ESTUDIO DE PREFACTIBILIDAD PARA EL SISTEMA DE ACUEDUCTO COMPLEMENTARIO DE LA CABECERA MUNICIPAL DE LA VEGA,

CUNDINAMARCA

GIOVANA ANDREA PRADA YARA GERMÁN ANDRÉS CASTIBLANCO SOLÓRZANO

ANGEL DAVID GUERRERO ROJAS ALFREDO ANDRÉS ESPINEL ORTIZ

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA FACULTAD DE INGENIERÍA

INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ D.C. 2014

ESTUDIO DE PREFACTIBILIDAD PARA EL SISTEMA DE ACUEDUCTO COMPLEMENTARIO DE LA CABECERA MUNICIPAL DE LA VEGA,

CUNDINAMARCA

GIOVANA ANDREA PRADA YARA GERMÁN ANDRÉS CASTIBLANCO SOLÓRZANO

ANGEL DAVID GUERRERO ROJAS ALFREDO ANDRÉS ESPINEL ORTIZ

Trabajo de Grado para optar al título de Ingeniero Civil

Tutor

Ing. Santiago Lobo Guerrero Uribe

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA FACULTAD DE INGENIERÍA

INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ D.C. 2014

i

AUTORIDADES DE LA UNIVERSIDAD

MAYOR GENERAL (R) EDUARDO ANTONIO HERRERA BERBEL Rector

BRIGADIER GENERAL (R) ALBERTO BRAVO SILVA Vicerrector General

DOCTORA MARTHA LUCÍA BAHAMÓN JARA Vicerrectora Académica

BRIGADIER GENERAL (R) HUGO RODRIGUEZ DURÁN Vicerrector Administrativo

ING. JAIRO ALFONSO APONTE PRIETO

Decano Facultad de Ingeniería

ii

Bogotá, Enero de 2014 Ingeniero Luis Felipe Pinzón Uribe Director de Carrera Ingeniería Civil Facultad de Ingeniería Universidad Militar Nueva Granada Apreciado Ingeniero: Por medio de la presente me permito manifestarle, que el trabajo de grado titulado

‘’ESTUDIO DE PREFACTIBILIDAD PARA EL SISTEMA DE ACUEDUCTO

COMPLEMENTARIO DE LA CABECERA MUNICIPAL DE LA VEGA,

CUNDINAMARCA’’, desarrollado por los estudiantes Giovana Andrea Prada Yara

Código 1100954, Germán Andrés Castiblanco Solórzano Código 1100908, Angel

David Guerrero Rojas Código 1100950 y Alfredo Andrés Espinel Ortiz Código

1100912, fue realizado a cabalidad con los requisitos y objetivos preestablecidos,

contando con mi colaboración.

Cordialmente,

_______________________________ SANTIAGO LOBO GUERRERO URIBE Tutor del Trabajo de Grado

iii

Bogotá, Enero de 2014 Ingeniero Luis Felipe Pinzón Uribe Director de Carrera Ingeniería Civil Facultad de Ingeniería Universidad Militar Nueva Granada Por medio de la presente nosotros los estudiantes Giovana Andrea Prada Yara

Código 1100954, Germán Andrés Castiblanco Solórzano Código 1100908, Angel

David Guerrero Rojas Código 1100950 y Alfredo Andrés Espinel Ortiz Código

1100912, solicitamos considerar el trabajo de grado titulado ‘’ESTUDIO DE

PREFACTIBILIDAD PARA EL SISTEMA DE ACUEDUCTO COMPLEMENTARIO

DE LA CABECERA MUNICIPAL DE LA VEGA, CUNDINAMARCA’’, el cual

consideramos que cumple con los objetivos exigidos por la Universidad.

Cordialmente,

____________________________ GIOVANA ANDREA PRADA YARA Código 1100954

_________________________________________ GERMAN ANDRES CASTIBLANCO SOLORZANO Código 1100908

_____________________________ ANGEL DAVID GUERRERO ROJAS Código 1100950 _________________________________________ ALFREDO ANDRES ESPINEL ORTIZ Código 1100912

iv

APROBACIÓN

El trabajo de grado titulado ‘’ESTUDIO DE PREFACTIBILIDAD PARA EL SISTEMA

DE ACUEDUCTO COMPLEMENTARIO DE LA CABECERA MUNICIPAL DE LA

VEGA, CUNDINAMARCA’’, presentado por Giovana Andrea Prada Yara, Germán

Andrés Castiblanco Solórzano, Angel David Guerrero Rojas y Alfredo Andrés Espinel

Ortiz en cumplimiento de los requisitos para optar al título de ‘’Ingeniero Civil’’, fue

realizado a cabalidad en cumplimiento de los requisitos y objetivos preestablecidos

contando por tanto con nuestra aprobación.

_________________________________ ____________________________

Ing. LUIS FELIPE PINZÓN URIBE Ing. SANTIAGO LOBO GUERRERO

Director del Programa Tutor del Trabajo de Grado

_________________________________

Jurado

_____________________ NOTA DE APROBACIÓN

v

Es uno de los pasos más importantes en mi vida, por eso como no dar

gracias y bendecir a Dios por las maravillas que hace en mi vida, por

permitirme llegar hasta aquí, por darme la fortaleza diaria para asumir

todos los retos que se presentan.

A mis padres gracias por la confianza que depositaron en mí, por el

apoyo, por todo el amor que me han brindado, por todo el tiempo,

paciencia y constancia.

A toda mi familia, mi novia, hermanos de comunidad, amigos,

compañeros, que siempre han estado ahí apoyándome en todo momento.

Muchas Gracias a todos, y espero poder ser de útil ayuda con esta

profesión que Dios me ha concedido. Dios los bendiga.

Angel Guerrero

vi

Agradezco primeramente a Dios, mi inspiración y guía.

A mis padres, por su amor, apoyo fundamental, por sus oraciones y por

enseñarme todo lo que soy y amo

A mis compañeros, por su dedicación y compromiso A mi novio por el apoyo incondicional que me ha brindado

Gracias a todos por haberme ayudado a cumplir un sueño

G. Andrea Prada Yara

vii

A Dios por permitirme haber culminado con éxito una etapa más en mi

vida,

A mi familia por su amor, su tiempo, sus enseñanzas y su apoyo incondicional que al día de hoy me han convertido en la persona que

soy,

A mi novia por su paciencia, consejos y por estar a mi lado en este camino,

A mis compañeros y amigos que siempre tuvieron una voz de aliento

para mí.

Gracias

G. Castiblanco Solórzano

viii

Agradezco a mis padres mi hermana y mi familia por su apoyo y entendimiento en tantos momentos difíciles que sucedieron durante el

transcurso de este trabajo.

También agradezco a todos aquellos que en un momento me ofrecieron una palabra de aliento y aportaron para el desarrollo de esta tesis.

De igual manera agradezco al ingeniero Santiago Lobo Guerrero por la

colaboración prestada, todos los consejos y todo el tiempo que sin retribución alguna nos ofreció.

Alfredo Andrés Espinel Ortiz

ix

AGRADECIMIENTOS

Al Ingeniero SANTIAGO LOBO GUERRERO URIBE, por su apoyo incondicional en la orientación de este proyecto, por compartir su conocimiento y permitir que sea un modelo a seguir como persona e Ingeniero.

Al Ingeniero JOSÉ OVIDIO DÍAZ, por depositar su confianza en nosotros y por

todo el apoyo brindado durante todo el desarrollo del trabajo de grado. A las Directivas de la Universidad Militar Nueva Granada. Al Señor Alcalde GRATINIANO SUÁREZ, y a toda la mesa de trabajo de la

Alcaldía de La Vega, Cundinamarca por el apoyo brindado. A La Empresa de Acueducto, Alcantarillado y Aseo de La Vega, Cundinamarca

y a todos sus funcionarios.

A Familiares y amigos que colaboraron en el desarrollo de este trabajo de grado.

x

TABLA DE CONTENIDO

Pág. LISTA DE TABLAS ……….……………………………………………………………………. xiii LISTA DE FIGURAS …………………………………………………………………………….. xvi GLOSARIO ……………………………………………………………………………………… xviii INTRODUCCIÓN …………………………………………………………………………. …. 1 1. PROBLEMÁTICA EXISTENTE ……………………………………………................... 2

1.1 ANTECEDENTES Y FORMULACIÓN ………………………….. ………….. 3 1.2 JUSTIFICACIÓN ………………….……………………………………… 4

1.2.1 Aspectos Sociales ….……………………………………………. 4 1.2.2 Aspectos Institucionales ……….…………………………………… 5

1.3 OBJETIVOS …………………………………………………………………... 5 1.3.1 Objetivo General ………………………………………............. 5 1.3.2 Objetivos Específicos …….…………………………………………. 6

1.4 ALCANCE ………………………………………………………………….. 7 1.4.1 Institucional ….……………………………………………………... 7 1.4.2 Demográfico ….……………………………………………………... 7 1.4.3 Conceptual ….……………………………………………………… 7

2. ASPECTOS GENERALES DEL MUNICIPIO ………………………………………. 8

2. 1 LOCALIZACIÓN Y DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO …..………….. 8 2.2 CARTOGRAFÍA Y TOPOGRAFÍA …..………………......................................... 10 2.3 GEOLOGÍA Y GEOMORFOLOGÍA …..………………......................................... 11 2.4 URBANISMO Y DEMOGRAFÍA …..………………......................................... 11 2.5 ASPECTOS SOCIOECONÓMICOS………………..…………………………….... 14

2.5.1. Economía ………………………………………………………….. 14 2.5.2 Agropecuario ……………………………………………………….. 14

2.6 INDUSTRIA, MICROEMPRESAS Y GENERACIÓN DE EMPLEO …………… 17 2.7 EDUCACIÓN ……………………………………………………………………. 18 2.8 SALUD …………………………………………………………………………….. 19 2.9 CULTURA ……………………………………………………………………………… 19 2.10 VÍAS Y TRANSPORTE ………………………………………………………….. 20 2.11 TURISMO …………………………………………………………………….. 21 2.13 OTROS ASPECTOS ………..………………………………………………………. 21

3. INFORMACIÓN SOBRE EL ACUEDUCTO EXISTENTE ……………………………………. 22

3.1 ESTRUCTURAS DE CAPTACIÓN …..………………......................................... 24 3.1.1 Bocatoma sobre el río Ilá …..………………......................................... 24 3.1.2 Bocatoma sobre el río Perucho …..………………............................. 26

3.2 TUBERÍA DE ADUCCION ………........................................................................ 27 3.2.1 Tubería de aducción del río Ilá …………......................................... 26 3.2.2 Tubería de aducción del río Ilá …..………………............................. 27 3.3 DESARENADORES..…………….......................................................................... 27 3.4 CONDUCCIONES ..……………............................................................................. 29 3.5 PLANTA DE TRATAMIENTO...….......................................................................... 30 3.6 SITUACIÓN ACTUAL DEL SERVICIO.................................................................. 31

xi

4. PROYECCIÓN DE POBLACIÓN …………………………………………………………... 34

4.1 CÁLCULO DE PROYECCIÓN DE POBLACIÓN DE LA CABECERA MUNICIPAL 35 4.1.1 Métodos gráficos …..………………....................................................... 36 4.1.2 Métodos matemáticos …..……………….......................................... 48 4.1.3 Métodos estadísticos …..……………….......................................... 57 4.1.4 Censo por muestreo directo …..………………............................. 61 4.1.5 Ajuste de población de cabecera municipal …..……………….... 72

4.2 CÁLCULO DE PROYECCIÓN DE POBLACIÓN RURAL …..……………….... 74 4.2.1 Ajuste de población rural …..………………........................................... 78

5. PROYECCIÓN DE LA DEMANDA …………………………………………………………… 80

5.1 DOTACIÓN MÍNIMA Y MÁXIMA …..………………................................................. 80 5.1.1 Cálculo según nivel de complejidad del sistema …..………………...... 81

5.2 PERÍODO DE DISEÑO ….………………...........…..………………...........…..…….. 82 5.3 DOTACIÓN NETA …..………………...........…..………………........... …………….. 82 5.4 NIVEL DE PÉRDIDAS …..………………...........…..……………….................. 84 5.5 DOTACIÓN BRUTA …..………………...........…..……………….................. 85 5.6 DEMANDA …..………………...........…..………………...........…..………………..... 86

5.6.1 Caudal medio diario…..………………...........…..………………........... 87 5.6.2 Coeficientes de consumo máximo diario y máximo horario ………… 87 5.6.3 Caudal máximo diario …..………………...........…..………………..... 88 5.6.4 Caudal máximo horario …..………………...........…..………………..... 89

6. ESTUDIO HIDROCLIMATOLÓGICO …..………………...........…..……………….................. 93

6.1 ANÁLISIS MORFOMÉTRICO DE LAS CUENCAS ILÁ Y PERUCHO………….. 94 6.2 ESTUDIO CLIMATOLÓGICO REGIONAL …..………………...........…..………… 106 6.3 ESTUDIO DE LA EVAPOTRANSPIRACIÓN …..………………...........…… 120 6.4 CURVA DE DURACIÓN DE CAUDALES …..………………...........…..………… 122 6.5 DETERMINACIÓN CAUDAL ECOLÓGICO ………..…..………………...........…… 128

7. OPERACIONAL ACTUAL Y REDISEÑO DE ESTRUCTURAS

HIDRÁULICAS…........................................................................................................................... 131

7.1 CALIDAD DE AGUA TRATADA…………………………………………………………… 132 7.2 COMPROBACIÓN DE ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS ACTUALES RÍO PERUCHO 133 7.3 COMPROBACIÓN DE ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS ACTUALES RIO ILÁ ……… 152 7.4 REDISENO YOPTIMIZACIÓN DE ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS………………… 166 7.5 MANTENIMIENTO DE ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS …………………………….. 189 7.6 DISENO DE RED DE DISTRIBUCIÓN…………………………………………………. 191

7.4.1 Distribución de caudales……………………….. …………………………… 191 7.4.2 Cálculo de red de distribución……………………….. ……………………….. 193

xii

8. CANTIDADES DE OBRA, ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS Y PRESUPUESTO……… 208 8.1 CANTIDADES DE OBRA…………………………………………………………………. 208 8.2 ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS Y PRESUPUESTO ………………………….. 212 9. EVALUACIÓN DE IMPACTO AMBIENTAL……………………………………………………… 216

9.1 EVALUACIÓN AMBIENTAL…………………………………………………………….. 217 9.1.1 Identificación y valoración de impactos……………………………………… 217 9.1.2 Matriz de Leopold……………………………………………………………… 220

9.2 PLAN DE MANEJO AMBIENTAL PROPUESTO………………………………………. 226

10. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES……………………………………………………. 230 BIBLIOGRAFÍA…………………………………………………………………………………………. 233 ANEXOS …………………………………………………………………………………………. 235

xiii

LISTA DE TABLAS Pág. Tabla 1. Clase de pendientes ………………………………………………………… 10 Tabla 2. Distribución de veredas ………………………………………………………… 12 Tabla 3. Densidad de población ………………………………………………………… 13 Tabla 4. Características de los desarenadores ………………………………………………. 28 Tabla 5. Beneficiarios de los sistemas de acueducto según los usos y estratos de los servicios 32 Tabla 6. Censos La Vega, Cundinamarca ………………………………………………. 34 Tabla 7. Municipios adoptados …………………………………………………………………. 38 Tabla 8. Población cabecera municipal por años censados ……………………………. 38 Tabla 9. Proyección de población de los municipios utilizados ……………………………. 39 Tabla 10. Proyección de población, Método de comparación con poblaciones similares ... 39 Tabla 11. Valores proyectados de población cabecera municipal …………………………. 46 Tabla 12. Tasa intercensal y periodo de aplicación cabecera municipal …………………… 47 Tabla 13. Valores proyectados curva de crecimiento cabecera municipal ………………… 48 Tabla 14. Valores tasa de crecimiento poblacional cabecera municipal ……………………. 49 Tabla 15. Valores progresión aritmética cabecera municipal …………………………….. 50 Tabla 16. Valores progresión geométrica cabecera municipal ……………………………. 51 Tabla 17. Valor de constante de proporcionalidad cabecera municipal ……………………… 53 Tabla 18. Valores curva logarítmica cabecera municipal …………………………….. 53 Tabla 19. Valores tasa de crecimiento curva exponencial cabecera municipal ……………. 55 Tabla 20. Método curva exponencial cabecera municipal ……………………………………. 55 Tabla 21. Valores población curva logística ……………………………………………………. 56 Tabla 22. Valores población regresión lineal cabecera municipal ……………………………. 58 Tabla 23. Valores población regresión exponencial cabecera municipal ……………………. 59 Tabla 24. Valores población regresión potencial cabecera municipal ……………………….. 60 Tabla 25. Valores población regresión logarítmica cabecera municipal …………………….. 60 Tabla 26. Valores habitantes por lote zona residencial ……………………………………….. 62 Tabla 27. Valores obtenidos para la zona residencial …………………………………………. 63 Tabla 28. Valores habitantes por lote zona comercial …………………………………………. 64 Tabla 29. Valores por manzanas zona comercial ………………………………………………. 64 Tabla 30. Valores habitantes por lote zona mixta ………………………………………………. 64 Tabla 31. Valores por manzanas zona mixta ……………………………………………………. 65 Tabla 32. Cálculos población actual ……………………………………………………………… 65 Tabla 33. Cálculos población futura ……………………………………………………………… 66 Tabla 34. Cálculos población futura por años …………………………………………………… 66 Tabla 35. Población futura por años …………………………………………………………….., 66 Tabla 36. Proyección de población método censo directo …………………………………….. 67 Tabla 37. Proyección de población DANE cabecera municipal ……………………………….. 68 Tabla 38. Proyección de población cabecera municipal………………………………………… 70 Tabla 39. Proyección de población cabecera municipal ……………………………………….. 72 Tabla 40. Días de aumento de población (población flotante) ………………………………… 72 Tabla 41. Población ajustada cabecera municipal ……………………………………………… 73 Tabla 42. Censos población rural La Vega, Cundinamarca……………………………………. 74 Tabla 43. Proyección de población rural DANE, La Vega……………………………………… 75 Tabla 44. Proyección de población rural La Vega, Cundinamarca……………………………. 77 Tabla 45. Población rural ajustada…………………………….………………………………….. 78 Tabla 46. Población Total …………………………….…………………………….……………… 79 Tabla 47. Asignación del nivel de complejidad …………………………….…………………… 81 Tabla 48. Nivel de complejidad del sistema …………………………….…………………… 82 Tabla 49. Dotación neta…………………………….…………………………………….…………. 83 Tabla 50. Determinación de dotación neta …………………………….…………………… 84 Tabla 51. Determinación de dotación bruta …………………………….…………………… 86

xiv

Tabla 52. Coeficiente consumo máximo k1 …………………………….……………………. 87 Tabla 53. Coeficiente consumo máximo k2 …………………………….……………………. 88 Tabla 54. Proyección de la demanda …………………………….……………………………… 89 Tabla 55. Dotación futura – Planeación nacional…………………………….……………………. 91 Tabla 56. Dotación futura – Método INSFOPAL …………………………….……………………. 91 Tabla 57. Comparación dotación neta …………………………….……………………………… 92 Tabla 58. Planchas cartográficas utilizadas…..………………...........…..………………............. 93 Tabla 59. Datos básicos de la morfometría de las cuencas…..………………...........…..……… 94 Tabla 60. Características morfométricas cuencas …..………………...........…..………… 95 Tabla 61. Características de Horton cuenca río Ilá …..………………...........…..………………. 96 Tabla 61a. Relaciones de Horton cuenca río Ilá ………………………………………………….. 96 Tabla 62. Características de Horton cuenca río Perucho ………………………………………. 97 Tabla 62a. Relaciones de Horton cuenca río Perucho …………………………………………. 97 Tabla 63. Cálculos curva hipsométrica río Ilá ……………………………………………………... 102 Tabla 64. Cálculos curva hipsométrica río Perucho ……………………………………………… 104 Tabla 65. Estaciones meteorológicas utilizadas ………………………………………………….. 106 Tabla 66. Áreas de polígonos de Thiessen - Cuenca Perucho ………………………………… 117 Tabla 67. Áreas de polígonos de Thiessen - Cuenca Ilá ……………………………………….. 117 Tabla 68. Precipitación media cuenca Perucho enero de 2000 ………………………………… 118 Tabla 69. Precipitación media cuenca Ilá enero de 2000 ……………………………………….. 119 Tabla 70. Precipitación media mensual – Cuenca Perucho. Periodo 2000 al 2011 ………….. 119 Tabla 71. Precipitación media mensual - Cuenca Ilá. Periodo 2000 al 2011 …………………. 120 Tabla 72. Valores de evapotranspiración potencial - Estación El Acomodo Periodo 2000-2011 121 Tabla 73. Curva de duración de caudales - Cuenca Perucho …………………………………… 124 Tabla 74. Curva de duración de caudales cuenca Ilá …………………………………………….. 125 Tabla 75. Metodologías para cálculo de caudal ecológico ………………………………… 129 Tabla 76. Valores de caudal ecológico …………………………………..…………………………. 130 Tabla 77. Valores admisibles de agua tratada según Norma RAS 2000 ..………………………. 132 Tabla 78. Línea piezometrica actual de la tubería de aducción del río Perucho……………… 140 Tabla 79. Línea piezometrica actual de la tubería de conducción del río Perucho……………… 150 Tabla 80. Línea piezometrica actual de la tubería de aducción del río Perucho……………… 160 Tabla 81. Línea piezometrica actual de la tubería de conducción del río Ilá …………………… 165 Tabla 82. Línea piezometrica de la tubería de conducción para el año 2038 del río Perucho … 169 Tabla 83. Número de Hazen ………………………………………………………………………….. 173 Tabla 84. Línea piezometrica de la tubería de conducción para el año 2038 del río Ilá …………..187 Tabla 85. Distribución de población municipio de La Vega Cundinamarca ………………………. 192 Tabla 86. Caudales para cabecera y acueductos rurales .………………………………………….. 192 Tabla 87. Consumo bimensual de acueductos veredales …………………………………………... 193 Tabla 88. Información en los nodos actual…………………………………………...……………….. 196 Tabla 89. Información de las tuberías actual…………………………………………...……………... 196 Tabla 90. Presión mínima según nivel de complejidad ……………………………………………… 198 Tabla 91. Información en los nodos para el año 2013 ………………………………………………. 202 Tabla 92. Información en los nodos para el año 2028 ………………………………………………. 203 Tabla 93. Información en los nodos para el año 2038 ………………………………………………. 203 Tabla 94. Información de las tuberías para el año 2013 ……………………………………………. 204 Tabla 95. Información de las tuberías para el año 2028……………………………………………… 205 Tabla 96. Información de las tuberías para el año 2038……………………………………………… 206 Tabla 97. Volúmenes de concreto reforzado para el desarenador ………………………………. 209 Tabla 98. Cantidades de Acero y concreto para el desarenador ………………………………….. 210 Tabla 99. Cantidad de Acero para el desarenador ………………………………………………… 210 Tabla 100. Cantidades de Obra para el desarenador ………………………………………………… 210 Tabla 101. Cantidades de Obra para la red de distribución año 2013 ……………………………… 212 Tabla 102. Cantidades de Obra para la red de distribución año 2038 ……………………………. 212 Tabla 103. Análisis de precios unitarios ……………………………………………………………… 213 Tabla 104. Indicativos para la Matriz de Leopold…………………………………………………….. 221

xv

Tabla 105. Magnitud de los impactos………………………………………………………………... 222 Tabla 106. Matriz de Leopold………………………………………………………………………….. 223

xvi

LISTA DE FIGURAS Pág. Figura 1. Mapa político Cundinamarca-Gualivá .......……………………………………. 8 Figura 2. Ubicación municipio La Vega, Cundinamarca ……………………………….. 9 Figura 3. Número de habitantes La Vega, Cundinamarca ……………………………….. 12 Figura 4. Porcentajes del sector agropecuario …………………………………………………... 15 Figura 5. Registro de las actividades generadoras de empleo ………………………………... 17 Figura 6. Nivel educativo habitantes de La Vega …………………………………………. 18 Figura 7. Flujograma sistema de acueducto existente …………………………………………. 23 Figura 8. Censos La Vega (cabecera municipal), Cundinamarca ……………………………….. 34 Figura 9A. Método de comparación con poblaciones similares ………………………………... 40 Figura 9B. Proyección de población - Método de comparación con poblaciones similares…… 41 Figura 10. Método de proporción aritmética (normal) - Cabecera municipal ……………… 43 Figura 11. Método de proporción geométrica (log-normal) - Cabecera municipal ……………… 44 Figura 12. Método de proporción logarítmica (log-log) - Cabecera municipal ……………… 45 Figura 13. Grafico método de progresión aritmética (cabecera municipal) ……………… 50 Figura 14. Grafica método geométrico cabecera municipal………………………………………. 52 Figura 15. Curva logarítmica cabecera municipal ………………………………………….. 54 Figura 16. Grafica proyección de población censo directo ……………………………….. 67 Figura 17. Comparación de métodos de proyección de población cabecera municipal………. 71 Figura 18. Proyección de población rural …………………………………………………… 76 Figura 19. Proyección de población total …………………………………………………… 79 Figura 20. Proyección de caudales …………………………………………………………….. 90 Figura 21. Ley del número de corrientes, Cuenca Ilá ……………………………………………… 98 Figura 22. Ley de las longitudes de las corrientes, Cuenca Ilá ………………………………….. 98 Figura 23. Ley de las áreas de las corrientes, Cuenca Ilá ………………………………………. 99 Figura 24. Ley del número de corrientes, Cuenca Perucho………………………………………. 99 Figura 25. Ley de las longitudes de las corrientes, Cuenca Ilá …………………………………… 100 Figura 26. Ley de las áreas de las corrientes, Cuenca Perucho …………………………………. 100 Figura 27. Curva hipsométrica río Ilá …………………………………..…………………………... 103 Figura 28. Curva hipsométrica río Perucho ………………………………………………………… 105 Figura 29. Brillo solar total mensual multianual ……………………………………………………. 107 Figura 30. Brillo solar anual …………………………………..………………………………………. 108 Figura 31. Humedad relativa media mensual multianual …………………………………………. 109 Figura 32. Humedad relativa media anual …………………………………..……………………… 109 Figura 33. Temperatura máxima mensual multianual …………………………………………….. 110 Figura 34. Temperatura máxima anual ……………………………………………………………. 110 Figura 35. Temperatura mínima mensual multianual………………………………………………. 111 Figura 36. Temperatura mínima anual …………………………………..………………………… 111 Figura 37. Temperatura media mensual multianual ……………………………………………… 112 Figura 38. Temperatura media anual ………………………………………………………………. 112 Figura 39. Velocidad del viento media mensual multianual ……………………………………… 113 Figura 40. Velocidad del viento media anual …………………………………………………… 113 Figura 41. Ubicación de las estaciones cercanas a las áreas de las cuencas …………………. 115 Figura 42. Cálculo de la escorrentía total, según el Método de Jack J. Fritz …………………… 123 Figura 43. Curva de duración de caudales - Cuenca Perucho ………………………………… 126 Figura 44. Curva de duración de caudales - Cuenca Ilá ………………………………………….. 127 Figura 45. Esquema de operación actual del sistema río Perucho .……………………………… 134 Figura 46. Vertedero de Exceso ……………………………………………………………………….. 137 Figura 47. Tubería de aducción río Perucho ………………………………………………………… 139 Figura 48. Línea piezométrica actual de la tubería de aducción río Perucho …………………… 141 Figura 49. Desarenador del río Perucho …………………………………………..………………… 142 Figura 50. Línea piezométrica actual de la tubería de conducción río Perucho ………………… 150

xvii

Figura 51. Esquema de operación actual del sistema del río Iá ………………………………….. 153 Figura 52. Tubería de aducción río IIá ………………………………………………………………… 158 Figura 53. Línea piezométrica actual de la tubería de conducción río Perucho ………………… 160 Figura 54. Línea piezométrica actual de la tubería de conducción río Ilá ………………………… 165 Figura 55. Línea piezométrica de la tubería de conducción para el año 2038 río Perucho …… 169 Figura 56. Esquema de operación para el año 2038 del sistema de captación, aducción y conducción rio Perucho ……………………………..………………………………………………….. 170 Figura 57. Pendiente longitudinal del desarenador río Ilá ………………………………………….. 179 Figura 58. Pendiente transversal del desarenador río Ilá …………………………………………… 179 Figura 59. Vista en planta desarenador río Ilá.………………………………………………………. 181 Figura 60. Vista perfil del desarenador río Ilá (corte A-A) ……………………………………………. 182 Figura 61. Línea piezométrica de la tubería conducción para el año 2038 del río Ilá …………… 187 Figura 62. Esquema de operación del sistema de captación, aducción y conducción para el año 2038 del río Ilá ……………………………………………………………………………… 188 Figura 63 Esquema inicial red de acueducto…………………………………………………………... 195 Figura 64. Red de acueducto año 2013 …………………………………………………….............. 199 Figura 65. Red de acueducto año 2028…………………………………………………………........... 200 Figura 66. Red de acueducto año 2038 ………………………………………………………............ 201

xviii

GLOSARIO

ACCESORIOS: elementos componentes de un sistema de tuberías, diferentes de las

tuberías en sí, tales como uniones, codos, tees, etc.

ACOMETIDA: ramificación de la red local de acueducto que llega hasta el registro de

rueda en el punto de empate con la instalación interna del predio. En edificios de

propiedad horizontal o condominios, la acometida llega hasta el registro de corte

general.

ADUCCIÓN: dispositivo a través del cual se transporta agua cruda, ya sea a flujo libre

o a presión.

AGUA CRUDA: agua superficial o subterránea en estado natural; es decir, que no ha

sido sometida a ningún proceso de tratamiento.

AGUA POTABLE: agua que por reunir las exigencias organolépticas, físicas,

químicas y microbiológicas es apta y aceptable para el consumo humano y cumple

con las normas de calidad de agua.

ALMACENAMIENTO: operación destinada a almacenar un determinado volumen de

agua para cubrir los picos horarios y la demanda contra incendios.

BOCATOMA: estructura hidráulica que capta el agua desde una fuente superficial y la

conduce al sistema de acueducto.

BORDE LIBRE: espacio comprendido entre el nivel máximo esperado del agua fijado

por el sistema de rebose y la altura total de la estructura de almacenamiento.

CÁMARA DE RECOLECCIÓN: estructura que recolecta el agua captada para

conducirse luego al desarenador.

xix

CAPACIDAD HIDRÁULICA: caudal máximo que puede operar un componente o una

estructura hidráulica guardando sus condiciones normales de operación.

CAPTACIÓN: conjunto de estructuras necesarias para conseguir el agua de una

fuente de abastecimiento.

CAUDAL DE DISEÑO: caudal estimado con el cual se diseñan los equipos,

dispositivos y estructuras de un sistema determinado.

CAUDAL MÁXIMO DIARIO: consumo máximo durante veinticuatro horas, observado

en un período de un año, sin tener en cuenta las demandas contra incendio que se

hayan presentado.

CAUDAL MÁXIMO HORARIO: consumo máximo durante una hora, observado en un

período de un año, sin tener en cuenta las demandas contra incendio que se hayan

presentado.

CAUDAL MEDIO DIARIO: consumo medio durante veinticuatro horas, obtenido como

el promedio de los consumos diarios en un período de un año.

CLORO RESIDUAL: concentración de cloro existente en cualquier punto del sistema

de abastecimiento de agua, después de un tiempo de contacto determinado

COEFICIENTE DE CONSUMO MÁXIMO DIARIO: relación entre el consumo máximo

diario y el consumo medio diario.

COEFICIENTE DE CONSUMO MÁXIMO HORARIO CON RELACIÓN AL MÁXIMO

DIARIO: relación entre el consumo máximo horario y el consumo máximo diario.

COEFICIENTE DE CONSUMO MÁXIMO HORARIO: relación entre el consumo

máximo horario y el consumo medio diario.

xx

COEFICIENTE DE RUGOSIDAD: medida de la rugosidad de una superficie, que

depende del material y del estado de la superficie interna de una tubería.

COMPUERTAS: Es un dispositivo hidráulico-mecánico destinado a regular el pasaje

de agua u otro fluido en una tubería, en un canal, presas, esclusas, obras de

derivación u otra estructura hidráulica.

CONDUCCIÓN: componente a través del cual se transporta agua potable, ya sea a

flujo libre o a presión.

CONDUCTO: estructura hidráulica destinada al transporte de agua.

CUENCA HIDROGRÁFICA: superficie geográfica que drena hacia un punto

determinado.

CURVAS DE DURACIÓN DE CAUDALES: Análisis de frecuencias de la serie

histórica de caudales medios mensuales en el sitio de captación del proyecto de

suministro de agua

CURVA DE CRECIMIENTO: Análisis del crecimiento de la población de la serie

histórica del proyecto.

DEMANDA: Cantidad de servicios del recurso hídrico que los pobladores necesitan

para satisfacer sus necesidades básicas.

DESINFECCIÓN: proceso físico o químico que permite la eliminación o destrucción

de los organismos patógenos presentes en el agua.

DIÁMETRO NOMINAL: representa el tamaño estándar para tuberías de presión.

Viene en medida de pulgadas.

DIÁMETRO REAL: diámetro interno de una tubería determinado con elementos

apropiados.

xxi

DOTACIÓN: cantidad de agua asignada a una población o a un habitante para su

consumo en cierto tiempo, expresada en términos de litro por habitante por día o

dimensiones equivalentes.

FLUJO LIBRE: aquel transporte en el cual el agua presenta una superficie libre

donde la presión es igual a la presión atmosférica.

FUENTE DE ABASTECIMIENTO DE AGUA: depósito o curso de agua superficial o

subterráneo, natural o artificial, utilizado en un sistema de suministro de agua.

FUGAS: cantidad de agua que se desperdicia en un sistema de acueducto por

accidentes en la operación, tales como rotura o fisura de tubos, rebose de tanques, o

fallas en las uniones entre las tuberías y los accesorios.

GOLPE DE ARIETE: fenómeno hidráulico de tipo dinámico oscilatorio, causado por la

interrupción violenta del flujo en una tubería, bien por el cierre rápido de una válvula o

apagado del sistema de bombeo, que da lugar a la transformación de la energía

cinética en energía elástica, tanto en el flujo como en la tubería, produciendo

sobreelevación de la presión, subpresiones y cambios en el sentido de la velocidad

del flujo.

LÍNEA PIEZOMÉTRICA: línea o elevación obtenida de la suma de la cabeza de

presión y la diferencia de altura topográfica respecto a un datum o nivel de referencia.

MORFOMETRÍA: Es el estudio cuantitativo de las características físicas de una

cuenca hidrográfica, y se utiliza para analizar la red de drenaje, las pendientes y la

forma de una cuenca a partir del cálculo de valores numéricos.

OPTIMIZACIÓN: proceso de diseño y/o construcción para alcanzar la mejor armonía

y compatibilidad entre los componentes de un sistema o aumentar su capacidad o la

de sus componentes, aprovechando al máximo todos los recursos disponibles.

xxii

PÉRDIDAS MENORES: pérdida de energía causada por accesorios o válvulas en

una conducción de agua.

PÉRDIDAS POR FRICCIÓN: pérdida de energía causada por los esfuerzos

generados en las paredes de un conducto, que se oponen al movimiento del flujo

retardando el desplazamiento.

PERÍODO DE DISEÑO: tiempo para el cual se diseña un sistema o los componentes

de éste, en el cual su(s) capacidad(es) permite(n) atender la demanda proyectada

para este tiempo.

POBLACIÓN DE DISEÑO: población que se espera atender por el proyecto,

considerando el índice de cubrimiento, crecimiento y proyección de la demanda para

el período de diseño.

PRESIÓN DINÁMICA: presión que se presenta en un conducto con el paso de agua a

través de él.

PRESIÓN ESTÁTICA: presión en un conducto cuando no hay flujo a través de él.

RED DE DISTRIBUCIÓN: conjunto de tuberías, accesorios y estructuras que

conducen el agua desde el tanque de almacenamiento o planta de tratamiento hasta

los puntos de consumo.

RED MATRIZ: parte de la red de distribución que conforma la malla principal de

servicio de una población y que distribuye el agua procedente de la conducción,

planta de tratamiento o tanques de compensación a las redes secundarias. La red

primaria mantiene las presiones básicas de servicio para el funcionamiento correcto

de todo el sistema, y generalmente no reparte agua en ruta.

xxiii

REJILLA: dispositivo instalado en una captación para impedir el paso de elementos

flotantes o sólidos grandes.

TANQUE DE COMPENSACIÓN: depósito de agua en un sistema de acueducto, cuya

función es compensar las variaciones en el consumo a lo largo del día mediante

almacenamiento en horas de bajo consumo y descarga en horas de consumo

elevado.

TUBERÍA: ducto de sección circular para el transporte de agua.

USUARIO: persona natural o jurídica que se beneficia con la prestación de un servicio

público, bien como propietario del inmueble en donde éste se presta, o como receptor

directo del servicio. A este último usuario se le conoce también como consumidor.

(Ley 142 de 1994).

VELOCIDAD DEL FLUJO: velocidad que lleva el agua a través de la tubería.

VERTEDERO DE EXCESOS: estructura que capta el exceso de caudal que se

genere en la cámara de recolección.

A continuación se presentan las principales siglas que contiene el trabajo. EAAA Empresa de acueducto, alcantarillado y aseo de La Vega,

Cundinamarca.

CAR Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca

CRA Comisión de Regulación de Agua Potable y Saneamiento Básico

DANE Departamento Administrativo Nacional de Estadísticas

xxiv

DNP Departamento Nacional de Planeación

DSPD Dirección de Servicios Públicos Domiciliarios del Ministerio de

Desarrollo Económico

FAO Food and Agriculture Organization of the United Nations

POT Plan de Ordenamiento Territorial

IGAC Instituto Geográfico Agustín Codazzi

INS Instituto Nacional de Salud

INVIMA Instituto Nacional de Vigilancia de Medicamentos y Alimentos

ISO International Organization for Standardization

NTC Norma Técnica Colombiana

SSPD Superintendencia de Servicios Públicos Domiciliarios

EPA United States Environmental Protection Agency

INSFOPAL Instituto de fomento municipal

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