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CONSULTORÍA PARA LA ACTUALIZACIÓN DEL

PLAN MAESTRO DE ABASTECIMIENTO Y LA

ELABORACIÓN Y FORMULACIÓN DEL PLAN

MAESTRO DE ALCANTARILLADO PARA

BOGOTÁ Y SUS MUNICIPIOS VECINOS

CONTRATO 1-02-25500-1318-2013

INFORME EJECUTIVO

PLAN MAESTRO DE ALCANTARILLADO

REVISIÓN 1

VOLUMEN 1 DE 1

DOCUMENTO No. PMAA-DI-278

ABRIL, 2016

INFORME EJECUTIVO – PLAN MAESTRO DE ALCANTARILLADO REV. 1, 05-04-2016 PMAA-AL-EJECUTIVO

LISTA DE DISTRIBUCIÓN

DEPENDENCIA No. de copias

EAB ESP 1

Consorcio Aguas y Aguas 2013 1

Centro de Documentación del Proyecto 1

ÍNDICE DE MODIFICACIONES

Revisión del documento

Sección modificada

Fecha de modificación

Observaciones

1 - 05-04-2016 Versión original

ESTADO DE REVISIÓN Y APROBACIÓN

Contrato: 1-02-25500-1318-2013

Título Documento: INFORME EJECUTIVO

PLAN MAESTRO DE ALCANTARILLADO

Documento No. : PMAA-DI-278

A P R O B A C I Ó N

Número de Revisión 1 2 3

Vo. Bo Ingeniero ejecutor

Nombre J. Espinosa

Firma P/

Fecha 05-04-2016

Vo. Bo Director del departamento

Nombre A. Hassidoff

Firma

Fecha 05-04-2016

Vo. Bo Coordinador del proyecto

Nombre G. Buitrago

Firma

Fecha 05-04-2016

Vo. Bo Director del proyecto

Nombre E. García

Firma

Fecha 05-04-2016

INFORME EJECUTIVO – PLAN MAESTRO DE ALCANTARILLADO REV. 1, 05-04-2016 PMAA-DI-278_rev. 1

TABLA DE CONTENIDO

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

2. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO ............................................................ 3

3. RECOPILACIÓN Y ANALISIS DE INFORMACIÓN .................................................................... 6

4. EVALUACIÓN INTEGRAL DEL SISTEMA TRONCAL DE ALCANTARILLADO ........................ 7

4.1 EVALUACIÓN HIDRÁULICA Y AMBIENTAL ....................................................................... 7

4.1.1 CÁLCULO DE CAUDALES SANITARIOS ............................................................................ 7 4.1.2 CÁLCULO DE CAUDALES PLUVIALES .............................................................................. 8 4.1.3 MODELACIÓN HIDRÁULICA ............................................................................................... 8

4.2 EVALUACIÓN ESTRUCTURAL ........................................................................................... 9

4.3 DIAGNÓSTICO ..................................................................................................................... 9

4.3.1 Escenarios de evaluación ..................................................................................................... 9 4.3.2 Criterios de Evaluación ....................................................................................................... 10 4.3.3 Resultados red sanitaria y combinada ................................................................................ 11 4.3.4 Resultados red pluvial ......................................................................................................... 17

5. PROGRAMA DE REHABILITACIÓN .........................................................................................22

5.1 OBRAS PARA EL MEJORAMIENTO HIDRAULICO ..........................................................22

5.1.1 Criterios de Diseño ............................................................................................................. 22 5.1.2 Obras Sistema Sanitario – Combinado .............................................................................. 23 5.1.3 Obras Sistema Pluvial ......................................................................................................... 27

5.2 OBRAS PARA EL MEJORAMIENTO AMBIENTAL ...........................................................28

5.2.1 Interceptores para saneamiento de quebradas .................................................................. 28 5.2.2 Factibilidad del proyecto de separación adecuada de caudales ........................................ 31 5.2.3 Manejo de conexiones erradas ........................................................................................... 33

5.3 OBRAS COMPLEMENTARIAS ..........................................................................................36

5.3.1 Diseños detallados y de factibilidad de los interceptores de la sub cuenca Córdoba ........ 36 5.3.2 Diseños básicos estación bombeo – Pondaje La Magdalena ............................................ 38

6. PROGRAMA DE MANEJO DE AGUAS LLUVIAS ....................................................................39

6.1 PROYECTO DE FACTIBILIDAD PARA ESTRUCTURAS DE AMORTIGUACIÓN DE CAUDALES EN LOS SISTEMAS HÍDRICO Y DE ALCANTARILLADOS ........................................39

6.2 PROGRAMA DE RECUPERACIÓN Y GENERACIÓN DE ÁREAS VERDES Y DE INFILTRACIÓN..................................................................................................................................39

6.3 PROGRAMA DE RECUPERACIÓN Y RENATURALIZACIÓN DE LOS ESPACIOS DEL AGUA 40

6.3.1 Río Fucha............................................................................................................................ 41 6.3.2 Rio Molinos ......................................................................................................................... 41 6.3.3 Recuperación de ríos y quebradas que fluyen dentro de los sistemas de alcantarillado .. 41

7. PROGRAMAS DE MONITOREO, OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO ....................................44


7.1 PROGRAMA DE MONITOREO, SEGUIMIENTO Y CONTROL DE ALCANTARILLADO .44

7.1.1 Proyecto Centro de Control Modelia ................................................................................... 45 7.1.2 Manual de modelación y simulación ................................................................................... 46

7.2 ESTRUCTURA ORGANIZACIONAL ..................................................................................47

7.2.1 Organigrama Propuesto ...................................................................................................... 47

7.3 VULNERABILIDAD .............................................................................................................48

7.3.1 ANÁLISIS DE VULNERABILIDAD RED TRONCAL DE ALCANTARILLADO ................... 49 7.3.2 ANÁLISIS DE VULNERABILIDAD ZONA DE CANTERAS – RÍO TUNJUELO ................. 53

8. PLAN DE INVERSIÓN RED TRONCAL DE ALCANTARILLADO .............................................56

8.1 CRONOGRAMA .................................................................................................................57

9. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .............................................................................61

9.1 ESTADO DE LA RED DE ALCANTARILLADO ..................................................................61

9.1.1 Sistema sanitario y combinado ........................................................................................... 61 9.1.2 Sistema pluvial .................................................................................................................... 61

9.2 PROGRAMAS PROPUESTOS...........................................................................................62

9.2.1 Rehabilitación integral del sistema ..................................................................................... 62

9.3 Manejo de aguas lluvias. ....................................................................................................64

9.4 Operación y Mantenimiento ................................................................................................65

9.4.1 Relación de los programas propuestos con los indicadores de continuidad y calidad del servicio de alcantarillado ................................................................................................................... 65

9.5 PRESUPUESTO Y CRONOGRAMA ESTIMADO ..............................................................67


LISTA DE TABLAS

Tabla 4-1 Capacidad remanente de las subcuencas sanitarias y combinadas situación actual ...... 11 Tabla 4-2 Capacidad remanente de las subcuencas pluviales ......................................................... 17 Tabla 4-3 Capacidad remanente de las subcuencas pluviales- Tr. 25 ............................................. 19 Tabla 4-4 Capacidad remanente de las subcuencas pluviales- Tr. 100 ........................................... 19 Tabla 5-1 Criterios de diseño NS-085 y RAS 2000. .......................................................................... 22 Tabla 5-2 Longitud diseñada a nivel de diseño detallado. ................................................................ 23 Tabla 5-3 Estructuras diseñadas a nivel de detalle. ......................................................................... 24 Tabla 5-4 Estructuras diseñadas a nivel básico ................................................................................ 24 Tabla 5-5 Resumen longitud diseñada para los trabajos a nivel de diseño básico .......................... 24 Tabla 5-6 Estructuras diseñadas a nivel factibilidad ......................................................................... 25 Tabla 5-7 Resumen longitud diseñada a nivel de factibilidad ........................................................... 25 Tabla 5-8 Costos de diseño de interceptores para las subcuencas sanitarias y/o combinadas ...... 26 Tabla 5-9 Longitud diseñada a nivel de diseño de factibilidad – cuencas pluviales ......................... 27 Tabla 5-10 Costos para las subcuencas pluviales ............................................................................ 28 Tabla 5-11 Quebradas objeto de estudio .......................................................................................... 28 Tabla 5-12 Longitudes y costos de los interceptores ........................................................................ 28 Tabla 5-13 Costos Estimados de Rehabilitación de Estructuras de Alivio ....................................... 31 Tabla 5-14 Cantidad de descargas de la red troncal pluvial a atender en el corto plazo ................. 34 Tabla 5-15 Estimación costos estructuras de separación de caudales ............................................ 35 Tabla 7-1. Tabla objetivos de medicion PMM. .................................................................................. 44 Tabla 7-2 Niveles y modos de control para equipos integrados al SCADA Red Troncal ................. 46 Tabla 7-3 Modos de Fallo Identificados ............................................................................................ 52 Tabla 8-1 Consolidado costos plan maestro de alcantarillado para Bogotá 2014 ............................ 56 Tabla 8-2 Cronograma plan maestro Bogotá 2014 ........................................................................... 58 Tabla 8-3 Plan de inversiones plan maestro Bogotá 2014 ............................................................... 60


LISTA DE FIGURAS

Figura 2-1 División de Bogotá por subcuencas de alcantarillado sanitario y combinado ................... 4 Figura 2-2 División de Bogotá por subcuencas pluviales ................................................................... 5 Figura 4-1 Capacidad remanente subcuencas de alcantarillado sanitario y/o combinado –Situación Actual ................................................................................................................................................. 14 Figura 4-2 Capacidad remanente para conductos cerrados de alcantarillado pluvial – Lluvia Tr 10 Años .................................................................................................................................................. 18 Figura 4-3 Capacidad para canales alcantarillado pluvial – Lluvias Tr 25 Años .............................. 20 Figura 4-4 Capacidad para canales alcantarillado pluvial – Lluvias Tr 100 Años ............................ 21 Figura 5-1 Diseños a nivel de factibilidad de interceptores para el saneamiento de quebradas ..... 30 Figura 5-2 Tramos diseñados interceptores Córdoba ...................................................................... 37 Figura 5-3 Localización tramo saneamiento Canal Fucha ................................................................ 38 Figura 6-1 Esquema típico línea expresa por un corredor alterno .................................................... 43 Figura 7-1 Estructura Organizacional Propuesta .............................................................................. 48 Figura 7-2 Red Troncal Pluvial Priorizada ........................................................................................ 50 Figura 7-3 Red Troncal Sanitaria y Combinada Priorizada .............................................................. 51

ACTUALIZACIÓN PLAN MAESTRO ABASTECIMIENTO Y ELABORACIÓN PLAN MAESTRO DE ALCANTARILLADO


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1. INTRODUCCIÓN

A través del contrato 1-02-25500-1318-2013 – INGETEC S.A. desarrolló de manera simultánea la actualización del Plan Maestro de Abastecimiento para Bogotá y sus municipios vecinos y la formulación del Plan Maestro de Alcantarillado para la ciudad de Bogotá.

El presente documento corresponde al informe ejecutivo del Plan Maestro de Alcantarillado para la ciudad de Bogotá.

El objetivo principal de la actualización del Plan Maestro de Alcantarillado es identificar y presentar las acciones y/o programas enfocados a mejorar la calidad del recurso hídrico de la ciudad con el fin de sanear el Rio Bogotá, para tal fin se propone la rehabilitación del sistema de alcantarillado de aguas residuales y la optimización del sistema de drenaje pluvial, lo que le permitirá a la EAB-ESP contar con herramientas de planeación a corto, mediano y largo plazo y avanzar en la conversión del sistema de alcantarillado de la ciudad en un Sistema Urbano de Drenaje Sostenible (SUDS).

El presente Plan Maestro se centra en tres temas principales: la rehabilitación integral de los sistemas de drenaje existentes (redes de alcantarillado sanitario y combinado), el manejo sostenible de las aguas lluvias y la operación del sistema, incluyendo su mantenimiento. Estos tres ejes principales del estudio realizado se describen a continuación de manera general.

Programa de rehabilitación integral de los sistemas de drenaje La rehabilitación se ha planteado desde tres perspectivas esenciales del sistema: capacidad hidráulica, capacidad estructural y saneamiento. Desde el punto de vista de capacidad hidráulica y estructural, el programa de rehabilitación integral de infraestructura se ha estructurado con el siguiente orden de priorización: 1) priorización del plan de desarrollo y redensificación, 2) subcuencas con capacidad crítica y restringida y 3) subcuencas con capacidad moderada y alta. Desde el punto de vista de saneamiento, el programa se ha orientado a lograr una separación de caudales apropiada en el sistema a través de tres medidas principales: 1) implementar interceptores paralelos a quebradas que no dispongan de estos, 2) mantener las estructuras de separación en estado y configuración óptimas y 3) darle solución al problemas de las conexiones erradas en los sistemas de alcantarillado de tipo separado.

Programa integral de manejo de aguas lluvias. Este programa está orientado a optimizar la configuración y el funcionamiento del sistema de manera que pueda lograrse un manejo sostenible de las aguas lluvias mejorando la calidad del recurso hídrico de la ciudad. Basándose en criterios técnicos, el programa incluye la formulación de trabajos, actividades, proyectos u obras necesarias para la atenuación de los picos de caudal, el incremento de las áreas verdes y de infiltración de la ciudad y la recuperación de los espacios del agua. Lo anterior con el propósito de mitigar los riesgos de inundación y direccionar el alcantarillado troncal de la ciudad hacia un Sistema Urbano de Drenaje Sostenible.

Programa de mantenimiento y operación. El punto de partida para desarrollar el programa de mantenimiento y operación es la inclusión de una división responsable de dichas actividades en el organigrama de la Gerencia Corporativa del Sistema Maestro. Partiendo de esta base se plantean las tecnologías y procedimientos a implementar y los recursos requeridos asociados. Se hace



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hincapié en la consolidación de una plataforma que permita monitorear en tiempo real el sistema de alcantarillado troncal de la ciudad, de manera que, posteriormente, pueda tomar decisiones sobre la operación del mismo, dependiendo de las necesidades hidráulicas, ambientales y operacionales.

Durante la elaboración del Plan Maestro de Alcantarillado se adelantaron las siguientes actividades:

1. Recolección y análisis de la información cartográfica, geotécnica, hidráulica, hidrológica, jurídica y socio – ambiental de los sistemas en estudio.

2. Se dictó, a través de la universidad los Andes, un curso de especialización y actualización en diseño de sistemas de alcantarillado y en general Diseño de Sistemas de Drenaje Urbano Sostenibles – SUDS.

3. Para la ejecución de los diseños detallados de rehabilitación, con el fin de evaluar daños, obstrucciones, conexiones erradas y otras alteraciones en las redes o estructuras, se inspeccionó mediante Circuito Cerrado de Televisión (CCTV) una longitud correspondiente a 25% de la longitud total de los interceptores troncales de las subcuencas priorizadas.

4. Se adelantó un programa de rehabilitación integral del sistema que implicó estudios de diseño detallado, diseño básico y de factibilidad El programa incluyó actividades de diagnóstico, calificación y priorización de intervenciones de rehabilitación, evaluación y análisis de alternativas, así como, la selección de la alternativa óptima y el diseño correspondiente.

5. Se elaboró un programa general para el manejo adecuado de aguas lluvias y drenaje sostenible del sistema hídrico buscando disminuir los caudales máximos de agua en periodos invernales, lo que incluyó: 1) programa para retención y atenuación de picos de crecientes y escorrentías de aguas lluvias, 2) programa de recuperación y generación de áreas verdes y de infiltración y 3) programa de recuperación y re naturalización de los espacios del agua.

6. Se plantearon los programas de operación y mantenimiento con el propósito de operar cada una de las cuencas (Salitre , Fucha y Tunjuelo) y contar con planes de contingencia para la operación de los sistemas hídrico y pluvial a nivel de red troncal orientados a afrontar el cambio climático, que permitan mitigar los riesgos de inundación por desbordamiento, reflujo y encharcamiento. Se elaboró un manual de procedimientos para mantenimiento de la red de alcantarillado troncal.

7. Con base en las mediciones realizadas en las diferentes cuencas se elaboraron modelos hidráulicos calibrados del sistema de alcantarillado de las cuencas Salitre, Fucha y Tunjuelo, correspondientes al sistema hídrico principal de la ciudad.

8. Se implementó un sistema de gestión de calidad de los procesos de la EAB – ESP relacionados con la red de alcantarillado troncal.

9. Se implementó el análisis de riesgos a nivel exploratorio a la red troncal de alcantarillado.



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2. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO

El área de Bogotá definida para el desarrollo del proyecto es de aproximadamente 40 mil hectáreas, en las que se encuentra el sistema troncal de alcantarillado que tiene cerca de 840 km de redes, de las cuales 439 km (52,2%) corresponden al sistema de alcantarillado sanitario y combinado y 401 km (47,8%) al sistema de alcantarillado pluvial (incluyendo canales y colectores). Los materiales de las tuberías que componen esta red son concreto, gres, PVC, GRP y mampostería y sus diámetros varían entre 8” y 3,70 m.

Bogotá cuenta con tres grandes ríos que dividen la ciudad en tres cuencas de drenaje; Salitre, Fucha y Tunjuelo, cada una de ellas con diferente grado de desarrollo urbano en la actualidad. El funcionamiento del alcantarillado, se encuentra estructurado teniendo en cuenta la conformación topográfica de Bogotá.

La red troncal de alcantarillado de Bogotá se encuentra dividida en 49 subcuencas de drenaje sanitario y combinado, las cuales se identifican en la Figura 2-1 y en 16 subcuencas de drenaje pluvial, las cuales se identifican en laFigura 2-2. El alcantarillado de la ciudad en el sector central y más antiguo, opera como un sistema combinado (Ver Figura 2-1).

En la zona antigua en donde el sistema funciona como combinado y con el fin de que las aguas residuales puedan continuar por el sistema troncal sanitario para su tratamiento, el sistema de alcantarillado cuenta con estructuras especiales denominadas “alivios”, las que permiten que en verano las aguas residuales continúen por el sistema sanitario y en invierno, los caudales mayores –y con condiciones apropiadas de dilución- sean vertidos a los canales del sistema pluvial

La construcción de los interceptores Interceptor Zona Franca (IZF), Interceptor Izquierdo del Fucha (IIF), el Interceptor Fucha Tunjuelo (IFT), el Interceptor Tunjuelo Canoas (ITC), en la década anterior permitió a la ciudad contar con cobertura total en el sistema troncal de alcantarillado, con lo que se logrará el saneamiento de los cauces principales de los ríos Fucha y Tunjuelo y por consiguiente del río Bogotá. Sin embargo, estas obras troncales de alcantarillado sanitario no están en funcionamiento debido a que la planta de tratamiento Canoas y la estación de bombeo que elevará las aguas residuales generadas por las cuencas de Fucha, Tintal y Tunjuelo para su tratamiento no están construidas. Es así como los cauces naturales seguirán recibiendo las descargas sanitarias en ciertos puntos, hasta que se construyan las obras de tratamiento y bombeo en Canoas.



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Figura 2-1 División de Bogotá por subcuencas de alcantarillado sanitario y combinado



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Figura 2-2 División de Bogotá por subcuencas pluviales



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3. RECOPILACIÓN Y ANALISIS DE INFORMACIÓN

La información que se utilizó para adelantar los trabajos del Plan Maestro de Alcantarillado correspondió a los informes de los Planes Maestros de Alcantarillado para las cuencas de Fucha, Salitre y Jaboque y los estudios de modelación hidráulica para la cuenca del Tunjuelo.

Para la construcción topológica de los modelos hidráulicos se usó la información geográfica y topológica entregada por la EAB – ESP correspondiente a la base de datos SIGUE.

Para la estimación de la demanda sanitaria, se tuvo en cuenta el informe de “Revisión de las proyecciones de la distribución espacial de la población y demanda de agua de la ciudad de Bogotá y los municipios vecinos” elaborado dentro de la actualización del Plan Maestro de Abastecimiento desarrollado de manera paralela a este estudio y dentro del mismo contrato.

Para el estudio geológico-geotécnico del área de influencia del presente proyecto se utilizó información primaria como son perforaciones, ensayos in situ, ensayos de laboratorio y visitas de campo, y se complementó con información recopilada logrando una integración de la información a partir de la experiencia específica de INGETEC en este tipo de trabajos.

Además de la información recopilada mencionada anteriormente, se realizaron consultas de informes, planos y diseños que se encuentran en la base de datos de la EAB-ESP. Dicha información es presentada en los anexos de cada uno de los productos entregados por esta consultoría.

La presente consultoría utilizó la base de datos SIGUE suministrada por la EAB-ESP, la cual contiene información sobre redes, pozos y elementos del sistema alcantarillado sanitario, combinado y pluvial. En los puntos del sistema en los que se identificaron inconsistencias, así como en otros puntos en los que resultaba importante revisar las características del sistema, se realizaron actividades de catastro en campo, las cuales están relacionadas en el informe del producto 1 de esta consultoría correspondiente al informe de recolección y análisis de información.



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4. EVALUACIÓN INTEGRAL DEL SISTEMA TRONCAL DE ALCANTARILLADO

4.1 EVALUACIÓN HIDRÁULICA Y AMBIENTAL

En este capítulo se presenta la metodología y resultados de la evaluación integral del sistema troncal de alcantarillado sanitario, combinado y pluvial de la ciudad de Bogotá; tanto desde el punto de vista hidráulico, como estructural-operativo y ambiental. Esta evaluación se realizó con base en la recopilación y análisis de información adelantada e incluyó la delimitación de áreas de drenaje, estimación de caudales sanitarios y pluviales y generación y calibración de modelos hidráulicos.

4.1.1 CÁLCULO DE CAUDALES SANITARIOS

El cálculo del caudal medio se definió, a partir de las proyecciones de la distribución espacial de la demanda. Los caudales de demanda de producción (Q dp) para las UPZ corresponden a los caudales facturados afectados por el índice de agua no contabilizada (IANC%) definido en el Plan

Maestro de Abastecimiento (34,61%).

( )

( )

Ecuación 4.1

A partir del caudal de producción de cada UPZ se determinó el caudal medio de aguas residuales de cada UPZ aplicando la siguiente expresión:

)1( pdp CFRQQm Ecuación 4.2

En dónde; Qm es el caudal medio de aguas residuales, Qdp el caudal de demanda de producción, FR el factor retorno y Cp coeficiente de pérdidas físicas.

Como factor de retorno se contempla un valor de 0,85 de acuerdo con las normas de diseño de la EAB – ESP de 1985- y con las recomendaciones del RAS 2000 para sistemas de complejidad alta.

Como coeficiente de pérdidas físicas se contempla un valor de 7,9; que fue estimado en el estudio “Consultoría para la actualización del estudio de proyecciones de la demanda de agua para la ciudad de Bogotá D.C. y municipios vecinos” y está asociado a las pérdidas de caudal de producción que no llegan a la red de alcantarillado.

Se asignaron a cada una de las áreas sanitarias los caudales facturados por cada UPZ, según el informe elaborado por el Plan Maestro de Abastecimiento. Por último se realizó una equivalencia comparando el área de cada UPZ y el caudal facturado de la misma con cada una de las áreas sanitarias aferentes de cada nodo, de esta manera se calculó el caudal facturado por cada área sanitaria de la subcuenca.



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Para estimar el caudal máximo horario, se contempla el uso de la siguiente expresión:

slQmsmQMH /*00621.0)/( 863.03 Ecuación 4.3

A continuación se describe el proceso de maximización para definición de caudales de entrada al modelo hidráulico en cada tramo de la red, los pasos a seguir son:

Cálculo del caudal medio que ingresa al pozo de aguas arriba y al pozo de aguas abajo.

Maximización de los caudales medios mencionados, empleando la expresión de la Ecuación 4.3

Sustraer al caudal maximizado del pozo aguas abajo, el caudal maximizado del pozo aguas arriba.

Para la definición de los caudales de infiltración y conexiones erradas esta consultoría utilizó factores de generación por hectárea de área de drenaje de 0.2 y 0.1 l/s/ha respectivamente.

4.1.2 CÁLCULO DE CAUDALES PLUVIALES

Los caudales pluviales son obtenidos teniendo en cuenta los aportes de subcuencas rurales y los aportes de subcuencas urbanas. En ambos casos se emplea un análisis de tormentas.

El análisis de tormentas se desarrolló en el Producto 6.1.1 de esta consultoría, que corresponde al informe de caracterización de tormentas y actualizaciones de curvas de intensidad –duración – frecuencia –IDF, allí se presentan en detalle las consideraciones y metodologías para obtener los parámetros que contemplan las tormentas de diseño, como son la precipitación promedio máxima, la distribución espacial (elipses de precipitación), la distribución temporal y la duración de la precipitación de diseño.

Con los parámetros definidos se establecen los hietogramas de diseño y con base en ellos se utiliza el módulo de simulación del proceso lluvia – escorrentía, el cual viene incorporado en el programa SewerGems.

4.1.3 MODELACIÓN HIDRÁULICA

Para realizar el análisis hidráulico de las redes, se utilizó el software SewerGems V8i, de la casa Bentley. Este software permite simular el flujo en régimen no estacionario y condición de flujo gradualmente variado, por lo que permite analizar su comportamiento de manera más detallada que los métodos que utilizan los conceptos de flujo uniforme.

La modelación hidráulica se realizó para evaluar la capacidad de la red, analizar el funcionamiento de estructuras de alivio y elementos especiales como compuertas, estaciones de bombeo, humedales, etc., validar y realizar los ajustes necesarios en el diseño y para plantear las alternativas de solución.

La representación de fenómenos hidráulicos de diferentes sistemas como los alcantarillados urbanos, a través de modelos matemáticos, hace necesario realizar procesos de calibración que permitan representar el comportamiento real de los fenómenos estudiados.

Para realizar la calibración de los modelos hidráulicos del sistema de alcantarillado de las cuencas Fucha, Tunjuelo y Salitre, consistente en reproducir el comportamiento de los datos medidos en campo a través del modelo hidráulico, se adelantaron campañas de medición en cada una de las cuencas y posteriormente se analizaron los valores de caudal, nivel y lluvias obtenidos. Los



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procedimientos para la calibración de los modelos se especifican en el subproducto 7.1 y 7.2 del presente estudio correspondiente al informe de calibración.

4.2 EVALUACIÓN ESTRUCTURAL

Una de las actividades adelantadas para la evaluación integral del sistema, consistió en la inspección de un porcentaje de la red troncal con CCTV del sistema de alcantarillado. La inspección permitió establecer el comportamiento estructural de los ductos, la presencia de infiltraciones, presencia de ex filtraciones, presencia de sedimentos, escombros y en general obstáculos que afectan el flujo normal del sistema.

De esta manera con la inspección de CCTV realizada fue posible determinar el grado operacional y el grado estructural del tramo estudiado, de acuerdo con lo indicado en la norma NS-058 establecida por la EAB-ESP. La inspección de CCTV permite establecer el grado estructural y operacional de la red estudiada, esta calificación comprende cinco niveles entre grado 1 y grado 5, siendo el grado 1 el de menor relevancia y el grado 5 el de mayor estado crítico. El resultado de dichas inspecciones se puede observar en el subproducto 3.2 de la presente consultoría, que corresponde al informe de inspección de redes de alcantarillado por CCTV.

4.3 DIAGNÓSTICO

4.3.1 Escenarios de evaluación

Para la evaluación de las redes troncales de subcuencas sanitarias, se realiza un análisis de la situación actual de funcionamiento de la red, teniendo en cuenta la demanda actual:

Escenario 1: Situación Actual (año 2014) Tiempo seco (aporte sanitario) incluyendo infiltración y conexiones erradas.

Escenario 2: Situación Actual (año 2020) Tiempo seco (aporte sanitario) incluyendo infiltración y conexiones erradas.

Para las subcuencas combinadas, se tuvo en cuenta los mismos escenarios que para las subcuencas sanitarias, adicionando dos escenarios de tiempo de lluvias (asociados a Tr 10 años) para el año 2014 y 2020. En este caso, no se tienen en cuenta las conexiones erradas pues las redes transportan conjuntamente todas las aguas residuales y pluviales de la zona de drenaje.

Escenario 1: Situación Actual (año 2014) - Tiempo seco (aporte sanitario) incluyendo infiltración

Escenario 2: Situación Actual (año 2014) - Aporte sanitario incluyendo infiltración y aporte pluvial de las áreas de drenaje asociado a un evento con periodo de retorno de 10 años.

Escenario 3: Situación Actual (año 2020) - Tiempo seco (aporte sanitario) incluyendo infiltración.

Escenario 4: Situación Actual (año 2020) - Aporte sanitario incluyendo infiltración y aporte pluvial de las áreas de drenaje asociado a un evento con periodo de retorno de 10 años.

Para la evaluación de las redes troncales pluviales se diferenciaron los escenarios para conductos cerrados y para canales:

Conductos cerrados:

Se consideró el aporte de las redes combinadas localizadas aguas arriba, más aporte pluvial de las áreas de drenaje combinadas asociados a evento de lluvia con Tr 10 años.

Canales:



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• Escenario 1: Caudales Base de quebradas incluyendo caudales pluviales para periodo de retorno de 10 años y descarga de estructuras de alivio localizadas aguas arriba, durante eventos de lluvia (si tiene estructuras de alivio).



En la evaluación de los canales se consideró el caudal máximo que podría llegar a los canales proveniente del sistema de conductos cerrados, bien sea a través de los conductos o debido al flujo que se presentaría por las calles en caso de que los caudales superen la capacidad de dichos conductos; para esto, se utilizaron herramientas del modelo hidráulico (utilidad para incrementar el número de conductos asociados a un tramo) que permiten incrementar artificialmente la capacidad de los conductos en caso de ser necesario.

4.3.2 Criterios de Evaluación

Como criterios de evaluación se utilizaron dos parámetros indicativos de la capacidad hidráulica y operativa de la red para los escenarios de evaluación:

Relación de llenado y/D de los conductos

Diferencia de nivel entre la rasante en los pozos y el nivel máximo del agua que puede alcanzarse en los mismos.

En este estudio se ha considerado que los tramos a rehabilitar son aquellos que presentan deficiencias de capacidad para el escenario de evaluación con periodo de retorno de 10 años; la condición de deficiencia de capacidad se ha definido con base en los parámetros recién mencionados como se explica en los numerales que se presentan a continuación.

4.3.2.1 Criterios de evaluación para los conductos que transportan aguas pluviales o diluidas

Para los conductos que transportan aguas lluvias o aguas diluidas (aquellas con una concentración inferior a una parte de aguas residuales en cuatro partes de aguas lluvias 1/4), se considera que la presurización de los conductos puede ser admisible mientras las láminas de agua no lleguen a niveles demasiado altos que puedan generar problemas de rebose o bien de filtraciones importantes hacia infraestructura con niveles bajos.

Para aplicar el criterio correspondiente a la diferencia de nivel entre la rasante y la lámina de agua, es necesario incluir el parámetro de recubrimiento del conducto (diferencia entre la rasante y la cota clave del conducto) en el proceso de decisión, por lo que se definen dos casos:

Conductos cuya cota clave está localizada a menos de 2,4 m de la rasante

En estos conductos se considera conveniente utilizar el criterio de relación de llenado, de manera que se disponga de un margen de seguridad para alejarse de la condición de flujo presurizado, la cual implicaría el riesgo de infiltraciones / contraflujos hacia sótanos. Este margen de seguridad se considera conveniente, teniendo en cuenta que al llegar la lámina de agua a ponerse en contacto con la clave del conducto pueden presentarse fluctuaciones de nivel y de presión que pueden llevar a la presurización rápida de los conductos.

Conductos cuya cota clave está localizada a más de 2,4 m de la rasante.



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En estos conductos predomina el criterio de separación mínima de 2,4 m entre la rasante y la lámina de agua en los pozos sobre la relación de llenado y/D mayor a 85%, para definir que los conductos que cumplen esta condición no requieren ser rehabilitados.

4.3.2.2 Criterios de evaluación para canales

Se realizó la evaluación de capacidad de los canales que componen la red para lluvias con tiempo de retorno de 10, 25 y 100 años, determinando la distancia entre la lámina de agua y la cota rasante en cada sección de los canales. Se adoptó como criterio para rehabilitación, aquellos tramos de canales donde se rebose el agua para una lluvia con tiempo de retorno de 25 años.

De manera complementaria, se evalúa también para cada escenario la profundidad del agua en los canales con el fin de determinar si la lámina de agua se encuentra dentro del revestimiento del mismo o en la sección superior de canal natural.

4.3.2.3 Criterios de evaluación estructural

Adicionalmente a los criterios de evaluación ya definidos, esta consultoría recomienda el reemplazo de los tubos que presenten un Grado estructural 4 y 5, pues pueden presentar fallas importantes y deben ser intervenidos para evitar el colapso puntual o generalizado según la norma NS-058 de la EAB-ESP.

4.3.3 Resultados red sanitaria y combinada

El diagnóstico resultante para las subcuencas sanitarias y combinadas muestra que, en general, las subcuencas netamente sanitarias tienen una buena capacidad hidráulica para los años 2014 y 2020, con excepción principalmente de la subcuenca Norte-Callejas la cual ha venido teniendo un proceso de redensificación y sus redes ya no tienen capacidad hidráulica suficiente. Las subcuencas combinadas presentan déficit de capacidad hidráulica principalmente por el mal funcionamiento de las estructuras de alivio –este es el caso por ejemplo de parte del interceptor Calle 22, eje principal de drenaje de la sub-cuenca del mismo nombre-. En varios casos, los interceptores sanitarios se ven afectados por las descargas finales de las subcuencas combinadas, tal como es el caso de Salitre Gravedad, San Francisco y CAN que presentan problemas de capacidad hidráulica.

El resumen de los resultados que se presentan a continuación corresponde al diagnóstico hidráulico realizado a las redes de alcantarillado sanitario y combinado para la demanda actual (2014-2020) con eventos de lluvia para un periodo de retorno de 10 años.

La Tabla 4-1 presenta la longitud de cada subcuenca discriminada por rangos de capacidad remanente en términos de relación de llenado (y/d).

Tabla 4-1 Capacidad remanente de las subcuencas sanitarias y combinadas situación actual

Longitud de red con capacidad remanente entre

CUENCA SUBCUENCA (0-15) % (15-50) % (50-100) % Total general

Fucha

Albina 6532 5835 2210 14577

Arzobispo-galerías 9273 6099 3582 18954

Boyacá 2103 2766 3324 8193

Calle 22 5174 7894 2848 15917

Can 7226 1676 802 9703

Comuneros 1375 2401 156 3931

Fontibón 0 895 10929 11824

Fucha alto 4521 2782 5553 12856



12

Longitud de red con capacidad remanente entre


Fucha medio 17 3624 4648 8290

Interceptor del sur 0 2288 8374 10661

Kennedy 0 1643 3107 4750

Rio seco 3201 3227 689 7117

San Agustín - Ejido 1534 9239 10171 20945

San Francisco derecho 4704 1939 942 7585

San Francisco izquierdo 1982 2270 2410 6662

Salitre

Britalia 0 3058 2578 5636

Cafam 0 0 1837 1837

Cedro la Uribe 0 1829 6417 8246

Chico rio negro 6218 3417 1964 11598

Colsubsidio 0 450 2076 2527

Compartir 0 0 5291 5291

Córdoba 215 4153 12947 17316

Cortijo 0 0 1121 1121

Encor 0 2845 10496 13342

Garcés navas 0 1022 1789 2812

Las mercedes 0 2589 6442 9031

Molinos 0 3284 5100 8384

Norte callejas 4645 4945 2137 11727

Pinos 0 261 2538 2798

Salitre bombeo y gravedad 16682 13262 3352 33296

San marcos 0 0 4690 4690

Suba Tibabuyes 0 469 8486 8955

Tabora bonanza 0 381 2617 2999

Torca 0 1611 22138 23748

Tunjuelo

Bosa 0 2189 7122 9310

Candelaria nueva 0 0 1033 1033

Chigüaza 0 0 2415 2415

Cundinamarca, Tintal 13 11308 11044 22365

Limas 0 0 3161 3161

San Bernardino 0 40 4672 4711

Soacha canoas 0 7931 1009 8941

Tunjuelo alto medio bajo 0 5117 30153 35270

Tunjuelo alto izquierdo 0 0 1989 1989

Total general 75416 124737 226361 426514

El diagnóstico de capacidad para la situación actual realizado a la red troncal sanitaria y combinada indica que el 18% (75 km) de la red troncal evaluada (426 km) presenta un porcentaje de capacidad remanente entre 0 y 15%. Esta estadística se considera indicativa de la capacidad del sistema de la sub-cuenca aunque no implica necesariamente que dicha longitud de red deba ser rehabilitada en la medida que no está teniendo el segundo criterio de selección de redes a rehabilitar, asociado al nivel de agua máximo que se alcanza en los pozos. Con relación a las cuencas sanitarias, la cuenca del Tunjuelo es la que según el diagnóstico presenta la menor cantidad de tramos con capacidad remanente entre 0 y 15%, con solo 13 m mientras que la del



13

Fucha es la que mayor longitud presenta con 47,7 km de tramos con capacidad remanente menor al 15% y Salitre presenta 27,8 km con falta de capacidad.



14

Figura 4-1 Capacidad remanente subcuencas de alcantarillado sanitario y/o combinado –Situación Actual



15

4.3.3.1 Caudales resultantes en la red troncal de alcantarillado sanitario y combinado

El resultado del cálculo de caudales junto con la simulación hidráulica del sistema, permitió estimar los caudales que se presentan a lo largo de las diferentes cuencas sanitarias y combinadas de la ciudad para escenarios de 2014 y 2020 en tiempo seco y tiempo lluvias.

Cuenca Salitre

Para la cuenca del Salitre, se tiene como resultado que para la situación actual llegarían a la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) Salitre, un caudal medio residual de 4,17 m

3/s y un

máximo horario incluyendo infiltraciones de 10,93 m3/s. Teniendo en cuenta lluvias con tiempo de

retorno de 10 años en las subcuencas combinadas (Chico-Rionegro, Salitre Bombeo, Las Delicias, La Vieja y algunas áreas aferentes a Salitre Gravedad) se tendría un caudal de 13,5m

3/s.

Cuenca Fucha

Para la cuenca del Fucha, se tiene como emisario final al Interceptor Fucha Tunjuelo (IFT) el cual se encarga de recoger todo el caudal residual de la cuenca y transportarlo hacia el Interceptor Tunjuelo Canoas (ITC) que finalmente transportará los caudales hacía la Planta de Tratamiento Canoas. El IFT recibe al inicio el caudal del Interceptor Izquierdo del Fucha (IIF) el cual a su vez recibe de los Interceptores Fucha Medio, Boyacá, Kennedy, Interceptor del Sur y Fontibón. Los interceptores Fucha Medio y Boyacá transportan todo el caudal resultante de subcuencas sanitarias y combinadas de aguas arriba. Luego del Pondaje La Magdalena, el IFT recibirá caudales del Interceptor Zona Franca y aguas abajo recibe caudales de los interceptores Cundinamarca y Tintal-Cundinamarca Sur.

Como resultado del diagnóstico, se tiene que para la situación actual, llegaría al pozo inicial del ITC un caudal medio residual de 4,96 m

3/s y un máximo horario incluyendo infiltraciones de

13,44m3/s.

Para el escenario de tiempo de lluvias con funcionamiento de alivios en las subcuencas combinadas aguas arriba, el interceptor Fucha Medio entrega un caudal diluido de alrededor de 10.6 m

3/s en el primer pozo del IIF y el interceptor Boyacá un caudal diluido de alrededor de 8.8

m3/s en el segundo pozo del IIF. La suma de estos dos caudales supera el valor de 16 m

3/s con el

cual el pondaje de La Magdalena ya comienza a amortiguar caudal. Bajo este escenario y con el funcionamiento del Pondaje La Magdalena, se tiene que llegar a un caudal de 19,37 m

3/s al inicio

del ITC.

Cuenca Tunjuelo

En la cuenca del Tunjuelo, se tiene como eje principal de drenaje de aguas residuales el Interceptor Tunjuelo Alto Derecho, Tunjuelo Medio y Tunjuelo Bajo el cual inicia justo después del Tanque de Amortiguación existente en el Tunjuelo Medio. Adicional a las áreas de drenaje propias, a dichos interceptores principales, drenan también varias subcuencas a lo largo de su recorrido como Chiguaza, Tunjuelo Alto Izquierdo, San Benito, Limas, Candelaria, San Bernardino y Bosa. El Interceptor Tunjuelo Bajo (ITB) finalmente entrega el caudal transportado al pozo inicial del ITC, para luego ser transportado a la futura Planta de Tratamiento de aguas residuales Canoas.

Como resultado del diagnóstico, se tiene que para la situación actual, llegaría al pozo inicial del ITC un caudal medio residual de 2,2 m

3/s y un máximo horario incluyendo infiltraciones y

conexiones erradas de 7,1 m3/s. Bajo este escenario de conexiones erradas según lo

recomendado por el RAS (0.1 l/s/ha), el tanque de amortiguación el cual fue modelado, no genera ningún efecto en la red pues no ingresa caudal al mismo; sin embargo, es pertinente aclarar que de acuerdo al conocimiento que se tiene del sistema –obtenido en buena medida por mediciones realizadas en la red, los caudales de conexiones erradas pueden copar la capacidad de los



16

interceptores existentes, por lo cual sí se espera la operación del tanque una vez entre en funcionamiento el sistema Tunjuelo Bajo.

Según el diagnóstico realizado, el Interceptor Tunjuelo Canoas (ITC), encargado de transportar las aguas residuales provenientes de las cuencas sanitarias de Fucha, Tunjuelo y Soacha hacia la futura PTAR Canoas, transporta un caudal medio residual para la condición actual de 8,4 m

3/s y un

caudal máximo horario incluyendo conexiones erradas, infiltraciones y el funcionamiento de estructuras de alivio en las subcuencas combinadas de 29,9 m

3/s.



17

4.3.4 Resultados red pluvial

Para la red pluvial, el diagnóstico muestra en general que para los escenarios de lluvias con Tr 10 años, los conductos cerrados tienen capacidad hidráulica suficiente. Algunos tramos quedan sumergidos por el nivel resultante en el canal receptor; este caso se presenta especialmente en varios interceptores de la cuenca del Río Fucha. Como casos importantes a resaltar de colectores con falta de capacidad hidráulica, se tiene el colector quebrada Santa Ana en la subcuenca de Córdoba y el colector Granada en la subcuenca del Canal Cundinamarca.

El resumen de los resultados presentados a continuación fue obtenido al realizar el diagnóstico hidráulico de las redes de alcantarillado pluvial para eventos de lluvia con periodo de retorno de 10 años. La Tabla 4-2 presenta, para los conductos cerrados, la longitud de la red en metros para cada subcuenca discriminada por rangos de capacidad remanente.

Tabla 4-2 Capacidad remanente de las subcuencas pluviales


Fucha Fucha 2870 10183 12706 25758

Salitre

Cordoba 1938 6395 17539 25872

Jaboque 29 177 571 778

La Conejera 118 1635 3793 5546

Salitre 854 3503 3282 7640

Suba 548 3205 8898 12651

Torca 121 1758 7553 9431

Tunjuelo

Cundinamarca 3707 6850 18030 28587

Tibanica 122 2243 8058 10424

Tunjuelo Bajo 1038 2185 10931 14154

Total general 11345 38134 91362 140841

Se concluye que el diagnóstico de capacidad para lluvias con periodo de retorno de 10 años realizado a los conductos cerrados de la red pluvial indica que el 8% (11 km) de la red troncal evaluada (141 km) presenta capacidades remanentes entre 0 y 15%. En la Figura 4-2 se presenta de forma desagregada la condición de capacidad remante (referente a la relación de llenado y/d) de estas redes por subcuenca.



18

Figura 4-2 Capacidad remanente para conductos cerrados de alcantarillado pluvial – Lluvia Tr 10 Años



19

En el caso de canales, para el escenario de lluvias con Tr 10 y 25 años se muestra que no existe ningún rebose de agua por lo que se puede concluir que los canales tienen capacidad suficiente para transportar las demandas correspondientes; vale la pena resaltar que la modelación incluyó como condición de frontera el río Bogotá con obras hidráulicas planteadas por la CAR, las cuales permiten disminuir los niveles en el río receptor de las aguas lluvias de la ciudad de Bogotá. Para el escenario de lluvias con Tr 100 años, se presenta rebose de agua en 2 puntos correspondientes al canal Callejas a la altura de la calle 127 con avenida 9 y en el canal Cundinamarca a la altura descarga del canal Américas; los demás canales pueden transportar caudales para este periodo de retorno sin presentar reboses, en particular para los canales Fucha y Salitre.

La Tabla 4-3 presenta, para los canales, la longitud de la red en metros para cada subcuenca discriminada por rangos de borde libre para una lluvia con periodo de retorno de 25 años.

Tabla 4-3 Capacidad remanente de las subcuencas pluviales- Tr. 25

Cuenca Subcuenca Desborde 0,00 - 0,50 m 0,51 - 2,00 m > 2,00 m

Fucha Fucha 0 3285 16851 18199

Salitre

Córdoba 0 10 3258 15082

Jaboque 0 30 3755 4432

Salitre 0 76 6501 13821

Suba 0 0 0 1258

Torca 0 0 3744 6057

Tunjuelo

Cundinamarca 0 750 821 19691

Tibanica 0 13 605 585

Tunjuelo Bajo 0 3 940 2617

Total general 0 4167 36474 81743

En la Figura 4-3 se presenta de forma desagregada la condición de capacidad remanente de estas redes por subcuenca

La Tabla 4-4 presenta, para los canales, la longitud de la red en metros para cada subcuenca discriminada por rangos de borde libre para una lluvia con periodo de retorno de 100 años.

Tabla 4-4 Capacidad remanente de las subcuencas pluviales- Tr. 100

Cuenca Subcuenca Desborde 0,00 - 0,50 m 0,51 - 2,00 m > 2,00 m

Fucha Fucha 0 3885 19504 14947

Salitre

Cordoba 0 19 5080 13251

Jaboque 0 30 5280 2907

Salitre 0 620 8196 11582

Suba 0 0 317 942

Torca 0 0 4306 5496

Tunjuelo

Cundinamarca 7 745 819 19691

Tibanica 0 0 618 585

Tunjuelo Bajo 0 9 1507 2045

Total general 7 5307 45626 71445

En la Figura 4-4 se presenta de forma desagregada la condición de capacidad remante de estas redes por subcuenca.



20

Figura 4-3 Capacidad para canales alcantarillado pluvial – Lluvias Tr 25 Años



21

Figura 4-4 Capacidad para canales alcantarillado pluvial – Lluvias Tr 100 Años

Puntos de desborde.



22

5. PROGRAMA DE REHABILITACIÓN

El programa de rehabilitación contempla obras para el mejoramiento de capacidad hidráulica y de calidad del funcionamiento, en relación con el impacto ambiental, de los sistemas de alcantarillado sanitario, combinado y pluvial.

5.1 OBRAS PARA EL MEJORAMIENTO HIDRAULICO

5.1.1 Criterios de Diseño

El proceso de diseño se orientó a corregir las deficiencias de capacidad identificadas en el diagnóstico dotando los elementos de la red de la capacidad requerida en el intervalo 2014 – 2030.

Los criterios de diseño hidráulico utilizados fueron tomados de la Norma Técnica de Servicio 85 (NS-085) y del RAS 2000 y se muestran en la Tabla 5-1:

Tabla 5-1 Criterios de diseño NS-085 y RAS 2000.

Criterio Sanitario

Velocidad mínima Garantizar esfuerzo mínimo de 1,2 N/m^2 para el QMH (NS-085)

Garantizar esfuerzo mínimo de 1,5 N/m^2 para el QMH (RAS 2000)

Velocidad máxima (m/s)

Material Valor

Concreto fundido in situ (Box Culvert) 5

Concreto prefabricado (tuberías) 6

Gres vitrificado 5

PVC 9

GRP 4

Colectores de ladrillo 3

Dimensionamiento

Se debe determinar suponiendo que el caudal a tubo lleno sea igual o mayor que el caudal de diseño y además se deben obtener relaciones de llenado de:

85 % para conductos con sección transversal circular

90 % para conductos con sección transversal rectangular

Diámetros mínimos Diámetro nominal mínimo permitido en redes es de 200 mm

Profundidad mínima a cota clave

En zonas verdes es de 0,75m y en vías es de 1,2m

Profundidad máxima a cota clave

5 m aunque puede ser mayor

Para el diseño de las tuberías de salida residual de los alivios, no se tuvo en cuenta la relación de llenado del 85%, pues por el mismo funcionamiento hidráulico del alivio, la tubería puede presurizarse y no cumplir la relación de llenado Y/D.

Con el fin de solucionar problemas de capacidad hidráulica de las redes localizadas aguas abajo de los alivios y mejorar la condición de saneamiento, a los alivios se les deberá realizar las modificaciones necesarias para que funcionen de manera que cuando el nivel del agua se encuentre justo en la cresta del vertedero, por la tubería residual pase un caudal equivalente a 5 veces el caudal medio sanitario del 2030 y cuando se presente el caudal pico en la estructura, por la tubería residual pase un caudal equivalente a 7 veces el caudal medio sanitario del 2030.



23

Para los casos en que después de realizar modificaciones en el alivio aún sigan pasando más de 7 Qm, pero que las tuberías tengan capacidad hidráulica suficiente, se decidió dejar pasar ese caudal y no generar mayores costos o impactos.

5.1.2 Obras Sistema Sanitario – Combinado

El proceso de diseño en cada una de las subcuencas estudiadas fue planteado como resultado del proceso de diagnóstico y del estudio de diferentes alternativas, seleccionando la opción óptima de la relación entre la operación hidráulica y el costo asociado a la misma. Adicionalmente se tuvo en cuenta en el planteamiento de alternativas, la tecnología de construcción y los materiales de las tuberías a instalar, con el fin de obtener los menores costos posibles.

Con los resultados obtenidos en el diagnóstico, se realizaron diseños detallados, básicos y de factibilidad, dependiendo el nivel de priorización que se planteó para las diferentes subcuencas. La presente consultoría consideró prioritario realizar diseños detallados y básicos en aquellas subcuencas en las que se ha presentado un proceso acelerado de re densificación o bien en aquellas sub-cuencas en las que las redes son más antiguas (en el centro de la ciudad) y para las demás se realizaron diseños de factibilidad. Es importante que la EAB-ESP haga su mayor esfuerzo por poder atender inicialmente estas subcuencas priorizadas con diseños detallados y básicos pues de ellos depende en buena medida el adecuado funcionamiento hidráulico de la red troncal de alcantarillado.

5.1.2.1 Diseño detallado

Los diseños detallados se realizaron para las subcuencas Calle 22, CAN, Ejido, San Agustín, Comuneros-Américas y Norte Callejas. En estas subcuencas, de acuerdo con los trazados definidos para la rehabilitación, se realizó un levantamiento topográfico, así como unas investigaciones geotécnicas.

En resumen, en la Tabla 5-2 se presentan las longitudes diseñadas y la tecnología a usar para los trabajos a nivel de diseño detallado.

Tabla 5-2 Longitud diseñada a nivel de diseño detallado.

Subcuencas Tecnología Longitud diseño (m)

Diseños detallados

Calle 22 Tubería en zanja 590

Reparaciones puntuales 4 tramos

CAN Tubería en zanja 3944

Tubería en túnel liner 1211

Ejido Tubería en zanja 117


Norte callejas Tubería en zanja 6328

San Agustín Tubería en zanja 78


Comuneros Reparaciones puntuales 2 tramos

Total 12269

Adicional a las redes diseñadas se diseñaron estructuras importantes como alivios y sifones.



24

Tabla 5-3 Estructuras diseñadas a nivel de detalle.

Subcuencas Alivios Sifones

Diseños detallados

Calle 22 1 0

Can 1 1

Ejido 2 0

5.1.2.2 Diseños básicos

Considerando las prioridades establecidas se realizaron diseños básicos a las subcuencas Arzobispo-Galerías, Bombeo Salitre, Chico Rio Negro, Fucha Alto, Salitre Gravedad y San Francisco que presentaron problemas de capacidad hidráulica en alrededor de 25,6 km de redes.

En general, en las subcuencas combinadas se procedió a realizar modificaciones en las estructuras de alivio, las cuales debieron ser modificadas en su totalidad en varios casos y en algunos se realizaron modificaciones puntuales (cambios en la configuración del vertedero o de los conducto de salida, ajustes a la configuración del fondo, etc.). La modificación de las estructuras de alivio permitió en las subcuencas combinadas mejorar el funcionamiento hidráulico de la red y mejorar el componente ambiental, reduciendo las descargas de aguas residuales a los cuerpos de agua receptores. En resumen, en la Tabla 5-4 se muestra la cantidad de estructuras modificadas por subcuenca.

Tabla 5-4 Estructuras diseñadas a nivel básico

Subcuencas Alivios

Diseños Básicos

Arzobispo Galerías 7

CAN 1

Salitre Bombeo 3

Chico Rio Negro 7

Salitre Gravedad 1

Fucha Alto 5

Adicionalmente a la modificación de estructuras de alivio, se realizó el diseño de rehabilitación de los tramos que aún con el buen funcionamiento de los alivios presentaban problemas de capacidad, siempre buscando la mejor alternativa desde los puntos de vista hidráulico, operativo, de menor impacto social y de menor costo.

Para el caso de subcuenca San Francisco, la cual es netamente sanitaria, se plantearon diseños de rehabilitación de 4,3 km de redes debido a problemas tanto estructurales como de capacidad hidráulica.

En la Tabla 5-2 se presentan las longitudes diseñadas y la tecnología a emplear partiendo del diagnóstico realizado y de las evaluaciones específicas realizadas a cada una de las subcuencas.

Tabla 5-5 Resumen longitud diseñada para los trabajos a nivel de diseño básico

Diseños básicos

Arzobispo galerías Tubería en zanja 7903


Bombeo salitre Tubería en zanja 2609

Tubería en pipe jacking 69



25

Chico rio negro Tubería en zanja 3444


Fucha alto Tubería en zanja 85

Salitre gravedad Tubería en zanja 368


San francisco Tubería en zanja 4323


Total 25584

5.1.2.3 Diseños de factibilidad

Para varias de las demás subcuencas se planteó la rehabilitación de redes con falta de capacidad hidráulica, el realce de pozos y en especial para las subcuencas de Albina y Rio Seco varias modificaciones a los alivios debido a su mal funcionamiento.

Tabla 5-6 Estructuras diseñadas a nivel factibilidad

Subcuencas Alivios

Diseños Factibilidad

Albina 12

Rio Seco 6

En la Tabla 5-7 se presenta el resumen de las longitudes diseñadas y la tecnología a usar para los trabajos a nivel de diseño de factibilidad.

Tabla 5-7 Resumen longitud diseñada a nivel de factibilidad

Diseños de factibilidad

Albina Tubería en zanja 6878

Boyacá pluvial Tubería en zanja 11490

Boyacá sanitario Tubería en zanja 2423

Cafam Tubería en zanja 463

Río seco Tubería en zanja 2219

Suba - tibabuyes Tubería en zanja 636

Cedro – la Uribe Tubería en zanja 418

Córdoba Tubería en zanja 533

Garcés navas - Bolivia

Tubería en zanja 1338


Molinos Tubería en zanja 5696

Pinos Tubería en zanja 910

San marcos Tubería en zanja 86

Tabora - bonanza Tubería en zanja 767

Total 34021



26

5.1.2.4 Costos

Los diseños realizados permitieron estimar el costo de la obra civil, el impacto urbano y el AIU de las obras a implementar en cada una de las subcuencas. En la Tabla 5-8 se presentan los costos globales de las obras a implementar y un estimativo de los costos de diseño para llevar las obras a un nivel de detalle en los casos en que se requiera.

Para estimar el costo total se utilizaron las cantidades de obras producto del diseño, los precios unitarios de la base de datos del Sistema de Avalúo de Infraestructura (SAI) actualizado al 2015 y la resolución 1227 del 2009 que permite obtener los topes del AIU de acuerdo con el monto total de las obras y la duración de la misma y la resolución 342 del 2009, que permite cuantificar el valor de los servicios profesionales requeridos para el desarrollo de los trabajos.

Tabla 5-8 Costos de diseño de interceptores para las subcuencas sanitarias y/o combinadas

Subcuenca Costo Obra Millones Costo Diseño Millones Costo Total Millones

Diseño detallado

Americas Comuneros 130 0 130

Calle 22 7488 0 7488

Can 38555 0 38555

Ejido 743 0 743

Norte Callejas 18482 0 18482

San Agustín 1522 0 1522

Total 66920 0 66920

Diseños básicos

Arzobispo Galerías 38218 1992 40209

Bombeo Salitre 13889 2083 15972

Chico Rio negro 21565 1224 22789

Fucha Alto 2191 327 2518

Salitre Gravedad 69597 10440 80036

San Francisco 23188 1120 24308

Total 168647 17186 185833

Diseños de factibilidad

Albina 22864 3430 26293

Boyacá Pluvial 22577 0 22577

Boyacá Sanitario 6781 0 6781

Britalia 58 9 67

Cafam 764 115 878

Candelaria Nueva 2 0 3

Compartir 47 7 54

Encor 110 16 126

Kennedy 65 10 75

Las Mercedes 56 8 64

Limas 29 4 34

Río Seco 5310 797 6107

San Bernardino 128 19 147

Suba - Tibabuyes 1250 188 1438

Tunjuelo Bajo 4 1 5

Tunjuelo Medio 94 14 108

Bosa 139 21 160

Cedro – La Uribe 592 89 681

Chigüaza 49 7 57

Ciudadela Colsubsidio 22 3 26



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Subcuenca Costo Obra Millones Costo Diseño Millones Costo Total Millones

Córdoba 688 103 791

Cortijo 11 2 13

Cundinamarca - Tintal 141 21 162

Fontibón 339 51 389

Garcés Navas - Bolivia 3355 503 3858

Molinos 11327 1699 13026

Pinos 2483 397 2880

San Marcos 628 94 722

Tabora - Bonanza 2358 354 2712

Torca 76 11 88

Tunjuelo Alto 56 8 64

Tunjuelo Alto Izquierdo 94 14 108

Total 82498 7996 90494

5.1.3 Obras Sistema Pluvial

El proceso de diseño en cada una de las subcuencas pluviales estudiadas fue planteado como resultado del proceso de diagnóstico y del estudio de diferentes alternativas, seleccionando la opción óptima teniendo en cuenta la relación entre la operación hidráulica y el costo asociado a la misma. Adicionalmente se tuvo en cuenta en el planteamiento de alternativas la tecnología de construcción y los materiales de las tuberías a instalar, con el fin de obtener los menores costos posibles. Con los resultados obtenidos y el análisis de alternativas se procedió a realizar los diseños de factibilidad que se resumen a continuación, dichos diseños contemplan obras como cambios de tuberías y rehabilitación por tecnología CIPP.

5.1.3.1 Diseño

En la Tabla 5-9 se presentan las longitudes diseñadas a nivel de factibilidad para los colectores de las cuencas pluviales.

Tabla 5-9 Longitud diseñada a nivel de diseño de factibilidad – cuencas pluviales

Cuenca Subcuencas Actividad

Cantidad Diseño (m)

Diseño de Factibilidad

Cuenca Fucha Fucha Revestimiento en cipp 315


Cuenca Tunjuelo Tunjuelo Revestimiento en cipp 1506


Cuenca salitre

Conejera Tubería en zanja 200

Córdoba

Revestimiento en cipp 443



Suba Revestimiento en cipp 185

Total 6213

5.1.3.2 Costos



28

El costo de las obras para mejorar el funcionamiento hidráulico de los colectores troncales se presenta en la Tabla 5-10.

Tabla 5-10 Costos para las subcuencas pluviales

Cuenca Subcuenca Costo Obra Millones Costo Diseño Millones Costo Total Millones

Fucha Fucha 5383 807 6190

Tunjuelo Tunjuelo 37353 5603 42956

Salitre

Conejera 981 147 1128

Córdoba 4436 665 5101

Suba 925 139 1064

Total 49077 7362 56439

La ejecución de las obras anteriormente descritas permite mejorar el comportamiento hidráulico de las redes troncales del sistema de alcantarillado pluvial, combinado y sanitario para la proyección de la demanda hasta el año 2030 y eventos de lluvias con periodos de retorno de 10 años.

5.2 OBRAS PARA EL MEJORAMIENTO AMBIENTAL

5.2.1 Interceptores para saneamiento de quebradas

El crecimiento urbano de la ciudad sin un desarrollo adecuado de redes de drenaje y la existencia de sistemas de drenaje sanitario con vertimientos a los cuerpos de agua, generan un problema ambiental para estos hidrosistemas naturales y de salud pública para los residentes en las márgenes de la quebrada.

Se propone utilizar como esquema para el saneamiento de quebradas, la construcción de redes paralelas a las mismas –interceptores sanitarios- con el fin de capturar los caudales residuales que se puedan estar actualmente entregando al cauce.

Se identificó que en la cuenca alta del Rio Tunjuelo se presenta la mayor cantidad de quebradas contaminadas que requieren interceptores. Las quebradas seleccionadas para los diseños de factibilidad se presentan en la Tabla 5-11 y en la Figura 5-1 se muestra esquemáticamente el trazado de los diseños realizados.

Tabla 5-11 Quebradas objeto de estudio

Quebrada Sistema

Quebrada Chigüaza / Quebrada Vidriera

Chigüaza Quebrada Agua monte

Quebrada Los Toches (Paseíto)

Quebrada Hoya del Ramo / La Fiscala Hoya Del Ramo

Quebrada Santa Librada

Quebrada Yomasa Yomasa

Quebrada Chuniza Chuniza

En la Tabla 5-12 se presentan las longitudes de diseño y los costos de construcción de los interceptores analizados.

Tabla 5-12 Longitudes y costos de los interceptores

Quebradas Longitud diseñada

Diámetros de diseño

Costos



29

(m) ( " ) COP

Millones

Chuniza 48 12 75

Yomasa - San Pedrina 236 8 268

Hoya del Ramo – La Fiscala

1207 8 - 10 1604

Chigüaza 1323 8 - 14 1986

Aguamonte 240 8 402

Los Toches 143 8 - 10 256

TOTAL 3196 4590

Los diseños de los interceptores planteados para el saneamiento de las quebradas objeto de estudio contemplan una longitud total de 3.2 km desarrollados con diámetros entre 8” y 14”, se estima que dichas obras tendrían un costo de aproximadamente $ 4 590 millones.



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Figura 5-1 Diseños a nivel de factibilidad de interceptores para el saneamiento de quebradas


INFORME EJECUTIVO– PLAN MAESTRO DE ALCANTARILLADO REV. 1, 05-04-2016 PMAA-DI-278_rev. 1

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5.2.2 Factibilidad del proyecto de separación adecuada de caudales

El proceso de separación de caudales es realizado a través de estructuras de alivio, con las cuales se busca lograr una operación apropiada del alcantarillado permitiendo que no lleguen a la PTAR caudales adicionales y por otro lado evitando que el agua con mala calidad ingrese a canales o cuerpos de agua, generando contaminación.

En Bogotá se observa que el sistema combinado de alcantarillado se encuentra concentrado en la zona centro-oriental de la ciudad, siendo apenas un 14% del total de la red, y contando en su longitud con 47 estructuras de alivio en la cuenca del río Fucha y 51 en la cuenca del río Salitre.

Adicionalmente al estudio de las estructuras de alivio, el análisis sobre separación adecuada de caudales incluyó también un análisis conceptual sobre separación de las redes combinadas en los sectores que carecen de un eje de drenaje pluvial, como lo son los canales; esto se analizó tomando un caso de estudio específico, correspondiente al colector San Blas de la sub-cuenca Fucha Alto.

5.2.2.1 Análisis de Estructuras de Alivio

Para llevar a cabo el análisis del estado operativo y funcional de los alivios en Bogotá, se realizó un inventario actualizado de las estructuras existentes en la ciudad, que incluyera su ubicación geográfica, las dimensiones propias de la estructura y los diámetros de los conductos de entrada y salida. A partir de esta información se construyó una base de datos que será útil para mantener un control sobre estas estructuras por parte de la EAB-ESP.

Posteriormente, se procedió a diagnosticar el nivel de dificultad que presentan las estructuras de alivio para acceder a su interior y desarrollar labores de mantenimiento, enfocando este análisis desde dos perspectivas: accesibilidad y facilidades para limpieza y mantenimiento.

Se recomienda la inclusión de medidas estructurales en los alivios para controlar la contaminación hacia los canales abiertos y posibles obstrucciones en los sistemas sanitarios, y garantizar las facilidades para llevar a cabo las labores de limpieza y mantenimiento.

Después de realizar el diagnóstico previamente descrito, se desarrolló la estimación de costos mostrada en la Tabla 5-13, los cuales consideran la implementación de las pantallas, las rejillas y el arreglo e instalación de las escaleras a aquellos alivios que no cuentan con dichas estructuras.

Tabla 5-13 Costos Estimados de Rehabilitación de Estructuras de Alivio

Descripción Costo Estimado Millones($COP)

Construcción de Pantallas 136

Implementación de Rejillas 371

Instalación de Escaleras 8

Costo Total 515

Una vez fueron analizadas las estructuras de alivio a nivel de rehabilitación, se procedió a analizarlos en términos de la calidad del agua que es vertida como parte de su operación.

El criterio de diseño fundamental de las estructuras de alivio es la dilución a partir de la cual se realiza el vertimiento hacia canales. A nivel mundial este criterio de diseño oscila entre 2Qm y 10Qm, dependiendo de la legislación de cada país. Por su parte, en Bogotá se adoptó un criterio de diseño de 5Qm (dilución de una parte de aguas residuales por cuatro partes de aguas lluvias), el cual puede considerarse equivalente a un tratamiento secundario (eficiencia de remoción del 85%).



32

Sin embargo, al considerar el efecto del Primer Lavado la interacción entre las cargas contaminantes en los alivios se modifica, alterando así la calidad del agua que es vertida hacia los canales, y siendo muy importante considerar este efecto en la operación de la estructura.

En el marco de este proyecto se adoptó la definición del Primer Lavado en donde este volumen corresponde al primer 30% del volumen de agua lluvia que cae sobre la cuenca de análisis. Sin embargo, este fenómeno es propio de cada región, identificando así la necesidad de llevar a cabo una rigurosa medición de la calidad del agua en las estructuras de alivio para así poder hacer un análisis más detallado de la operación de las estructuras de alivio bajo estas condiciones de contaminación del agua.

Como resultado de lo anterior, se concluyó que se requieren importantes esfuerzos de medición y monitoreo en el sistema, de manera que se obtengan datos confiables de cantidad y calidad de agua en los distintos puntos de interés. Una vez hechas estas mediciones, y a partir de la estimación de cargas contaminantes entregadas a plantas y a canales se podrán realizar ejercicios de valoración de impactos del funcionamiento de cada alivio; se considera que estos ejercicios de valoración deben realizarse desde dos puntos de vista: simulación continuada de calidad de agua en los canales y evaluación de costos asociados a la separación de caudales.

En los análisis a realizar es importante tener en cuenta que a mayor capacidad de retención / direccionamiento de las aguas del primer lavado al sistema sanitario, menor vertimiento de caudales con algún grado de contaminación a canales, pero también mayores costos de operación en las plantas de tratamiento. También debe tenerse en cuenta que a menor vertimiento a canales podrán obtenerse mejores calidades de agua en ellos pero también se obtendrán menores caudales. Todos estos aspectos deben balancearse a partir del conocimiento del funcionamiento real del sistema, obtenido a partir de mediciones confiables de cantidad y calidad de agua.



33

5.2.3 Manejo de conexiones erradas

Uno de los problemas actuales que afronta la EAB-ESP, son las conexiones erradas, entendiéndose estas como la contribución adicional de agua debido al aporte de aguas sanitarias en la red de aguas pluviales o viceversa.

Las conexiones erradas generan contaminación y problemas ambientales, deteriorando la calidad del agua, produciendo malos olores y emisión de gases, reduciendo las eficiencias de remoción en las plantas de tratamiento, ocasionando daños en las estructuras de alcantarillado y disminuyendo la capacidad hidráulica disponible lo que a su vez genera colmatación de tuberías.

De acuerdo con los diagnósticos previos el fenómeno de las conexiones erradas puede estarse presentando de manera significativa en todas las sub-cuencas con alcantarillado de tipo separado de la ciudad de Bogotá.

Se estructuró un plan para identificar y corregir las conexiones erradas del sistema sanitario al sistema pluvial y para la corrección de las conexiones erradas del sistema pluvial al sistema sanitario de la ciudad de Bogotá estableciendo las principales líneas de actuación a seguir en el corto, medio y largo plazo por la EAB-ESP.

5.2.3.1 Conexiones erradas del sistema sanitario al sistema pluvial

Para la corrección del problema de las conexiones erradas, en el presente Plan Maestro, los criterios de priorización considerados fueron los siguientes:

Beneficio al río Bogotá: priorizar las acciones que benefician en mayor grado el río Bogotá.

Beneficio a la comunidad: priorizar las acciones que benefician un mayor número de personas.

Tiempo: priorizar las acciones que requieren menor tiempo para su implementación.

Confiabilidad: priorizar las acciones cuyos resultados pueden ser más confiables.

Costos: priorizar las acciones de menor costo.

Al articularse el criterio de reducción de costos con los dos primeros ítems de la lista, que corresponden a beneficios, se obtiene un criterio de maximización de la relación beneficio / costo. Estos criterios podrán aplicarse en cada etapa de trabajo que vaya a emprenderse y en cada acción particular.

Se prioriza las intervención en redes troncales en las que se estén presentando caudales elevados por efecto de las conexiones erradas.

Las acciones a ejecutar en el corto plazo están enfocadas en evitar los vertimientos de caudales contaminados a los ríos, canales y humedales, generados en las descargas pluviales que han sido identificadas como aquellas más contaminantes.

Esta etapa se orienta prioritariamente a la aplicación de obras en la red que permiten capturar los caudales de tiempo seco (caudales residuales) antes de ser descargados a los cuerpos de agua y re-direccionarlos a la red sanitaria. Se han considerado 30 puntos que, de acuerdo con los inventarios realizados, son los que más contaminan las corrientes en donde se encuentran.

Para estas descargas se ha realizado un diagnóstico para evaluar la factibilidad de plantear estructuras en la red para captura y re-direccionamiento de los caudales residuales. Se ha concluido que en 23 de las 30 descargas la implementación de las estructuras es factible; en las 7 descargas restantes se plantea el desarrollo prioritario de procesos de identificación y corrección en el origen.



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Tabla 5-14 Cantidad de descargas de la red troncal pluvial a atender en el corto plazo

Eje de drenaje

Cantidad de descargas prioritarias

Atención mediante

Estructuras en la red

Identificación / corrección en el origen

Canal Torca 4 4 -

Río Salitre 5 4 1

Río Fucha 18 12 6

Río Tunjuelo 2 2 -

TOTAL 30 23 7

Las acciones a mediano plazo contemplan dos propósitos principales, a) continuar con la corrección de los puntos de descarga de agua sanitaria transportada en la red pluvial o red sanitaria y cuya disposición final se hace hacia la red de drenaje del alcantarillado pluvial construida en la ciudad de Bogotá, y b) continuar con la prevención para evitar que se sigan presentando conexiones erradas.

Se contempla la atención aproximada de 100 descargas que generan vertimientos contaminantes importantes pero menores a los de corto plazo.

La atención a todas las descargas contempladas para el mediano plazo debe incluir una evaluación de la factibilidad de implementar obras en la red para captura y re-direccionamiento de caudales residuales, y con base en esta se establecerá cuáles descargas pueden ser atendidas de esta forma y cuáles se atenderán mediante un proceso priorizado de identificación y corrección en el origen.

El costo para el desarrollo de las obras propuestas es de $ 1.718.721.000.

5.2.3.2 Conexiones erradas del sistema pluvial al sistema sanitario

Para la problemática de conexiones erradas del sistema pluvial al sanitario, se propuso un plan que se centra en plantear acciones y estrategias para darle un manejo adecuado al problema de las conexiones erradas en los interceptores sanitarios.

Estas acciones corresponden al diseño de obras en interceptores troncales, que permitan capturar y re-direccionar los caudales de tiempo de lluvias (caudales de conexiones erradas) hacia canales y/o redes pluviales cercanas con el fin de reducir el caudal asociado a conexiones erradas presente en el sistema sanitario y que finalmente llegan a las PTAR.

Se debe desarrollar un proceso priorizado en el que se ataquen primero las zonas en las que se están generando mayores aportes de caudal asociados a conexiones erradas.

Se considera entonces fundamental un proceso con alto nivel de planeamiento, en el que los recursos disponibles se distribuyan eficientemente en actividades de (1) monitoreo, (2) inspección y (3) desarrollo de obras civiles.

Definición del tipo de intervención a realizar

Evaluación hidráulica del caudal con potencial de ser aliviado a canales. Este criterio es de suma importancia pues para el buen funcionamiento de las estructuras de separación se debe disponer de suficiente energía de flujo para realizar la descarga (la energía en la estructura de descarga debe ser mayor a la energía de flujo en el cuerpo receptor).



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Para las secciones transversales de interés (aquellas en las que se construiría la estructura de separación), se comparó la cota clave del interceptor a aliviar con el nivel del agua en el canal al que sería re-direccionado el caudal diluido.

Elección del plan de intervención de acuerdo con la evaluación hidráulica del caudal que puede ser aliviado en cada punto: - En los sitios en los que de acuerdo con la evaluación hidráulica resultaría posible realizar la

descarga al canal, se consideró la implementación de la estructura de captura y re-direccionamiento.

- En los puntos en los que de acuerdo con la evaluación hidráulica no resultaría posible realizar la descarga al canal, se consideró la implementación de un programa de identificación / corrección de conexiones erradas.

El plan está dividido en dos fases, una a desarrollar en el corto plazo (Fase 1) y otra a desarrollar en el mediano plazo (Fase 2).

En cuanto a las acciones a corto plazo, la Fase 1 se enfocó en el desarrollo de acciones en varios interceptores en los cuales la magnitud del problema se considera importante hoy en día y por lo tanto se requiere de manera urgente realizar un manejo y/o corrección de conexiones erradas pluviales.

En esta fase se busca generar el mayor impacto positivo en el manejo de conexiones erradas, en el menor tiempo posible y optimizar el uso de los recursos. Para poder generar este impacto, esta fase prioriza las acciones sobre los interceptores troncales finales de las distintas cuencas en los que podrán capturarse y re-direccionarse caudales importantes asociados a conexiones erradas, los cuales fueron seleccionados de acuerdo con el proceso descrito en el numeral anterior.

Las acciones consisten en implementar estructuras que permitan capturar los caudales diluidos asociados a conexiones erradas pluviales y re-direccionarlos a canales cercanos y/o tuberías de la red pluvial. Los volúmenes de agua con dilución mayor a 5 Qm (1 parte de agua residual- Qm en 5 partes totales), no requieren tratamiento y pueden ser vertidos a canales debido a sus características de calidad de agua y en los casos en los que la configuración geométrica de las redes sanitarias y pluviales y/o las condiciones hidráulicas no permitan el planteamiento de esquemas viables técnica o económicamente, se deberán implementar, dentro de la Fase 1, acciones de identificación y corrección de conexiones erradas en dichos puntos.

Luego del proceso de priorización, se consideraron 7 interceptores para la etapa de diseño de factibilidad de una estructura de separación y re-direccionamiento de caudales, de las cuales 3 pertenecen a la cuenca salitre, 3 a la cuenca Fucha y 1 a la cuenca Tunjuelo.

Los costos estimados de las obras civiles propuestas para los 7 puntos priorizados se resumen en la Tabla 5-15.

Tabla 5-15 Estimación costos estructuras de separación de caudales

Cifras en millones (COP)

Interceptor/estructura Costo directo

Costo diseño e

interventoría

Costo con AIU, diseño e

interventoría

Estructura de alivio interceptor los Pinos 183 23 252

Estructura de alivio interceptor San Marcos 482 60 663



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Estructura de alivio interceptor Córdoba 2144 268 2949

Adecuación estructura separación de caudales Boyacá 28 4 39

Adecuación estructura separación de caudales Fucha medio 28 4 39

Adecuación estructura separación de caudales Fontibón 1086 136 1493

Adecuación estructura separación de caudales Tunjuelo 122 15 167

TOTAL OBRA 4074 509 5601

La construcción y/o modificaciones de las 7 estructuras planteadas permitirían teóricamente aliviar hasta 28,4 m

3/s de caudal asociado a conexiones erradas en la ciudad de Bogotá.

En cuanto a las acciones a mediano plazo en la Fase 2, por su parte, se enfoca en el desarrollo de acciones de manejo y/o corrección a mediano y largo plazo que la EAB-ESP deberá seguir para atender interceptores en los que el problema de las conexiones erradas se presenta pero su magnitud es menor que en los puntos de Fase 1. De forma paralela, se requiere implementar medidas que permitan prevenir la aparición de nuevas conexiones erradas en el alcantarillado sanitario.

El desarrollo y la ejecución de las fases mencionadas anteriormente mejorarán el funcionamiento de la PTAR Salitre y en un futuro de la PTAR Canoas, ya que los aportes en eventos de lluvias tendrán que disminuir de manera considerable, además de garantizar que el agua escorrentía se transporte por los ejes pluviales y la disposición final se haga en las estructuras naturales y/o artificiales dispuestas para recibir dichas aguas.

5.3 OBRAS COMPLEMENTARIAS

5.3.1 Diseños detallados y de factibilidad de los interceptores de la sub cuenca Córdoba

Durante el desarrollo de los estudios a nivel de factibilidad del Plan Maestro de Alcantarillado en la sub-cuenca Córdoba, se evidenciaron problemas de estabilidad geotécnica en el canal Córdoba en el sector comprendido entre las calles 161 y 153 (Av. La Sirena).

Con base en el diagnóstico realizado se planteó la rehabilitación del interceptor derecho entre las calles 161 y 150, lo anterior buscando mejorar el estado operativo del interceptor y distanciarlo de zonas con inestabilidades geotécnicas. Para esta zona en particular se diseñaron a nivel de detalle 1.161,68 m del interceptor derecho del Córdoba y 4 cámaras especiales de conexión, para las cuales se proyecta la construcción de los mismos en dos etapas. Adicionalmente, buscando una solución integral a los problemas que se presentan en la zona de estudio, se planteó el diseño a nivel de prefactibilidad de 270,64 m del interceptor derecho y 509,46 m del interceptor izquierdo.

Las obras diseñadas a nivel de detalle tienen un costo de 5060 millones de pesos.



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Figura 5-2 Tramos diseñados interceptores Córdoba


INFORME EJECUTIVO PLAN MAESTRO DE ALCANTARILLADO REV. 1, 05-04-2016 PMAA-DI-278_rev. 1

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5.3.2 Diseños básicos estación bombeo – Pondaje La Magdalena

El diseño consistió en una estación de bombeo dentro del Pondaje La Magdalena. Al contar con esta estación de bombeo, la EAB-ESP podrá conectar las redes sanitarias aferentes al Interceptor Izquierdo del Fucha (IIF) las cuales actualmente entregan directamente al Canal Fucha. Al conectar estas redes, las aguas residuales serán transportadas hasta el Pondaje La Magdalena en donde mediante bombeo, serán devueltas al río Fucha cerca a la entrega al río Bogotá. El tramo que quedaría sin recibir los caudales sanitarios se muestra en la Figura 5-3.

Figura 5-3 Localización tramo saneamiento Canal Fucha

Esta obra permitirá que en época de verano, las aguas residuales que hoy van por el canal Fucha aguas abajo de la Avenida Boyacá, provenientes de los interceptores Boyacá, interceptor del Sur y Kennedy puedan ser conducidas por el interceptor izquierdo del Fucha y descargadas al pondaje La Magdalena a través de la estructura de vertimiento existente, para ser bombeadas hacia el canal Fucha, descontaminando aproximadamente 3000 m del canal.

El costo de 3024 millones de pesos, estimados a nivel de diseño básico, corresponde a las tuberías de conducción, la estructura de entrega al canal Fucha, la caseta de la estación de equipos electromecánicos, el anclaje para la tubería de impulsión, el sistema de supervisión y control estación de bombeo, el sistema eléctrico, el cárcamo y el acondicionamiento del pondaje.



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6. PROGRAMA DE MANEJO DE AGUAS LLUVIAS

El programa de manejo de agua lluvias se analizó desde los siguientes aspectos:

Estructuras de amortiguación

Generación de áreas verdes y de infiltración

Recuperación y renaturalización de los espacios del agua

6.1 PROYECTO DE FACTIBILIDAD PARA ESTRUCTURAS DE AMORTIGUACIÓN DE CAUDALES EN LOS SISTEMAS HÍDRICO Y DE ALCANTARILLADOS

Desde hace algunos años el concepto de drenar lo más rápido posible grandes volúmenes de agua hacia los ríos y canales; se ha empezado a cambiar y se ha hecho énfasis en los Sistemas Urbanos de Drenaje Sostenible (SUDS), los cuales tienen un enfoque de reducir los caudales de escorrentía producidos por eventos de tormentas, procurando infiltrar y amortiguar dichos caudales antes de que lleguen a los ríos y quebradas.

Los beneficios más importantes identificados de dichas estructuras son la reducción de riesgos de inundación en zonas servidas por redes de alcantarillado con eventuales deficiencias de capacidad, la reducción de necesidades de inversión en obras para rehabilitación de redes de alcantarillado con capacidad insuficiente y la reducción en la cantidad de descargas que se realizan a la red pluvial, en particular a canales, y mejoramiento de la calidad del agua de dichas descargas.

En el presente Plan Maestro se identificaron sitios en las subcuencas donde se puedan ubicar estructuras de retención o amortiguación de caudales, tales como zonas verdes, parques, predios de la EAB-ESP, zonas de ronda hídrica de ríos, entre otros. Luego de identificar los posibles sitios, se utilizaron unos criterios de selección y priorización, para esto se usaron imágenes satelitales de Bogotá y se hicieron visitas de campo con el fin de corroborar información.

Se definieron 5 ubicaciones para la implementación de estructuras de amortiguación de caudales: parque Campin, coliseo Campin, San Cristóbal, Tercer Milenio y Ciudad Montes. La información detallada se encuentra en el subproducto 6.1.3 que corresponde al informe del proyecto de factibilidad para estructuras de amortiguación de caudales en los sistemas hídricos y de alcantarillado de Bogotá

Se recomienda a la EAB-ESP seguir con la identificación y desarrollo de futuras intervenciones en pro de alcanzar los beneficios descritos anteriormente al ejecutar este tipo de estructuras de amortiguación de caudales.

6.2 PROGRAMA DE RECUPERACIÓN Y GENERACIÓN DE ÁREAS VERDES Y DE INFILTRACIÓN

La filosofía de los Sistemas Urbanos de Drenaje Sostenible es reproducir, de la manera más fiel posible, el ciclo hidrológico natural previo a la urbanización de las zonas en cuestión y minimizar los impactos del desarrollo urbanístico en cuanto a la cantidad y la calidad de la escorrentía.

El desarrollo urbanístico de una ciudad trae consigo una modificación al sistema de drenaje natural reemplazando áreas permeables por impermeables, canalización de corrientes naturales y pérdida



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de áreas de inundación aferentes y en diversas ocasiones, la pérdida de cuerpos de agua. Todos estos procesos han venido ocurriendo en Bogotá generando varios impactos negativos en el funcionamiento general del alcantarillado como el incremento de los caudales máximos en las redes existentes, aumento de los riesgos de inundación asociados a la operación de los elementos del sistema,iIncremento de los caudales a tratar en las plantas de tratamiento, el incremento de caudales derivados hacia canales y eventual vertimiento de mayores volúmenes contaminados a cuerpos de agua en general.

Conceptos de techos verdes / zonas de infiltración

Los techos verdes se definen como cualquier techo cubierto por algún tipo de sustrato o vegetación donde se busca la atenuación del volumen de escorrentía precipitado

En varias investigaciones se ha demostrado la capacidad de almacenamiento temporal de los excesos de escorrentía de las cubiertas verdes, en las investigaciones referenciadas se pudo establecer que el porcentaje de reducción de caudal promedio es del 70% .

Como empresa prestadora del servicio de acueducto y alcantarillado de la ciudad, la EAB-ESP deberá liderar individualmente o en colaboración con otras entidades distritales o nacionales la ejecución de programas de implementación de tecnologías SUDS y de zonas de infiltración en particular.

Para la implementación de programas de conformación de SUDS se propone crear incentivos tales como la financiación y subsidios para la construcción o adecuación, incentivos asociados a trámites y permisos previos a la construcción, flexibilidad de normas urbanísticas o incentivos asociados a la operación de los sistemas como la disminución de la tarifa del servicio o la prestación de servicios de mantenimiento.

También se propone crear mecanismos compulsorios como el condicionamiento de licencias de construcción y de servicios y multas por operación inadecuada de SUDS.

6.3 PROGRAMA DE RECUPERACIÓN Y RENATURALIZACIÓN DE LOS ESPACIOS DEL AGUA

El desarrollo de este programa se dividió en dos partes, una corresponde a la elaboración de un plan que prevea las acciones a seguir en la recuperación, renaturalización y preservación de los ríos en la ciudad de Bogotá que fluyen sobre canales de concreto en el área urbana, utilizando como casos de estudios los ríos Molinos y Fucha, y la segunda en la elaboración de un plan para la recuperación de quebradas que fluyen dentro del sistema de alcantarillado troncal, tomando como caso de estudio la quebrada La Vieja.

Debido al abandono, invasión o urbanización no planificada en bordes de los ecosistemas acuáticos, se ha aumentado la insostenibilidad de los ríos.

Se ve necesario proyectar y diseñar programas de recuperación y de integración del río en la ciudad y procurar el restablecimiento de las características hidráulicas, ecológicas, medioambientales y paisajísticas de los ríos.

Las intervenciones propuestas para la re-naturalización de los cauces que hoy fluyen sobre losas en concreto son la modificación de la superficie del cauce orientado a fomentar la conexión entre el sustrato y el cuerpo de agua y a proveer hábitat para las especies de fauna y vegetación y la generación de heterogeneidad geométrica e hidráulica en el cauce la cual está orientada a proveer diversidad de condiciones de hábitat para las especies de fauna y flora. Las medidas previstas para generar heterogeneidad geométrica e hidráulica en las condiciones existentes del corredor de



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las corrientes son (1) modificación del alineamiento del cauce de manera que a este se le incorpore sinuosidad (meandros) y (2) incorporación de obras en el cauce que permitan intercalar zonas de flujos rápido y zonas de flujo lento.

6.3.1 Río Fucha

Las alternativas de renaturalización del canal Fucha, mejoran las condiciones ambientales del corredor, propiciando la continuidad y enlace de los ecosistemas de los cerros orientales con la sabana de Bogotá y con el río Bogotá.

El espacio evaluado corresponde al corredor propio del río y las zonas de parques públicos aledaños al río. En el diseño detallado, se deberá evaluar la protección del río, involucrando todos los escenarios posibles, obras, sección, cobertura, para un evento mínimo asociado a un periodo de retorno de 100 años.

El en producto 6.3A de esta consultoría, que corresponde al informe de factibilidad de proyectos para recuperación de ríos y quebradas que fluyen sobre canales de concreto en el área urbana, se adelantó un esquema de factibilidad sobre la recuperación de este cauce.

6.3.2 Rio Molinos

La intervención del río Molinos se plantea para recuperar la naturalidad del cauce, sin la intervención en zonas que tengan alguna infraestructura o que a futuro vayan a ser construidas, por lo tanto la intervención se limita al espacio propio del canal y los parques públicos anexos al canal. La renaturalización del río Molinos pretende devolverle al río la capacidad de generar bienes y servicios ecológicos que permitan enriquecer el ecosistema del río.

En el diseño detallado, se evaluará la protección del río, involucrando todos los escenarios posibles, obras, sección, cobertura, para un evento mínimo asociado a un periodo de retorno de 100 años.

6.3.3 Recuperación de ríos y quebradas que fluyen dentro de los sistemas de alcantarillado

En la ciudad de Bogotá, el sistema de quebradas que interactúa con el entorno urbano está compuesto por cerca de 77 cuerpos de agua con una longitud acumulada de aproximadamente 207 km. La cuenca del Tunjuelo, con cerca de 36 quebradas, la mayoría de ellas fluyendo por su cauce natural hasta sus respectivas desembocaduras, es la cuenca con mayor número de quebradas afluentes. Sin embargo, el número de quebradas restantes que drenan las cuencas de los ríos Fucha, Salitre y Torca, aguas abajo del ingreso al perímetro urbano, drenan por los sistemas de drenaje pluvial y combinado.



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Se considera que con la implementación de obras para evitar el ingreso de caudales de las quebradas al sistema combinado se obtendrían los siguientes beneficios:

Beneficios en el sistema sanitario o combinado:

Optimización de la operación de plantas de tratamiento y reducción de los costos de tratamiento correspondientes.

La separación de los sistemas permitirá disponer de una capacidad adicional en los interceptores existentes por los que actualmente fluyen las quebradas, pudiendo reducir así las inversiones requeridas para la eventual ampliación de redes y el riesgo de sobrecargas en la red.

Beneficios en el sistema pluvial:

Al sumar caudales crudos a las corrientes pluviales receptoras se mejorará su calidad de agua, diluyendo progresivamente los posibles caudales provenientes de conexiones erradas del sistema sanitario al sistema pluvial.

Los cuerpos receptores dispondrán de caudales permanentes de aguas de buena calidad que aumentarán su valor ecológico, estético, contemplativo y recreativo del agua en los diferentes puntos de la ciudad.

La recuperación de los caudales de las quebradas supone un beneficio social asociado a la mejora de los valores estéticos, contemplativos y recreativos de los receptores pluviales de la ciudad; esto implica también la mejora de la percepción que se tiene de los receptores pluviales.

De incluirse en un programa integral de saneamiento, la metodología aportará a la mejora de la calidad del agua de todo el sistema hídrico de la ciudad.

6.3.3.1 Quebrada La Vieja

La quebrada se localiza en la localidad de Chapinero y cuenta con un sendero ecológico de aproximadamente 500 m desde su ingreso al perímetro urbano a la altura de la Avenida Circunvalar con Diagonal 70B hasta su ingreso al sistema combinado en la Calle 71 con Carrera segunda. Las intervenciones ambientales realizadas a la quebrada en la parte alta de su trazado urbano se constituyen como un baluarte para Bogotá en términos de protección de los espacios hídricos.

El caudal base de la quebrada La Vieja, se determinó a partir de los registros de caudales medios diarios de la estación quebrada La Vieja – Ventana Captación (suministrados por la EAB-ESP para el periodo disponible de información 1990-2013).

Se evaluaron dos alternativas de diseño, la primera corresponde a un línea expresa dentro del interceptor existente y la segunda corresponde a una línea expresa por un corredor alterno al existente.

Luego del análisis cuantitativo y cualitativo se pudo concluir que los costos de las alternativas podrían ser similares. Sin embargo las dificultades asociadas a la viabilidad constructiva de una y otra si son bastante diferentes. Teniendo en cuenta todos los diversos aspectos analizados, se recomienda la implementación de la Alternativa 2.

Seleccionada la alternativa se evaluaron diferentes trazados con el fin de determinar la alternativa óptima y se realizó el diseño de la solución planteada.

Las obras requeridas para la implementación de la alternativa seleccionada se presentan en detalle en el producto 6.3B de esta consultoría. La metodología planteada (ver Figura 6-1) así como los lineamientos definidos anteriormente pueden ser aplicables a quebradas como Los Toches



43

(Paseíto), Las Delicias, San Francisco y el Chicó, cuerpos de agua que hoy en día también fluyen dentro de las redes de alcantarillado y que suponen ser casos de estudio potenciales para poner en práctica la metodología planteada.

Figura 6-1 Esquema típico línea expresa por un corredor alterno



44

7. PROGRAMAS DE MONITOREO, OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO

7.1 PROGRAMA DE MONITOREO, SEGUIMIENTO Y CONTROL DE ALCANTARILLADO

El programa de monitoreo consiste en dar las directrices para la correcta toma de mediciones de nivel, caudal y calidad para la caracterización de diferentes objetivos que permite monitorear el comportamiento real del sistema de alcantarillado.

En la Tabla 7-1 se muestran los objetivos del Plan Maestro de Mediciones en cada uno de los sistemas de alcantarillado presentes en la ciudad de Bogotá, al igual que el grupo de objetivos según la etapa del estudio.

Tabla 7-1. Tabla objetivos de medicion PMM.

Ítem Objetivo Sistema Sanitario

Sistema Pluvial

Sistema Combinado

Grupo de Objetivo

Asociado al Sistema.

Obj1 identificación Caudales máximos X X X (1)

Obj2 Volúmenes diarios, semanales, mensuales y anuales de aguas servidas producidos por la

ciudad

X X (1)

Obj3 Medición de aguas de infiltración X X X (2)

Obj4 Determinación del Coeficiente de Retorno

X X (2)

Obj5 Determinación del factor de mayoración FM

X X (2)

Obj6 Medición de conexiones erradas X X X (1)-(3)

Obj7 Calibración del modelo hidráulico para el correcto análisis y estudio del sistema de

alcantarillado X X X (3)

Obj8 Caudales a la salida de los interceptores X

(1)-(3)

Obj9 Lluvias en la cuenca en estudio X X X (3)

Obj10 Medición de Alivios

X (1)-(2)-(3)

Obj11 Tiempo total de operación de la estructura de

amortiguación de caudales X

X (1)-(3)

Obj12 Caudal de entrada a la estructura de

amortiguación de caudales X

X (1)-(3)

Obj13 Volumen total manejado durante el tiempo en

operación de la estructura de amortiguación de caudales

X

X (1)-(3)

Obj14 Operación remota en función de nivel y/o caudal X

X (1)-(3)

Para realizar las mediciones en las estructuras de alivios el esquema de medición se recomienda

para tiempo seco cada dos semanas. Los tiempos recomendados parten del buen comportamiento y calidad de los datos capturados. Esta actividad es posible desarrollarla con equipos de medición que pueden ser rotativos en la medida que se cumpla con los tiempos y la calibración de la estructura.

Para tiempo de lluvias el esquema de medición de nivel y caudal que permita tener curvas de calibración de las variables de estudio se recomienda monitorear de manera simultánea los ductos de entrada y salida de caudal, para los niveles y caudales máximos. Para esto



45

se recomienda registrar mediciones manera permanente de tres estructuras de la cuenca Salitres y tres de la cuenca Fucha..

Dado que en las estructuras de alivio la operación está en función de la diferenciación de caudales residuales, primer lavado y caudales de lluvia, es necesario la medición de parámetros de calidad del agua que permitan tener correlaciones que ayuden a la caracterización de las aguas transportadas por el sistema de alcantarillado. Para esto es necesario en tiempo seco y tiempo de lluvias implementar mediciones de calidad de agua que permitan generar correlación de la variabilidad de la calidad de agua en función del nivel y/o caudal el tiempo de medición de calidad está asociado a las campañas de medición de nivel y caudal.

Se identificaron problemas en la captura de datos, esto debido a que los medidores utilizados por ser sumergibles se encuentra en contacto con aguas residuales, provocando que los sedimentos y otros materiales orgánicos entren en contacto con este, interfiriendo con la captura de datos.

Por esta razón se propone que los medidores de caudal utilicen tecnologías no sumergibles como son los de radar, especialmente en canales abiertos y equipos de medición de calidad del agua.

7.1.1 Proyecto Centro de Control Modelia

El Centro de Control de Modelia de la EAB-ESP cuenta con un software de control, supervisión y adquisición de datos (SCADA) desde donde se realiza la supervisión y control remoto del Sistema Matriz del Acueducto.

Se adelantó el diseño a nivel de factibilidad para la implementación del SCADA en el Centro de Control de Modelia de la Red Troncal de Alcantarillado, el cual incluye los siguientes resultados:

Planteamiento del modelo SCADA para la Red Troncal Sanitaria y Pluvial de las Cuencas Salitre, Fucha y Tunjuelo.

Planteamiento de procedimientos generales para la implementación del Sistema Integrado de Monitoreo en tiempo real de las Redes Troncales Pluviales y Sanitarias (Estaciones de bombeo, estaciones elevadoras y puntos de medición).

Planteamiento de los sistemas remotos de información necesarios para la implementación del SCADA de la red Troncal, incluyendo el procesamiento y análisis de los datos del Monitoreo en tiempo real, convirtiéndose en una herramienta de apoyo en la operación y con fines de proyecciones y simulación para escenarios de mantenimiento predictivo y operativo.

El objetivo del sistema SCADA del Alcantarillado será la de ser una herramienta en la operación de la Red Troncal de alcantarillado pluvial y sanitario de manera conjunta, centralizada y automática, aprovechando la capacidad instalada del Centro de Control de Modelia de la EAB-ESP, de tal forma que se tenga supervisión y control en tiempo real de las principales estructuras de la red:

Plantas de tratamiento de agua residual.

Estructuras de control: Estaciones de bombeo, estaciones elevadoras, compuertas, estructuras de bypass.

Estructuras de recolección: Interceptores, colectores, canales y ríos.

Otras estructuras. La implementación del sistema de alcantarillado en el SCADA existente gestionará la Red Troncal, manteniendo un control en las condiciones normales de operación para la recolección de aguas sanitarias y pluviales, respondiendo oportunamente a situaciones de contingencia. Además permitirá la supervisión permanente de los equipos, identificación de problemas con anticipación y prevención de situaciones de riesgo, manejo de emergencias y apoyo en la recuperación del sistema.



46

En el desarrollo del sistema SCADA del Alcantarillado para el Centro de Control Modelia se deben considerar al menos dos niveles de control para el manejo e interacción con las diferentes estructuras, estos niveles de control serán independientes y excluyentes entre sí con los modos de control descritos a continuación, que también deberán ser configurados en cada uno de los equipos.

Tabla 7-2 Niveles y modos de control para equipos integrados al SCADA Red Troncal

Nivel de control Modo de control

Descripción

Local – Desde el sistema de

control de cada estructura

Manual

Se deberá tener el manejo manual de los equipos por parte del operador desde la IHM local, inhibiendo el control desde los niveles superiores. Este modo de control se utilizará para condiciones de mantenimiento, pruebas y

puesta en servicio.

Automático

Se deberá tener control automático de los equipos desde el controlador local. Las rutinas de control y supervisión automáticas serán ejecutadas por el controlador de acuerdo con las filosofías de operación definidas en cada

estructura.

Remoto - Desde Centro de

Control Modelia

Manual

Se deberá tener el manejo manual de los equipos por parte del operador desde la estación de trabajo en la sala de control del Centro de Control

Modelia. El operador podrá dar órdenes directas para el funcionamiento de cada uno de los equipos que conforman las estructuras de la Red Troncal.

En este modo de control deben permanecer activos los enclavamientos locales que impidan operaciones erróneas.

Automático

Los equipos deberán ser controlados automáticamente según las filosofías de operación de la Red Troncal. El sistema SCADA generará comandos y

secuencias de operación hacia los controladores locales. Las filosofías de operación deberán ser establecidas de acuerdo con el

Manual de Operación y mantenimiento definido en el último Plan Maestro del Alcantarillado y a las políticas de operación de la EAB-ESP.

7.1.2 Manual de modelación y simulación

La modelación hidráulica del sistema de alcantarillado de Bogotá para el presente plan maestro se evaluó en la plataforma que la Empresa de Acueducto de Bogotá (EAB-ESP) maneja la cual corresponde al software SewerGems V8i, de la casa Bentley.

El software de modelación reúne una serie de características que permite estudiar el complejo sistema de alcantarillado de Bogotá, ya que permite una herramienta que integra componentes hidráulicos e hidrológicos, permitiendo identificar y estudiar diferentes fenómenos como rebose, sectores con falta de capacidad, operación de estructuras especiales, todo de una manera integrada.

Los principales componentes o elementos que permiten realizar la modelación son:

Cámaras de inspección (manhole).

Salidas o descargas de la red (outfall).

Secciones transversales (cross section).

Tuberías (conduit).

Canales (channel).

Cuencas aferentes a cámaras de inspección (catchment).

El programa de modelación permite representar el comportamiento de otras estructuras como vertederos, pondajes, tanques, estaciones de bombeo, sistemas a presión entre otros.

Con la modelación hidráulica es posible además, estudiar el comportamiento hidráulico y efecto que pueda llegar a atener en la red implementar actividades operativas, como:



47

Operar estaciones de bombeo dejando fuera de servicio alguna de las bombas que hacen parte de la estación.

Cambiar las características de operación de un vertedero.

Identificar la mejor hora para realizar operaciones de mantenimiento en la red de estudio.

Operar compuertas modificando sus aperturas en tiempo continuo.

El software permite estudiar diferentes fenómenos y escenarios que puedan llegar a presentarse en la dinámica propia del funcionamiento del sistema, estos escenarios que pueden llegar a presentarse implican actualizar la red de alcantarillado por las diferentes obras que se suelen adelantar, como cambios de material, diámetros, pendientes en tramos específicos y que es necesario evaluar en el modelo hidráulico integrado con el fin de establecer los efectos operativos que se pueden llegar a presentar.

De la misma manera el software permite agregar a modelo nuevas zonas de análisis o áreas aferentes y por ende permite agregar nuevos pozos, conductos o las estructuras que sean necesarias para el nuevo análisis.

7.2 ESTRUCTURA ORGANIZACIONAL

7.2.1 Organigrama Propuesto

El sistema troncal de alcantarillado termina con el tratamiento de las aguas residuales, se propone bajo la Gerencia Corporativa del Sistema Maestro, crear una Dirección específica que maneje las Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales del Salitre y Canoas.

La Dirección Red Troncal de Alcantarillado, se encargará del mantenimiento y operación del sistema de drenaje troncal de alcantarillado, se propone que además de las dos divisiones existentes, la creación de la División de Operación de Red Troncal, realizando ajustes en las funciones de las divisiones existentes. Ver Figura 7-1.



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JUNTA DIRECTIVA

GERENCIA GENERAL

GERENCIA COROPORATIVA DEL SISTEMA MAESTRO

DIRECCIÓN DE ABASTECIMIENTO

DIRECCIÓN RED MATRIZ

ACUEDUCTO

DIRECCIÓN RED TRONCAL

ALCANTARILLADO

DIRECCIÓN DE BIENES RAÍCES

DIVISIÓN DE PLANEACIÓN RED

TRONCAL

DIVISIÓN DE OBRAS CIVILES RED

TRONCAL

DIVISIÓN DE OPERACIÓN DE RED

TRONCAL

PMADesarrollo Estratégico

Monitoreo y Control

Modelación

Planificación

Mantenimiento Inspección Limpieza Reparaciones

Operación Manual Remota

Obras de Expansión

Obras de Rehabilitación

DIRECCIÓN PLANTAS DE

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

Figura 7-1 Estructura Organizacional Propuesta

El estimativo de personal y maquinaria y sus costos asociados, así como las funciones de cada dependencia y los programas operación y mantenimiento se presentan en detalle en los productos 5.2 y 5.3 de esta consultoría, correspondientes a los informes de operación y mantenimiento de alcantarillado.

7.3 VULNERABILIDAD

Como parte integral del Programa de Operación y Mantenimiento, y como una necesidad puntual identificada por la EAB-ESP, se realizó un análisis de vulnerabilidad de la red troncal de alcantarillado, el cual permitirá que la EAB-ESP cuente con una herramienta útil para definir prioridades de atención en la red de alcantarillado y por ende mejorar la operación integral del sistema.

Concretamente se realizó un análisis de riesgos a nivel exploratorio de la red troncal y un análisis específico para la cuenca del Tunjuelo.



49

7.3.1 ANÁLISIS DE VULNERABILIDAD RED TRONCAL DE ALCANTARILLADO

El alcance del análisis fue plantear una metodología para el análisis de riesgos a nivel exploratorio del Sistema Red Troncal priorizado, utilizando árboles de eventos que permitan identificar los principales elementos vulnerables del sistema, así como el riesgo asociado a los mismos.

Para el análisis se tuvo en cuenta los elementos normativos a nivel nacional y distrital que desarrollan la Gestión del Riesgo en la prestación de servicios públicos de acueducto y alcantarillado, tales como, la constitución política de Colombia, leyes 99, 142, 388, 1506, 1523 y resolución 1096 de 2000, decreto 423 de 2006, etc., las cuales se indican de manera detallada en el informe detallado entregado dentro de la presente consultoría.

Para la elección de la red a priorizar se realizó una evaluación multicriterio que se realizó un diagrama en donde se identificaron los colectores e interceptores de toda la red troncal y sus diámetros de entrega. Esta estructura permitió establecer la importancia en el sistema de cada uno de los colectores.

Otro criterio importante que se tuvo en cuenta fue el área de drenaje de las diferentes subcuencas de alcantarillado pluvial y de alcantarillado sanitario y/o combinado.

Se determinaron las redes que están influenciadas por las amenazas por inundación y remoción en masa de acuerdo con la superposición de la Red Troncal con los planos del POT 190 de 2004 y se determinó por parte de esta consultoría la Red Priorizada a la cual se le realizará el análisis de vulnerabilidad.

En la Figura 7-2 se presenta la red pluvial priorizada, y en la Figura 7-3 se presenta la red sanitaria y/o combinada priorizada.



50

Figura 7-2 Red Troncal Pluvial Priorizada



51

Figura 7-3 Red Troncal Sanitaria y Combinada Priorizada


INFORME FINAL – PLAN MAESTRO DE ALCANTARILLADO REV. 1, 05-04-2016 PMAA-DI-278_rev. 1

52

Para la definición de la vulnerabilidad de los sistemas de suministro se usó la técnica de árboles de eventos, la cual es utilizada comúnmente en el marco del análisis de riesgos, y permite llegar a diferentes niveles de detalle en dichos análisis, en función de la información disponible y la posibilidad de elaborar modelos detallados de análisis de cada una de los amenazas o modos de fallo.

Se definieron los tipos de peligros o amenazas al sistema de origen natural, operativo y antrópico que afectarían los elementos que componen la red y por ende la operación del sistema.

Para cada tipo de elemento se identificaron los modos de fallo que se presentan en la Tabla 7-3:

Tabla 7-3 Modos de Fallo Identificados

ESPECIALIDAD MODOS DE FALLO

Eléctrica Daño del tendido eléctrico, fallas por operación y/o ausencia de mantenimiento.

Estructuras Daños estructurales, rotura o agrietamiento, desacople de tuberías.

Geotecnia Deslizamiento de taludes, falta de mantenimiento.

Mecánica Falta de mantenimiento mecánico, mala operación, fatiga en los materiales, fallas mecánicas.

Sanitaria Contaminación de suelos y/o fuentes.

Hidráulica Desbordamiento y/o Remanso en Tuberías y Canales y/u Operación a máxima capacidad de la tubería.

Tecnológico Fallas en los procesos técnicos y tecnológicos

Las consecuencias de fallo en el sistema de alcantarillado se enfocaron en establecer de manera cualitativa la afectación del elemento valorado desde la parte geotécnica, estructural, eléctrica, mecánica, sanitaria e hidráulica.

Para cuantificar el nivel de vulnerabilidad del sistema se tuvo en cuenta lo siguiente:

Se identificaron los elementos con mayor vulnerabilidad del sistema como aquellos que de manera sistemática o más recurrente se ven afectados por las amenazas al sistema presentando mayores fallos.

Se estimó el nivel de vulnerabilidad del drenaje del sistema a partir del orden de magnitud en que se afecta al sistema por las diferentes amenazas.

De las amenazas al sistema de Alcantarillado Pluvial identificadas en el árbol de eventos, se concluye que el sistema es más vulnerable a tres eventos:

Contaminación, esta amenaza está presente en cada uno de los elementos del sistema, debido a las conexiones erradas de aguas residuales de uso doméstico e industriales al sistema pluvial.

Evento sísmico alto tendría un gran impacto debido a que puede destruir total o parcialmente los componentes del sistema, sin embargo este evento tiene una probabilidad muy baja de ocurrencia.

Colapso estructural, el cual se ve reflejado en tres factores: vida útil de la tubería y canal, mantenimiento del sistema y daños estructurales en los colectores.

Los elementos más vulnerables del sistema que resultaron del análisis realizado corresponden a Estaciones elevadoras, estaciones de bombeo, el río Tunjuelo y los canales Molinos y La Estrella.

De las amenazas al sistema de Alcantarillado Sanitario y Combinado identificadas en el árbol de eventos, se concluye que el sistema es más vulnerable o presenta mayor número de modos de fallo asociados a dos eventos:



53

Evento sísmico alto tendría un gran impacto debido a que puede destruir total o parcialmente los componentes del sistema, sin embargo este evento tiene una probabilidad muy baja de ocurrencia.

Colapso estructural, el cual se ve reflejado en tres factores: vida útil de la tubería, mantenimiento del sistema y daños estructurales en los interceptores.

Los elementos más vulnerables del sistema que resultaron del análisis realizado corresponden a: Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales del Salitre y Canoas, las Estaciones Elevadoras, Estaciones de Bombeo y el Tanque de Retención del Tunjuelo.

7.3.2 ANÁLISIS DE VULNERABILIDAD ZONA DE CANTERAS – RÍO TUNJUELO

7.3.2.1 ÁREA DE ESTUDIO

El área de estudio está localizada en la cuenca media del río Tunjuelo, limitada al oriente por la avenida Caracas, al occidente por la avenida Boyacá, al norte por la quebrada la Chiguaza, al sur con el parque cementerio Serafin, y el sector de Villa Isabel. Forma parte las zonas donde se explotan o explotaron los recursos por parte de las empresas de Holcim, Cemex y la Fundación San Antonio.

Entre los elementos que se encuentran dentro del área de estudio están el Interceptor Tunjuelo alto Derecho, la rápida localizada sobre el río Tunjuelo y el Canal de la Escuela de Infantería. El alcance para el análisis de la vulnerabilidad geotécnica incluido en el presente informe se centra específicamente en éstas obras.

Interceptor Tunjuelo Alto, en el diagnóstico que se le realizó arrojó como resultado que no hay problemas de capacidad del sistema, el 98% de la red está en una relación Y/Yo de 0.50 y el 2% restante entre 0.5 y 0.7.

Rápida sobre el río Tunjuelo, fue construida a la entrada de los predios inundados en el año 2002, su función es la de regular la entrega del agua en la zona inundada, controlando la socavación que se venía presentando por parte del río Tunjuelo. Tiene una capacidad de 180 m

3/s

y una caída de 10 m, entrega las aguas al sector Sánchez González, en la cota 2562.5, aproximadamente.

El canal de Desagüe, se construyó para limitar el nivel de los embalses por encima de la cota 2562.50, definiendo el nivel máximo del embalse, por el caudal del río. La capacidad del canal es mayor a 180 m

3/s.

7.3.2.2 RÁPIDA SOBRE EL RÍO TUNJUELO

Esta estructura se planteó como la solución para el control de los procesos erosivos y restablecimiento del cauce del río Tunjuelo en la zona afectada

La valoración y calificación de las amenazas realizada a partir de la información de referencia consultada, la recopilada en la visita de campo y el conocimiento general que se tiene de la problemática de la zona, se identificaron las amenazas de origen natural y antrópico relacionadas con esta estructura y que corresponden a Sismo, crecientes, deslizamientos, ataques terroristas, accidentes, fallas debidas a aspectos estructurales y sociales.

La valoración y calificación de las amenazas se realiza a partir de la información de referencia consultada, la información recopilada en la visita de campo y el conocimiento general que se tiene de la problemática de la zona.



54

A manera de recomendación y teniendo en cuenta el carácter conceptual del presente trabajo se plantean las siguientes medidas preventivas y correctivas frente a la problemática anteriormente expuesta:

Medidas preventivas: o Estudios y diseños detallados para el restablecimiento del cauce del río Tunjuelo o Determinación de la ronda de protección para el cauce actual del río Tunjuelo o Estudio del impacto sobre la ronda actual del río Tunjuelo, frente a una

reactivación de la explotación minera por parte de la Fundación San Antonio

Medidas correctivas temporales: o Mantenimiento solera canal de entrega de la Rápida. o Rocería área de protección de la Rápida o Control procesos de sedimentación aguas debajo de La Rápida

7.3.2.3 INTERCEPTOR TUNJUELO ALTO

La evaluación y valoración de las amenazas se realizó utilizando un procedimiento similar al aplicado para la rápida sobre el río Tunjuelo. Las amenazas identificadas en el colector podrían conducir a los siguientes tipos de fallas:

Falla por deslizamiento

Falla por aplastamiento de la tubería

A continuación se presentan las recomendaciones preventivas y correctivas a nivel conceptual que se consideran adecuadas aplicar para la zona estudiada:

Medidas preventivas: o Inspección periódica con CCTV de la tubería localizada en la zona de las canteras o Instalación de instrumentación geotécnica en el talud cercano al colector. o Revisión periódica de las redes aguas arriba y aguas abajo, detectando tapas y/o

rejillas faltantes. o Revisión periódica del estado y funcionamiento de las losas del Transmilenio o Monitoreo topográfico.

Medidas correctivas temporales: o Empradización taludes cercanos al colector con el objetivo de controlar procesos

erosivos. o Limpieza periódica de las redes de aguas lluvias que aportan caudal a la red

cercana al talud. o Reconstrucción cabezal de entrega a las redes de aguas lluvias con el objetivo de

evitar infiltraciones y/o erosiones en el talud cercano al colector del Tunjuelo.

7.3.2.4 CANAL DE DESAGÜE

Las amenazas analizadas podrían conducir a fallas en la estructura y eventualmente al colapso de la misma. Son similares a las de las otras dos estructuras analizadas.

Al igual que con los componentes anteriormente analizados, se plantean algunas medidas preventivas y correctivas para aplicar a la estructura. Sin embargo no se debe dejar de lado el carácter conceptual del presente informe:

Medidas preventivas: o Estudios y diseños detallados para el restablecimiento del cauce del río Tunjuelo o Determinación de la ronda de protección para el cauce actual del río Tunjuelo

Medidas correctivas temporales: o Mantenimiento solera canal de desagüe.



55

o Monitoreo periódico de las condiciones de estado y funcionamiento del canal de desagüe

o Control procesos de socavación y/o erosión detectados en los recorridos de monitoreo.



56

8. PLAN DE INVERSIÓN RED TRONCAL DE ALCANTARILLADO

En este capítulo se presenta el plan de inversión, incluyendo el presupuesto y cronograma de implementación de las obras y acciones propuestas por esta consultoría. Los costos y el cronograma incluyen en los casos que aplica, los recursos necesarios para los estudios y diseños detallados, licitación, solicitud de permisos, interventoría, manejo ambiental, procesos constructivos y todas las actividades necesarias para la ejecución de las obras propuestas en cada programa del presente Plan Maestro.

Tabla 8-1 Consolidado costos plan maestro de alcantarillado para Bogotá 2014

CONSOLIDADO COSTOS PLAN MAESTRO DE ALCANTARILLADO PARA BOGOTA 2014

Etiquetas de fila Costo obra en

millones Costo total en

millones

REHABILITACIÓN INTEGRAL DE REDES 403167 4375618

Rehabilitación Alcantarillado Sanitario

66618 66618 Diseños Detallados


184516 199809 Diseños Básicos


82498 90494 Diseños Factibilidad

Rehabilitación Alcantarillado Pluvial 49077 56439

Interceptores para saneamiento de quebradas 3991 4590

Manejo Conexiones Erradas 6586 7320

Diseños detallados y de factibilidad Córdoba 6592 8379

Diseños básicos bombeo - Pondaje La Magdalena 3243 3924

MANEJO INTEGRAL DE AGUAS LLUVIAS 243568 268137

Estructuras de Amortiguación de Caudales 194569 214026

Recuperación Quebrada La Vieja 3080 3389

Renaturalización Canal Fucha y Molinos 45918 50722

OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO 7256 7256

Programa de Monitoreo, Seguimiento y Control de Alcantarillado 7256 7256

TOTAL 653992 712011

Costo Anual (Millones)

Operación y Mantenimiento de Alcantarillado 13326 186569

TOTAL GENERAL

899581



57

8.1 CRONOGRAMA

El plan de inversión propuesto para el presente Plan Maestro se realizó tratando de seguir exclusivamente conceptos técnicos y teóricos por lo que dicho plan deberá ajustarse con las disponibilidades presupuestales de la EAB-ESP y deberá tener un análisis financiero más amplio luego de otras fases de estudios y diseños detallados.

Dicho Plan fue elaborado siguiendo unas prioridades propuestas por esta consultoría teniendo como enfoque realizar inicialmente las obras que permitirán garantizar a la EAB-ESP una prestación adecuada del servicio de alcantarillado en el corto plazo y las obras que permitan generar el mayor impacto ambientalmente positivo en los afluentes al Río Bogotá, en el menor tiempo posible y buscando optimizar el uso de los recursos. Las obras propuestas para mejorar integralmente el sistema de alcantarillado de la ciudad pero que no son resultado de un diagnóstico que indique que deban ser construidas en el corto plazo (no fueron diseñadas para resolver una problemática vigente), fueron clasificadas con una menor prioridad.

.



58

Tabla 8-2 Cronograma plan maestro Bogotá 2014

1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2

FASE 1

FASE 2

FASE 1

FASE 2

Obras compelemtarias (Detallados Cordoba - Bombeo La Magdalena)

Sistemas de mediciones *

Proyecto centro de control Modelia *

Programa de operación y mantenimiento

ELIMINACIÓN Y MANEJO DE C.E - B ( Pluvial a Sanitaria)

Programa de manejo de aguas lluvias

Estructuras de amortiguación de caudales

Renaturalización canales - Fucha y Molinos

Recuperación Q. La Vieja

Programa de mantenimiento y operación

2028 2029 2030

Programa de rehabilitación integral del sistema-FUNCIONAMIENTO HIDRÁULICO

Subcuencas Alcantarillado Sanitario: Diseños Detallados

2021 2022 2023 2024 2025 20262015 2016 2017 2018 2019 2020

ELIMINACIÓN Y MANEJO DE C.E - A (Sanitaria a Pluvial)

2027

Subcuencas Alcantarillado Sanitario: Diseños básicos

Subcuencas Alcantarillado Sanitario: diseños de factibilidad

Subcuencas alcantarillado pluvial: diseños de factibilidad

Programa de rehabilitación integral del sistema-SANEAMIENTO AMBIENTAL

Interceptores Saneamiento Quebradas



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Es importante aclarar que los costos estimados para el sistema de mediciones y el Centro de control Modelia solo corresponden a costos de inversión de equipos e infraestructura y por lo tanto no tienen incorporados los costos asociados a su operación y mantenimiento los cuales deberán ser estimados en una fase posterior de diseño. Adicional a esto, el costo anual de alrededor de 13.3 mil millones de pesos que se muestra en el Programa de Operaciones y Mantenimiento incluye los costos anuales asociado a personal y también incluye el costo total de maquinaria y equipos que se requiere para la implementación del programa el cual se ha propuesto sea constante en el tiempo, teniendo ciclos de mantenimiento total de la red de alrededor de 10 años. Esto significa que se estima que el manteamiento de toda la red de alcantarillado sanitario, combinado y pluvial sea realizado por completo en un lapso de 10 años, para luego reiniciar el ciclo.



60

Tabla 8-3 Plan de inversiones plan maestro Bogotá 2014

Rehablitación

Alcantarillado

Diseño

detallados

Rehablitación

Alcantarillado

Diseño basicos

Rehablitación

Alcantarillado

Diseño factibilidad

Rehab. Sistema

Pluvial Diseño

factibilidad

Int. Saneamiento

Quebradas

C.E. Sanitaria a

Pluvial Fase 1

C.E. Pluvial a

Sanitaria Fase 1

Obras compelemtarias

(Detallados Cordoba -

Bombeo La

Magdalena)

Estructuras

AmortiguaciónRenaturalización Rec. Q. La Vieja

Sistema

Mediciones Centro Modelia

Operaciones y

Mantenimiento

2016 19,04 0,00 0,00 0,00 2,30 0,30 0,00 8,09 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 30

2017 19,04 15,37 0,00 0,00 2,30 0,30 0,00 4,19 0,00 0,00 0,00 0,00 0,97 13,33 56

2018 19,04 30,74 0,00 0,00 0,00 0,30 0,47 0,00 0,00 0,00 0,00 2,66 0,97 13,33 68

2019 9,53 30,74 0,00 9,40 0,00 0,30 0,92 0,00 0,00 0,00 0,85 2,66 0,00 13,33 68

2020 0,00 30,74 0,00 18,82 0,00 0,30 0,92 0,00 0,00 0,00 1,70 0,00 0,00 13,33 66

2021 0,00 30,74 0,00 18,82 0,00 0,30 0,92 0,00 0,00 0,00 0,85 0,00 0,00 13,33 65

2022 0,00 30,74 7,17 9,40 0,00 0,00 0,92 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 13,33 62

2023 0,00 30,74 14,35 0,00 0,00 0,00 0,92 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 13,33 59

2024 0,00 0,00 14,35 0,00 0,00 0,00 0,46 0,00 35,67 0,00 0,00 0,00 0,00 13,33 64

2025 0,00 0,00 14,35 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 35,67 10,14 0,00 0,00 0,00 13,33 73

2026 0,00 0,00 14,35 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 35,67 10,14 0,00 0,00 0,00 13,33 73

2027 0,00 0,00 6,48 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 35,67 10,14 0,00 0,00 0,00 13,33 66

2028 0,00 0,00 6,48 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 35,67 10,14 0,00 0,00 0,00 13,33 66

2029 0,00 0,00 6,48 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 35,67 10,14 0,00 0,00 0,00 13,33 66

2030 0,00 0,00 6,48 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 13,33 20

TOTAL 66,66 199,81 90,49 56,44 4,60 1,80 5,51 12,28 214,03 50,72 3,40 5,31 1,94 186,62 900

PROGRAMA DE MANEJO AGUAS LLUVIAS (1) PROGRAMA OPERACIONES Y MANTENIMIENTO

TOTALCOSTOS EN MILES DE MILLONES DE

PESOS

PROGRAMA DE REHABILITACIÓN



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9. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

En este capítulo se presenta de manera resumida las conclusiones y recomendaciones producto de todos los análisis, diseños y acciones propuestas en este Plan Maestro de Alcantarillado para la Ciudad de Bogotá.

9.1 ESTADO DE LA RED DE ALCANTARILLADO

9.1.1 Sistema sanitario y combinado

Desde el punto de vista hidráulico, las redes de alcantarillado sanitario totalmente separado en la ciudad de Bogotá tienen en general una muy buena capacidad para transportar los caudales actuales (2014-2020).

Como tema particular se tiene las redes de CAN y Norte Callejas, las cuales tienen una capacidad limitada para transportar los caudales sanitarios actuales y por lo tanto requieren de intervenciones urgentes que permitan garantizar un buen funcionamiento hidráulico.

En general, el sistema combinado presenta varias deficiencias de capacidad hidráulica debido al mal funcionamiento de las estructuras de alivio lo cual genera problemas hidráulicos tanto de los conductos aguas arriba como de los conductos aguas abajo, llegando a afectar incluso a las redes de sistemas totalmente separados como lo es CAN, San Francisco, Salitre, Rio Negro, entre otros.

Desde el punto de vista ambiental, las estructuras de alivio en muchos casos están vertiendo al sistema pluvial incluso en tiempo seco para los escenarios de 2014 y 2020 lo cual genera un grave problema de contaminación a los cuerpos de agua superficial y por lo tanto debe ser considerado una prioridad por la EAB-ESP en el corto plazo. En tiempo de lluvias para periodo de retorno de 10 años, los alivios están permitiendo en muchos casos transportar por los conductos aguas abajo, caudales con altas diluciones lo cual genera dos problemas principalmente: falta de capacidad hidráulica de las redes y un aumento de costos por bajos rendimientos que la PTAR Salitre puede tener con caudales altamente diluidos los cuales no son ideales para el tratamiento de aguas residuales.

9.1.2 Sistema pluvial

Para el diagnóstico de las redes troncales pluviales se diferenciaron los escenarios para conductos cerrados y para canales:

Desde el punto de vista de funcionamiento hidráulico, el sistema de canales de la Ciudad de Bogotá tiene una buena capacidad incluso para manejar eventos de lluvias asociados a tiempo de retorno de 100 años. Estas capacidades es importante resaltar, se logran teniendo como escenario la adecuación hidráulica en el río Bogotá; esto reivindica la importancia de dicha obra para la Ciudad de Bogotá.

En cuanto a conductos cerrados, la ciudad de Bogotá presenta ciertos problemas de capacidad para eventos de lluvia con tiempo de retorno de 10 años, correspondiente a aproximadamente 6.2 km.

Desde el punto de vista ambiental, anterior al presente plan maestro ya se había realizado un inventario de conexiones erradas del sistema sanitario al sistema pluvial las cuales deterioran la



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calidad del agua de los afluentes al río Bogotá, plasmado en el Plan de Manejo de Vertimientos. Adicional a esto, mediante el proceso de visitas e inspecciones de campo, se lograron identificar más conexiones erradas en los canales inspeccionados en donde se obtuvo un promedio de 39% del total de redes que entregan a los canales con conexiones erradas.

9.2 PROGRAMAS PROPUESTOS

9.2.1 Rehabilitación integral del sistema

Este programa busca darle solución a los problemas vigentes que según el análisis, la red de alcantarillado de la Ciudad de Bogotá presenta. Este programa se subdividió en dos grandes aspectos: uno que contiene las obras y acciones para el mejoramiento hidráulico de la red y otro las obras y acciones que permiten un mejoramiento ambiental.

9.2.1.1 Obras para mejoramiento hidráulico: Se realizaron diseños detallados de 12.27 km de redes de alcantarillado sanitario y combinado para las subcuencas de CAN, Calle 22, Ejido, Norte Callejas, San Agustín y Comunero-Américas. Como diseños básicos se realizó el planteamiento de rehabilitación de 25.6 km de redes de alcantarillado sanitario y combinado en 6 subcuencas y como diseños de factibilidad se realizó el diseño de 34 km de redes de alcantarillado correspondiente a 13 subcuencas. Todas estas obras incluyen cuando aplica, la modificación y/o reconstrucción de las estructuras de alivio que mejoren tanto el funcionamiento hidráulico como la calidad del agua en los canales pluviales de la ciudad. En cuanto al sistema de alcantarillado pluvial, se planteó la rehabilitación a nivel de factibilidad de 6.2 km de conductos cerrados.

Es importante que la EAB-ESP haga su mayor esfuerzo por poder atender inicialmente las subcuencas priorizadas con diseños detallados y básicos pues de ellos depende en buena medida el adecuado funcionamiento hidráulico de la red troncal de alcantarillado.

9.2.1.2 Obras para mejoramiento ambiental: Interceptores para saneamiento de quebradas

Se planteó un esquema a seguir para el saneamiento de quebradas en la ciudad de Bogotá enfatizando en la construcción de redes paralelas a las mismas con el fin de capturar los caudales residuales que puedan estar actualmente entregando al cauce. En general se recomienda proseguir con los procesos de adquisición de predios construidos, legal o ilegalmente, en la franja delimitada como zona de manejo y preservación ambiental. La oportuna adquisición de estos predios sumará a los esfuerzos por sanear las quebradas y abrirá nuevos corredores en los que se podrá optimizar el diseño de interceptores paralelos para el saneamiento de los cuerpos hídricos.

De manera general para todas las quebradas la presente consultoría recomienda además, que la EAB-ESP emprenda acciones o campañas con la comunidad, para la protección de los cuerpos hídricos y la eliminación de vertimientos de residuos sólidos a su cauce, hecho que de la mano con las soluciones planteadas en este Plan Maestro, deberán constituirse como soluciones factibles para el saneamiento de las quebradas objeto de estudio.



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Adicionalmente se realizó el diseño a nivel de factibilidad de 3.2 km de interceptores para el saneamiento de quebradas los cuales van a permitir un mejoramiento en la calidad de agua de la cuenca alta del Río Tunjuelo y como consecuente del Río Bogotá.

Manejo de conexiones erradas

Se generaron dos planes integrados para el manejo y corrección de conexiones erradas del sistema sanitario al pluvial y viceversa. Dada la problemática extensa que se presenta en la ciudad de Bogotá sobre conexiones erradas, la presente consultoría orientó el proceso de eliminación de conexiones erradas hacia un trabajo que la EAB-ESP deberá realizar por etapas y la definición de éstas se realiza por prioridades, de manera que se atiendan en el menor tiempo posible las descargas contaminantes que tienen mayor impacto en la calidad de agua de los ejes de drenaje y los interceptores sanitarios con mayor volumen de conexiones erradas del sistema pluvial. Para darle solución a la problemática, se requiere de un proceso extendido en el tiempo el cual debe articularse con la capacidad técnica, operativa y económica de la EAB-ESP Adicionalmente se realizó el diseño de estructuras de captura de conexiones erradas sanitarias al sistema pluvial en 23 puntos de entregas de caudales sanitarios a canales y complementariamente se realizó el diseño de 7 estructuras de alivio en varios puntos finales de interceptores troncales sanitarios, las cuales permitirán en el corto plazo darle un correcto manejo de conexiones erradas del sistema pluvial al sanitario, previniendo el ingreso a las PTAR de caudales altamente diluidos y mejorando la capacidad hidráulica de las redes en general.

Factibilidad del proyecto de separación adecuada de caudales

Se plantearon unas recomendaciones y acciones a seguir por la EAB-ESP sobre las estructuras de alivio, dándole énfasis en el mantenimiento constante que se debe realizar y sobre la importancia de realizar análisis detallados sobre el fenómeno del primer lavado en la ciudad que permita optimizar el comportamiento de la red combinada y brinde herramientas para mejorar el proceso de modificación y diseño de las estructuras de alivio en la ciudad. Se realizó un caso de estudio de separación de redes del sistema combinado en la zona de San Blas, realizando una estimación de costos y analizando las ventajas y desventajas del esquema planteado.

9.2.1.3 Obras complementarias

Diseños detallados interceptores Córdoba

Durante el desarrollo de los estudios a nivel de factibilidad del Plan Maestro de Alcantarillado en la sub-cuenca Córdoba, se evidenciaron problemas de estabilidad geotécnica en el canal Córdoba en el sector comprendido entre las calles 161 y 153 (Av. La Sirena). Debido a los problemas geotécnicos presentados y al riesgo que suponían dichos problemas a la integridad estructural y operacional del interceptor derecho, se adelantaron estudios a nivel de detalle que garantizarán la estabilidad y la adecuada operación de los interceptores en el área comprendida entre la Avenida Calle 170 y la Calle 150. Se diseñaron a nivel de detalle 1.161,68 m del interceptor derecho del Córdoba y 4 cámaras especiales de conexión, para las cuales se proyecta la construcción de los mismos en dos etapas. Adicionalmente, buscando una solución integral a los



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problemas que se presentan en la zona de estudio, se planteó el diseño a nivel de prefactibilidad de 270,64 m del interceptor derecho y 509,46 m del interceptor izquierdo.

Diseños básicos estación bombeo Pondaje La Magdalena

Debido a la problemática ambiental (contaminación del Río Fucha) en el sector comprendido desde la avenida Boyacá con calle 13 hasta su entrega al Río Bogotá, entre los barrios de La Felicidad, Villa Mejía y Fontibón en la ciudad de Bogotá, se planteó el diseño de una estación de bombeo dentro del Pondaje La Magdalena. Al contar con esta estación de bombeo, la EAB-ESP podrá conectar la las redes sanitarias aferentes al Interceptor Izquierdo del Fucha (IIF) las cuales actualmente entregan directamente al Canal Fucha.

Los diseños contemplados contemplan la definición del esquema general de la red de descarga de tres bombas incluyendo las tuberías de conducción, la estructura de entrega al canal Fucha, la caseta de la estación de equipos electromecánicos, el anclaje para la tubería de impulsión, el sistema de supervisión y control estación de bombeo, el sistema eléctrico, el cárcamo y el acondicionamiento del pondaje La Magdalena.

9.3 MANEJO DE AGUAS LLUVIAS.

Este programa busca darle un manejo adecuado e integral de las aguas que transitan por canales y conductos de la ciudad producto de los eventos de lluvia. Este programa se subdividió en 3 grandes programas que constan de:

Proyecto de factibilidad de estructuras de amortiguación:

En este programa se realizaron unas recomendaciones generales sobre el tipo de estructuras de amortiguación que se pueden utilizar en la Ciudad, así como los criterios de ubicación y diseño. En general, la presente consultoría propone que la EAB-ESP proceda a realizar un programa extenso a mediano plazo de implementación de estructuras de amortiguación en la ciudad de Bogotá siguiendo los lineamientos planteados.

Como caso de estudio, luego de un proceso de selección y priorización, se realizó el diseño a nivel de factibilidad de dos estructuras en la cuenca del Río Salitre y 3 en la Cuenca del Río Fucha, las cuales permiten reducir hasta en un 14% y 26% el caudal pico en los canales respectivos.

Programa de recuperación y generación de áreas verdes y de infiltración

Este programa plantea la función de la EAB-ESP en la recuperación y generación de áreas verdes y de infiltración y plasma los lineamientos a seguir, teniendo en cuenta los posibles mecanismos para su implementación, parámetros de exigencia y control así como los actores que deben involucrarse y los factores de éxito. Este programa no presenta ningún diseño sobre alguna obra en específico pero si genera el plan a seguir para la recuperación y generación de áreas verdes desde un punto de vista de SUDS (Sistemas Urbanos de Drenaje Sostenible).

Programa de recuperación y renaturalización de cauces

El desarrollo de este programa se dividió en dos partes, una corresponde a las acciones a seguir en la recuperación, renaturalización y preservación de los ríos que fluyen sobre canales de concreto en el área urbana, y la segunda plasmando criterios para la recuperación de las quebradas que fluyen dentro del sistema de alcantarillado troncal.



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En cuanto a la renaturalización de cauces, se plantearon unos lineamientos de los componentes paisajístico, hidráulico, geomorfológico y social al igual que los criterios de diseño necesarios. Complementariamente como caso de estudio se planteó la renaturalización de varios sectores del Canal Fucha y el Canal Molinos, incluyendo el diseño y costos asociados a dichas obras.

En cuanto a la recuperación de quebradas que fluyen por el sistema combinado de la ciudad, se plasmaron los beneficios de su recuperación así como ciertos criterios de diseño y unos lineamientos a seguir para que la EAB-ESP pueda aplicarlos en varios casos existentes de quebradas que estén ingresando al sistema combinado. Como caso de estudio se realizó el diseño de 3.2 km de tubería y una estructura desarenadora necesarios para la recuperación de la Quebrada La vieja en la cuenca del Río Salitre, incluyendo los costos asociados a dicha obra.

9.4 OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO

Este programa en general plantea un cambio profundo en la estructura organizacional de la EAB-ESP, en donde se plantea adicionar divisiones que tengan la responsabilidad del mantenimiento y operación adecuado de la Red Troncal de Alcantarillado de la ciudad de Bogotá. Dicho plan incluye también un Plan de Mediciones que incluye la ubicación y equipos de medición; complementariamente se realizó el planteamiento de nuevos equipos el Centro de Control Modelia, lo cual en conjunto permitirá tener un mejor monitoreo y control sobre del funcionamiento hidráulico y ambiental de red.

Adicionalmente se realizó un análisis de vulnerabilidad de la red troncal de alcantarillado, el cual permitirá que la EAB-ESP cuente con una herramienta útil para definir prioridades de atención en la red de alcantarillado y por ende mejorar la operación integral del sistema.

9.4.1 Relación de los programas propuestos con los indicadores de continuidad y calidad del servicio de alcantarillado

9.4.1.1 Continuidad

Para mantener la continuidad del servicio de alcantarillado se debe evitar que se presenten reboses del sistema hacia las calles o bien hacia puntos en los que los usuarios se vean afectados (contraflujos hacia sótanos).

Los reboses del sistema pueden darse por deficiencias de las redes desde el punto de vista de capacidad o bien de estado estructural, o bien por problemas operativos como obstrucciones de los conductos.

El presente Estudio de Plan Maestro cubre ambas posibilidades.

Capacidad y estado estructural

Desde el punto de vista de capacidad y estado estructural, se realizaron diagnósticos sistemáticos de las redes troncales de las diversas sub-cuencas y con base en ellos se plantearon los diseños requeridos para solucionar dichas deficiencias.

En el caso de la red sanitaria, las obras planteadas permiten darle continuidad al servicio a partir del momento en el que debido al crecimiento demográfico la capacidad de las redes resultaría insuficiente.



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En el caso de las redes combinadas –en las cuales típicamente las demandas pluviales son mucho mayores a las demandas sanitarias- y en las redes pluviales, la norma NS-085 indica que el periodo de retorno de diseño para las redes troncales (y todas aquellas con áreas tributaruas mayores a 10 hectáreas). Teniendo esto en consideración, las obras diseñadas permiten evitar que se presente reboses –los cuales constituirían discontinuidades del servicio- en las redes para eventos de lluvia con dicho periodo de retorno o bien con periodos de retorno menores.

Como métrica de continuidad en la red, se considera pertinente considerar la longitud de redes de alcantarillado que de acuerdo a los análisis de capacidad / estado estructural no son susceptibles de presentar reboses. A partir de las estadísticas obtenidas en los diagnósticos, se considera que esta longitud es de 481 km sobre un total de 567 km de redes troncales analizadas, lo cual corresponde a un 85%. Con las obras a desarrollar, el indicador de continuidad pasaría de 85% a 100%, en la medida que todas las redes quedarían satisfaciendo los requerimientos de capacidad / estado estructural a tener en cuenta.

Aspectos operativos

Desde el punto de vista operativo, la continuidad del servicio está asociada al adecuado mantenimiento / operación de la red, de manera que no se presenten taponamientos asociados a problemas de sedimentación o de obstrucciones debidas a mal uso del sistema. Los planteamientos asociados al programa de operación y mantenimiento están orientados a implementar una estructura organizacional con la capacidad de desarrollar de manera sistemática las actividades de operación y mantenimiento, así como a definir cómo deben desarrollarse dichas actividades; entre las medidas incluidas en dicho programa se mencionan también medidas educativas orientadas a mejorar el uso que los usuarios hacen del sistema.

En este contexto, la métrica de continuidad del servicio a tener en cuenta desde el punto de vista operativo debe estar asociada a una cuantificación de la eficiencia con la que la EAB-ESP ejecuta la operación / mantenimiento de la red. Se imponen dos cuantificaciones: una cuantificación de la cantidad de quejas y reclamos recibidos y otra de las quejas y reclamos atendidos de manera efectiva, con tiempos de respuesta apropiados. El primer indicador permite evaluar la eficiencia de las actividades preventivas de operación / mantenimiento, mientras que el segundo permite evaluar la eficiencia de las actividades correctivas.

Otro posible indicador, que no sería un indicador directo de la continuidad del servicio sino un indicador indirecto, podría ser el grado de desarrollo de la implementación de la División de Operación de la Red Troncal.

9.4.1.2 Calidad

Se considera que la calidad del servicio de alcantarillado está asociada a la calidad ambiental con la que se realiza el manejo de los caudales; el concepto de calidad ambiental incluiría el de calidad del agua que circula por los diversos componentes del sistema, así como el de la calidad de las demás características ecológicas de los elementos del sistema de alcantarillado que generan impacto en la ciudad; dichos elementos corresponden a los cuerpos de agua.

Calidad de agua

Desde el punto de vista de calidad de agua, el objetivo general del Plan Maestro corresponde a lograr una separación apropiada de caudales desde el punto de vista de calidad de agua, de manera que (1) se evite el vertimiento de aguas con características de calidad inapropiadas a los canales y los ríos, (2) se maneje y corrija el problema de las conexiones erradas, el cual lleva a problemas de operación al interior de la red así como a entregarle a las plantas de tratamiento de aguas residuales volúmenes de agua mayores a los que deberían entregárseles y (3) se evite la descarga de caudales de quebradas a sistemas combinados –esta no se define como una



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conexión errada pero genera también la llegada de volúmenes mayores a las plantas e implica además la pérdida de un aporte de aguas limpias a los canales-.

De manera general, los indicadores a tener en cuenta pueden ser de dos tipos: indicadores directos de logros en cuanto a calidad del agua e indicadores de gestión que permitan cuantificar el esfuerzo realizado en términos de inversión o bien de obras efectivamente construidas.

Desde la óptica de protección a canales, los indicadores directos estarían asociados a parámetros específicos de calidad de agua y deberían expresarse como la relación entre el valor del parámetro medido y un valor de referencia asociado al cumplimiento de los objetivos. Como ejemplo se considera apropiado utilizar como indicador la relación DBO5 medido / DBO5 norma y este último valor se definiría como el valor exigido por la norma que corresponda de acuerdo al uso previsto para la corriente.

Desde la óptica de manejo de conexiones erradas, los indicadores generales a evaluar también pueden estar asociados a mediciones de calidad de agua bien sea en el sistema pluvial, bien sea en el sistema sanitario; como ejemplo, los valores de DBO5 deben estar por debajo de los valores de referencia en el primer caso mientras y por encima de los valores de referencia en el segundo.

Como métricas totalizadoras del manejo del problema de las conexiones erradas en la ciudad resulta conveniente combinar las mediciones de calidad, las mediciones de cantidad de agua en los puntos finales del sistema sanitario en cada cuenca así como las mediciones de precipitación en las áreas aferentes correspondientes. La relación entre el caudal medio mensual medido en dichos puntos y la estimación del caudal medio de aguas residuales producido por la cuenca representa una indicación importante de la eficiencia del manejo de las conexiones erradas siempre que se involucren las mediciones de calidad para poder estimar la composición de dichos caudales. Una vez involucrados los registros de cantidad y de calidad y estimados los volúmenes escurridos de aguas residuales y de aguas residuales, se podrán construir indicadores de volumen de agua residual escurrida en el sistema sanitario sobre volumen de agua residual producida –este indicador debe tender al 100%-, así como de volumen de agua lluvia escurrida en el sistema sanitario sobre volumen de agua lluvia precipitada –este indicador debe tender al 0%-.

Otras características ecológicas

En cuanto a las demás características ecológicas de los cuerpos de aguade la ciudad, el Plan Maestro plantea la transformación de las corrientes que actualmente corresponden a canales en concreto en corrientes re-naturalizadas. Desde el punto de vista cualitativo, esta transformación tiene implicaciones importantes en el fortalecimiento de la estructura ecológica principal del distrito en la medida que está orientada a recuperar los corredores ecológicos asociados a las corrientes. El planteamiento de indicadores directos en este caso involucraría el uso de métricas de estado ecológico de los corredores, mientras que los indicadores de gestión estarían asociados a longitudes de corredor recuperados.

9.5 PRESUPUESTO Y CRONOGRAMA ESTIMADO

El presupuesto estimado para el total de las obras planteadas en el presente Plan Maestro, alcanza la suma de $900 miles de millones de pesos, de los cuales $437 miles de millones corresponden a las obras del Programa de Rehabilitación Integral del sistema, $268 miles de millones corresponden las obras del Programa de Manejo de Aguas Lluvias y $194 miles de millones hacen parte del Programa de Operación y Mantenimiento (el cual incluye costos de equipos, maquinaria y estimación de costos de personal).

El cronograma propuesto está plasmado para un periodo que abarca desde el año 2016 hasta el año 2030, y con el cual se realizó un plan de inversiones que se sugiere la EAB-ESP incluya en el



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presupuesto de los próximos años. En general (con excepción del 2016 y 2030) se requiere una inversión anual similar que oscila entre los 50 mil millones de pesos y 73 mil millones de pesos. Los periodos del 2025 y 2026 son los que requieren un mayor esfuerzo financiero por el comienzo de la implementación de las estructuras de amortiguación.

El plan resultante fue elaborado siguiendo unas prioridades propuestas por esta consultoría teniendo como enfoque realizar inicialmente las obras que permitirán garantizar a la EAB-ESP una prestación adecuada del servicio de alcantarillado en el corto plazo y las obras que permitan generar el mayor impacto ambientalmente positivo en los afluentes al río Bogotá, en el menor tiempo posible y buscando optimizar el uso de los recursos. Las obras propuestas para mejorar integralmente el sistema de alcantarillado de la ciudad pero que no son resultado de un diagnóstico que indique que deban ser construidas en el corto plazo (no fueron diseñadas para resolver una problemática vigente), fueron clasificadas con una menor prioridad.

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