas hasta de ,

pero teniendo en claro que no se cumple los preceptos del fundamento de diseo:

flujo no uniforme, corrientes de densidad, cortocircuitos, zonas muertas, velocidad

horizontal variable. Por tanto, la partcula de menor dimetro removida ser:

De igual se pueden determinar:

La velocidad horizontal :

La velocidad horizontal mxima es:

La velocidad de suspensin mxima es:

( )

( )

Con el fin de operar adecuadamente el desarenador, se chequea:

1. Vh < 20 Vs

< 4.68

OK

2. 9 <

< 15

OK

3. Vh < V r

0,078 cm/s < 9,29 OK.

ELEMENTOS DESARENADOR

- Vertedero de Salida

(

)

(

)

Para que se cumplan las frmulas de alcance horizontal

Se tiene

OK.

Como

Para mayor maniobrabilidad se asume un Lv de igual a 0,5

- Pantalla de Salida

- Pantalla de entrada

- Almacenamiento de Lodos

(

)

(

)

Figura 30

Predimensionamiento Desarenador

De la aduccin se tiene:

Por tanto, el caudal de excesos ser:

Para determinar la altura de lmina de agua en el vertedero, se adopta un largo de 1m,

de donde:

(

)

(

)

La velocidad en el vertedero ser:

Figura 31

Vertedero de Salida del Desarenador

A partir de los clculos anteriores, se tiene:

Cota entrada desarenador = 1264,8 m

Cota lmina de agua= 1264,8 + 0,2= 1265 m

Cota de la cresta del vertedero cmara de aquietamiento= 1265 0,09 = 1264,91 m

Cota fondo de cmara de aquietamiento= 1264,91 0,5 = 1264,41 m

Cota lmina de agua en zona de sedimentacin= 1264,91 -0,00 = 1264,91 m

Cota de la corona de muros del desarenador= 1264,91 + 0,03 = 1265,21 m

Cota inferior de la pantalla de entrada y salida= 1264,91 - 0,75 = 264,16 m

Cota fondo de profundidad til= 1264,91 - 1,5= 1263,41 m

Cota placa fondo a la entrada y salida del desarenador= 1263,41 1,0= 1262,41 m

Cota placa fondo en el punto de desage= 1263,41 1,5 = 1261,91 m

Cota batea de la tubera de lavado= 1261,91 m

Cota clave de la tubera de lavado= 1261,91 + 0,2 = 1262,11 m

Cota cresta vertedero de salida= 1264,91 0,04 = 1264,87 m

Cota lmina de agua en la cmara de recoleccin= 1264,87 0,15 = 1264,72

Cota fondo de la cmara de recoleccin= 1264,72 0,3 = 1264,42 m

Figura 32

Desarenador Corte B-B

4.5.ADUCCIN DESARENADOR -PLANTA

Esta aduccin constituye el transporte del agua desde el tanque del desarenador hasta

la planta de tratamiento, que para efectos del presente diseo se determinara como un

sistema a presin, ya que no se cuenta con un perfil topogrfico detallado que permita

desarrollar todos los elementos del diseo de la lnea de aduccin integralmente, ya

sea a presin o a flujo libre. El clculo de los elementos primarios de dicha lnea se

presenta en las siguientes lneas.

De la salida del desarenador se tiene:

En la llegada a la planta de tratamiento se determin:

De acuerdo a lo establecido en B.6.4.2 del RAS:

( )

Como se tienen pendientes pequeas, y no se cuenta con un perfil, la longitud L de la

tubera se adopta como la longitud horizontal afectada por un porcentaje del 4% de

esta misma.

Entonces

Para una tubera de asbesto-cemento: C = 140

Sabiendo que:

(

)

(

)

Existen dos alternativas:

- Disear toda la aduccin con

- Disea la aduccin con tramos de

Por conveniencia presupuestal y para optimizar el diseo hidrulico, se escoge la

segunda opcin, a saber:

(

)

( ) (

)

( ) m/m

( ) (

)

( ) m/m

( )

( )

Calculo de las prdidas de energa

- Perdidas por vlvulas de control

k = Vlvula de compuerta abierta

Salida desarenador= 1 (14 )

Entrada planta= 1 (12 )

Se recomienda que las vlvulas de control deban estar a una distancia no mayor a

1000 m, entonces

( ) ( )

Para un dimetro de 14:

( )

Para dimetro de 12

( )

( )

- Perdidas por reduccin

1,1 0,04 0,04

1,2 0,07 0,07

1,1 0,04

1,2 0,07

1,17 0,061

- Perdidas entradas

m

- Perdida por salida

m

Recalculado

(

)

Como

Finalmente

Fig

ura

35

Des

are

nador P

lanta

de

Tra

tam

iento

(A

ducc

in)

4.6.TANQUE DE ALMACENAMIENTO

El sistema de acueductos debe disponer de un tanque de almacenamiento que permita,

entre otras cosas:

1. Compensar las variaciones de consumo durante el da.

2. Tener una reserva de agua para atender los casos de incendio

3. Dar una presin adecuada a la red de distribucin en la poblacin.

En lo anterior recae la importancia de este elemento dentro del sistema de acueductos,

por lo cual su diseo adecuado es imprescindible para el adecuado funcionamiento

del sistema, sobre todo en lo que tiene que ver con la percepcin de la comunidad de

servicio eficiente, continuo y de calidad. Para estimar los volumen de dicho tanque de

almacenamiento de una manera conveniente, se debe tener registro de las curvas de

consumo de la poblacin atendida, de manera particular, y como respuesta a la

negativa por parte de la empresa de suministrar informacin, un grupo de estudiantes

se dio a la tarea de caracterizar la variacin en los niveles de energa en un da

especfico. (Vase Tabla 3)

HORA ALTURA

DIFEENCIA

DE

ALTURA

HORA ALTURA

DIFEENCIA

DE

ALTURA

0:00am 210 30 12:00m 100 -10

1:00am 240 40 1:00pm 90 -30

2:00am 280 30 2:00pm 60 0

3:00am 310 20 3:00pm 60 -10

4:00am 330 10 4:00pm 50 10

5:00am 340 0 5:00pm 60 20

6:00am 340 -20 6:00pm 80 0

7:00am 320 -20 7:00pm 80 20

8:00am 300 -20 8:00pm 100 20

9:00am 280 -60 9:00pm 120 30

10:00am 220 -60 10:00pm 150 50

11:00am 160 -60 11:00pm 200

Tabla 3

Altura de Tanque

Si bien estos datos, no pueden considerarse como asertivos totalmente, ya que no son

el resultado de un registro cronolgico mayor, representan el comportamiento tpico

de la poblacin, y pueden servir como punto de partida para el presente diseo, sin

olvidar claro est el grado de incertidumbre que generan. A partir de los datos de

campo anteriores, se procede a tabularlos, para en ultimas encontrar el volumen

requerido para el tanque debido a el caudal de regulacin, ya se ha de forma grfica o

analtica. A continuacin se presenta la tabla 4 de resultados de dicho proceso.

TABLA 4

Determinacin Volumen Tanque

TABLA PARA DETERMINACION VOLUMEN DEL TANQUE

HORA SUMINISTRO

(%)

ALTURA

LAMINA DE

AGUA

SUMINISTRA

DA POR

HORA(m)

NIVELES

DEL

TANQUE

(m)

H(m) CONSUMO

(%)

DIFERENCIAS

(%)

DIFERENCIAS (%)

DIFERENCIA+MAX.DEFICI

T

12:00 a.m. 100,00 2,10

01:00 a.m. 100,00 0,71 2,40 0,30 57,58 42,42 42,42 268,69

02:00 a.m. 100,00 0,71 2,80 0,40 43,43 56,57 98,99 325,25

03:00 a.m. 100,00 0,71 3,10 0,30 57,58 42,42 141,41 367,68

04:00 a.m. 100,00 0,71 3,30 0,20 71,72 28,28 169,70 395,96

05:00 a.m. 100,00 0,71 3,40 0,10 85,86 14,14 183,84 410,10

06:00 a.m. 100,00 0,71 3,40 0,00 100,00 0,00 183,84 410,10

07:00 a.m. 100,00 0,71 3,20 -0,20 128,28 -28,28 155,56 381,82

08:00 a.m. 100,00 0,71 3,00 -0,20 128,28 -28,28 127,27 353,54

09:00 a.m. 100,00 0,71 2,80 -0,20 128,28 -28,28 98,99 325,25

10:00 a.m. 100,00 0,71 2,20 -0,60 184,85 -84,85 14,14 240,40

11:00 a.m. 100,00 0,71 1,60 -0,60 184,85 -84,85 -70,71 155,56

12:00 p.m. 100,00 0,71 1,00 -0,60 184,85 -84,85 -155,56 70,71

01:00 p.m. 100,00 0,71 0,90 -0,10 114,14 -14,14 -169,70 56,57

02:00 p.m. 100,00 0,71 0,60 -0,30 142,42 -42,42 -212,12 14,14

03:00 p.m. 100,00 0,71 0,60 0,00 100,00 0,00 -212,12 14,14

04:00 p.m. 100,00 0,71 0,50 -0,10 114,14 -14,14 -226,26 0,00

05:00 p.m. 100,00 0,71 0,60 0,10 85,86 14,14 -212,12 14,14

06:00 p.m. 100,00 0,71 0,80 0,20 71,72 28,28 -183,84 42,42

07:00 p.m. 100,00 0,71 0,80 0,00 100,00 0,00 -183,84 42,42

08:00 p.m. 100,00 0,71 1,00 0,20 71,72 28,28 -155,56 70,71

09:00 p.m. 100,00 0,71 1,20 0,20 71,72 28,28 -127,27 98,99

10:00 p.m. 100,00 0,71 1,50 0,30 57,58 42,42 -84,85 141,41

11:00 p.m. 100,00 0,71 2,00 0,50 29,29 70,71 -14,14 212,12

En la tabla 5 se resume los clculos hechos anteriormente, con un mximo dficit y

mximo excedente, que en ltimas permiten determinar el volumen del tanque de

almacenamiento:

Tabla 5

Predimensionamiento Del Tanque

Segn lo estipulado en el RAS2000 en B.9.4.6, para un nivel de complejidad medio-

alto, el volumen del tanque de almacenamiento debe ser el mayor de entre la

capacidad de regulacin y la capacidad para demanda contra incendios. Por lo

anterior es necesario calcular Qin, el cual se calculara, no con la poblacin de diseo

del sistema, sino con la total abastecida, como se muestra en la tabla 6.

Tabla 6

Poblacin Atendida total

A partir de la ecuacin de B.9.4.5 se tiene:

(

)

VOLUMEN DEL TANQUE REQUERIDO

PARAMETRO VALOR

MAX. DEFICIT (%) 226,26

MAX.EXCEDENTE (%) 183,84

Q SUMINISTRADO(Lt/seg) 110

VOLUMEN DEL TANQUE. 1624

1,2* VOLUMEN DEL TANQUE 1948,8

AO

TASA

DE

CRECI.

(%)

POBLACI

N

POBLACIN

ATENDIDA

DOTACIN

NETA

lt/(hab*da)

COBERTURA

(%)

PERDIDA

(%)

DOTACIN

BRUTA

(lt/seg)

Qmd

(lt/seg)

QMD

(lt/seg)

QMH

(lt/seg) k1 k2 NC

2013 2 50941 45847 125 90 33 186,57 110 132 165 1,2 1,5 MD

Para una poblacin atendida de 45847 habitantes

(

)

Como el caudal obtenido por la capacidad para demanda contra incendios es mayor

que el de capacidad por regulacin, se diseara el tanque a partir del primero, es decir

con un volumen efectivo de almacenamiento de 2924 m3.

Las dimensiones, deducidas para el tanque de acuerdo con criterios de costo minimo

y facilidad constructiva son:

Asumiendo un borde libre de 0,3 m segn el RAS 2000 en su captulo B (B.9.4.6) la

altura final del tanque seria de:

Figura 36

Planta de tratamiento

Cotas y niveles de agua en el tanque

Se sabe que en el tanque se presenta una fluctuacin en los niveles de la lmina de

agua, entre su altura mxima cuando se encuentra lleno, hasta la mnima debido a la

regulacin de la demanda de la poblacin.

Cota de la corona de muros: 1250 m

Cota del nivel de agua mximo en el tanque: 1250 - 0.3 = 1249.7 m

Cota del nivel de agua mnimo en el tanque: 1249.7 2.5 = 1247.2 m

Cota en el fondo del tanque: 1249.7 3.75 = 1245.95 m

Fig

ura

37

Per

fil

Tanque

Reg

ula

dor

7. COMPARACIN DEL SISTEMA ACTUAL CON EL DISEADO

El principal objetivo del presente texto es realizar el chequeo y en ultimas un

diagnstico del sistema de acueductos El Llanito de la ciudad de Ocaa, limitados a

los elementos ya expuestos anteriormente y en las condiciones descritas. A partir del

diseo realizado, el cual se ajusta a la norma, se establecern los aciertos y errores

que posee el sistema actual, para as poder determinar posibles soluciones,

adecuaciones, etc.

Para tal fin se desarrollara un anlisis independiente de cada elemento del sistema en

estudio, a saber: captacin, aduccin C-D, desarenador, aduccin D-P, y tanque de

almacenamiento. Se excepta la planta de tratamiento, ya que su diseo y anlisis

comprende un estudio y consideracin de mayor profundidad.

4.7.CAPTACION LATERAL

Rejilla: De esta se pueden, analizar y comparar, con base en los datos conocidos, que

en sentido general son restringidos y en algunas ocasiones no altamente confiables,

tres aspectos:

1. Numero de rejillas

2. Separacin y dimetro de barrotes

3. Inclinacin y disposicin de rejillas

Numero de rejillas: la captacin existente posee dos rejillas, adecuadas de manera

conveniente para captar el agua tanto en niveles mnimos del rio, como en los

mximos registros. Esta disposicin cumple con lo dispuesto en la norma para

captaciones laterales. No obstante en el diseo realizado, solo se estableci una rejilla

de 0.8m x 0.8m, ya que se desconocan registros de niveles mnimos y mximos del

rio.

Las dos rejillas de 0.7 x 0.7m, en el aspecto de ubicacin y cantidad son

convenientes, para captar el caudal necesario para la poblacin a tendida actualmente,

y la proyectada a los aos futuros, haciendo la salvedad que ante la eventualidad de

una adecuacin general estas condiciones cambiaran.

Separacin y dimetro: Con una separacin entre barrotes de 0.02 m, la rejilla cumple

lo dispuesto en el RAS2000, de igual modo su dimetro es aceptable. En el diseo

realizado se establecieron magnitudes similares, con =1 y separacin de 0.025m.

Tan solo se debe mantener en constante mantenimiento que evite la acumulacin de

material orgnico en la base de la captacin, que pueda ser transportado al sistema en

detrimento de la calidad del agua.

Inclinacin: En este aspecto la captacin tiene una calificacin negativa, ya que a

partir de la dispuesto en el RAS en B.4.4.5.2 se dispone un rango de inclinacin de

70 a 80, y en la estructura presente es de 90, en esta no se presenta limpieza

mecnica, la cual es recomendada en este tipo de captaciones con lecho con presencia

de material orgnico y partculas flotantes de diversa ndole.

Cmara de Derivacin

La cmara de derivacin existente cuenta con secciones transversal de 0.9m x 3 m, la

cual est dispuesta para el adecuado mantenimiento de esta, y sea de fcil

maniobrabilidad. En comparacin, con la cmara diseada, que tiene seccin de 1m x

2.5 m, ajustada a estas dimensiones por las mismas razones de maniobrabilidad.

Con una profundidad de 3m, la cmara de derivacin pose dimensiones aceptables

para las condiciones actuales de captacin y demanda de la poblacin a la cual se

abastece a partir de esta fuente. De igual forma que la rejilla, la eventual adecuacin

de esta, dependera de una intervencin general de los elementos constitutivos del

sistema, en el marco de una ampliacin, que es lgica, necesaria, y conveniente.

4.8.ADUCCION CAPTACION-DESARENADOR

La lnea de aduccin entre la captacin y el desarenador con la que cuenta el sistema

de acueductos El Llanito, es fragmentada, con un tramo rectangular de transicin de

4,2 m entre la cmara y la aduccin misma de longitud de 13 m. En el diseo, se

establece una aduccin total de 17.2m, esta lnea debe replantearse con la adecuacin

topogrfica, ya que las condiciones geogrficas de la zona pueden condicionar el

diseo.

En la lnea existente se evidencia un tramo expuesto, el cual es susceptible al ingreso

de material vegetal o similar, es conveniente reconsiderar esta exposicin. De igual

forma, tiene una longitud altamente favorable, ya que entre la captacin y el

desarenador no posee una longitud mayor de 20 m.

El agua se transporta a flujo libre, en un conducto de asbesto cemento, estas

condiciones son convenientes, sobre todo por la pequea distancia de esta lnea.

4.9.DESARENADOR

En un desarenador convencional se establecen 5 zonas de funcionamiento, a saber:

1. Zona I: Cmara de aquietamiento

2. Zona II :Entrada al desarenador

3. Zona III :Zona de sedimentacin

4. Zona IV : Almacenamiento de lodos

5. Zona V: Salida del desarenador

Del anlisis del desarenador existente con respecto al diseado con base en los

parmetros del RAS2000, para cada zona de funcionamiento, se tiene:

Z1: Cmara de Aquietamiento: el fin bsico de esta cmara es disipar la cabeza de

velocidad del flujo, para que ingrese a la cmara de sedimentacin con velocidad baja

y flujo uniforme. La cmara existente no posee un sistema adecuado, se evidencia

turbulencia en el flujo, incluso dentro del sistema de sedimentacin mismo.

De forma grave, se observa que no existe un vertedero de exceso que lleve el caudal

sobrante de nuevo al rio, de all la no existencia de borde libre en dems zonas. este

es un evento preocupante, ya que repercute grandemente en el adecuado

funcionamiento del sistema. Esto puede afectar los tiempos de sedimentacin

efectivo, la acumulacin de lodos, y dems parmetros de evaluacin en el tanque.

En el diseo desarrollado, como es lgico se prev la implantacin de este vertedero,

por tanto una de las recomendaciones subsecuentes a este anlisis es la adecuacin de

un mecanismo de evacuacin de excesos desde la cmara de aquietamiento.

Z2: Entrada al Desarenador: Esta zona tiene como funcin el descenso rpido de las

partculas ms gruesas antes de la primera pantalla perforada. Si bien esta funcin se

cumple relativamente bien, los problemas de rebose venidos de la zona I afectan esta

zona igualmente.

Z3: Zona de Sedimentacin: la sedimentacin de las partculas de menor dimetro

descienden en la zona efectiva de sedimentacin, que en el caso del desarenador

actual es de 13 m, posee una altura efectiva de sedimentacin de 1.5m, y un ancho de

2.5m.

El caudal de diseo de este elemento inicialmente, es mucho menor al establecido en

la normativa vigente, por tanto, las dimensiones generados son muy distantes, entre

las actuales y las de diseo desarrollado. En el actual, se presenta una seccin efectiva

de 2.5m x 13m, mientras que el de diseo arroja dimensiones de 5.6m x 22.5m. Es as

que, mientras en un diseo inicial el caudal en consideracin es de 75 l/s, en el

desarrollado en el presente texto es de 98.56 l/s.

En esta zona se evidencia la no existencia de borde libre, el agua se rebosa, lo que

claramente repercute en una lnea de sedimentacin deficiente, lo que en ultimas con

lleva a que partculas que debieron ser sedimentadas en esta zona pasen, y llegan

hasta la planta, en donde ser obligacin de la floculacin, la decantacin de las

partculas.

Una dimensin anloga, de gran importancia, es la altura til de sedimentacin, que

para ambos casos se establece en 1.5m, profundidad que cumple con la normativa y

hace eficiente el sistema.

De manera particular, el parmetro de carga hidrulica, mientras que en el

desarenador existente se presenta un valor de 200 m3/m2xd, mientras que en el

diseado es de 67.4 m3/m2xd, y cumple con el rango establecido de entre 15 y 80

m3/m2xd.

Z4: Almacenamiento de Lodos: La seccin de almacenamiento de lodos, prevista en

el desarenador actual es insuficiente, en esta se presenta el fenmeno de resuspensin,

por diversos factores: volumen insuficiente de almacenamiento y mantenimiento

deficiente. Las dimensiones de esta zona, en linealidad con lo dicho anteriormente,

son mucho mayores en el diseo desarrollado que en la estructura existente.

Z5: Salida del Desarenador: En una cmara convencional, se distinguen una pantalla

sumergida, el vertedero de salida y el canal de recoleccin. En el elemento actual, se

presentan estos tres, debidamente tapados para evitar la contaminacin exterior.

Por esta pasa el agua afectada ya por la sedimentacin primaria, hacia la planta de

tratamiento. En el sistema existente esta zona presenta condiciones aceptables de

funcionalidad.

5.4. ADUCCION DESARENADOR-PLANTA

El transporte del agua hasta la planta de tratamiento donde recibir tratamientos de

purificacin complementarios, a travs de una tubera de asbesto-cemento, durante

4.4 Km. El sistema cuenta con una tubera de 15, que trabaja a flujo libre, y

aprovecha las disposiciones topogrficas para desarrollar mayor eficiencia hidrulica

como sistema a gravedad.

Por el desconocimiento del perfil topogrfico detallado, el diseo de esta aduccin,

opdesarrollado en el presente texto, se realiza a presin, con diferencia de cotas entre

los dos elementos: salida del desarenador en la lmina de agua de la cmara de

recoleccin, y la entrada a la planta de tratamiento.

Si bien, las dos lneas de aduccin, existente y diseado, no son comparables, porque

en el primero el flujo es libre y en la segunda a presin, se evidencias semejanzas. El

dimetro calculado en el diseo es de 14, mientras que el existente es de 15.

Mientras que en el actual esta tubera es permanente, en la calculada se prev dos

segmentos, para mayor eficiencia hidrulica. No obstante, la condicin de esta

aduccin es aceptable, si bien debe efectuarse medidas de mantenimiento, que

propendan por la proteccin de elementos y accesorios que constituyen esta lnea, tal

es el caso de la vegetacin invasiva, poblacin con conexiones ilegales, entre otros.

5.5. TANQUE DE ALMACENAMIENTO

Con una capacidad de 2000 m3, el sistema

almacena satisfactoriamente el volumen requerido por capacidad de regulacin,

criterio con el cual seguramente fue diseado y construido. No obstante, en rigor con

lo estipulado en la norma, el tanque no cumple, ya que para una capacidad mayor por

incendio, sus dimensiones seran insuficientes, aunque claro esta este es un hecho

fortuito, y en cuanto a los niveles de servicio del elemento, a razn del adecuado

suministro a la poblacin y el manteniendo de las presiones mnimas, tiene

calificacin aceptable.

De esto ltimo, previsto en condiciones actuales, ya que ante el eventual crecimiento

demogrfico, en donde se tuviera la necesidad de aumentar el suministro a la

poblacin, evento inevitable, el volumen seria innecesario para satisfaces las

fluctuaciones de consumo, sobretodo en una ciudad intermedia con picos de consumo

marcados.

En el diseo realizado se dimension el tanque a partir de la capacidad por incendios,

ajustados a la normativa vigente, teniendo claro que las magnitudes por esta opcin

son mucho mayores que las de capacidad por regulacin, y que por ser un evento

fortuito, se podran considerar alternativas intermedias que satisfagan tanto el criterio

tcnico como el presupuestal.

6. CONCLUSIONES

Si bien el sistema en trminos generales resulta aceptable para satisfacer la demanda

de la comunidad, este debe adaptarse a el crecimiento vertiginoso de la poblacin, a

travs de medidas como la ampliacin y la adecuacin de los elementos que lo

constituyen, procesos administrativos y tcnicos, que permitan no solo tener una

mayor capacidad sino un mayor control de todos los procesos que el sistema genera.

Es lgico, que por considerarse de un acueducto con ms de 50 aos de construccin,

no cumple con ciertos criterios de la normativa vigente en casi todos los elementos.

Es deber del operador de servicios pblicos, as como de la administracin municipal,

al considerarse de un servicio de afectacin general, el mantenimiento y adecuacin

de dichos elementos, fundamentados en los parmetros de eficiencia y control ptimo

del sistema.

Uno de los aspectos ms importantes arrojados en el presente diagnostico parcial y

condicional, es la necesidad de mejorar e implementar en los casos inexistentes las

polticas de control y verificacin de todos los procesos vinculados al abastecimiento

de agua potable a la comunidad. Esto va desde la captacin misma, con el estudio de

calidad del agua en la fuente misma, chequeo de la eficiencia de la sedimentacin en

el desarenador, transporte eficaz del agua en tuberas sin la invasin de agentes

externos, registro de caudales en entre cada punto estratgico, calidad del producto

final y medicin efectiva y sistemtica de volmenes de agua potable suministrados.

BIBLIOGRAFIA

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REGLAEMENTO TECNICO DEL SECTOR DE AGUA POTABLE Y

SANEAMIENTO BASICO, RAS 2000.

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CORCHO R. Freddy, DUQUE S. Jose. ACUEDUCTOS TEORIA Y DISEO, Sello

Editorial, 2005, Medelln. ISBN: 2 55 96 10.