tarazá

MUNICIPIO DE TARAZÁ PLAN MAESTRO DE ACUEDUCTO DEL AREA URBANA DE MUNICIPIO DE TARAZÁ

RESUMEN EJECUTIVO DEL PROYECTO

JUNIO 2013

INFORME PRELIMINAR Y DE DISEÑO DE ACUEDUCTOS DEL AREA URBANA DEL MUNICIPIO DE TARAZÁ

TABLA DE CONTENIDO 1. INFORMACIÓN GENERAL DEL MUNICIPIO DE TARAZÁ 1.1 INFORMACIÓN GENERAL………………………………………………………….7 1.2 ANTECEDES HISTÓRICOS.………………………………………………………..7 1.3 POSICIÓN GEOGRÁFICA…………………………………………………………..8 1.4 LÍMITES Y DIVISIÓN POLÍTICA……………………………………………………9 1.4.1 DESCRIPCIÓN FÍSICA……………………………………………………………9 1.4.2 LÍMITES DEL MUNICIPIO…………………………………………………………9 1.4.3 DIVISIÓN ADMINISTRATIVA 1.4.4 DIVISIÓN POLÍTICA DEL MUNICIPIO…………………………………………10 1.5.1 PRINCIPALES ALTURAS 1.5 RELIEVE 1.5.1 PRINCIPALES ALTURAS 1.6 ASPECTOS CLIMATOLÓGICOS 1.7 VÍAS DE COMUNICACIÓN………………………………………………………11 1.8 GEOLOGÍA Y SUELOS 1.9 HIDROGRAFÍA 1.10 PERIMETRO URBANO (USO DE SUELO) 1.11 ASPECTOS SOCIOECONÓMICOS 1.11.1 ECONOMÍA………………………………………………………………………12 1.11.2 EDUCACIÓN 1.11.3 SALUD 1.12 ASPECTOS DEMOGRÁFICOS

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1.13 SERVICIOS PÚBLICOS 1.13.1 TRANSPORTE 1.14 FUENTES DE INFORMACIÓN…………………………………………………13 2. DIAGNÓSTICO Y PARÁMETROS DE DISEÑO DE ACUEDUCTO 2.1 DIAGNÓSTICO DE REDES EXISTENTES Y PRINCIPALES PROBLEMAS DEL MUNICIPIO DE TARAZÁ 2.1.1 DINÁMICA POBLACIONAL……………………………………………………...14 2.1.2 INFRAESTRUCTURA DE ACUEDUCTOS 2.1.3 PLAN MAESTRO DE ACUEDUCTO…………………………………………..15 2.1.4 PRINCIPAL PROBLEMA EN TARAZÁ 2.2 PARÁMETROS DE DISEÑO……………………………………………………16 2.1 PROYECCIONES DE POBLACIÓN 2.2 NIVEL DE COMPLEJIDAD 2.3 PERIODO DE DISEÑO 2.4 NIVEL DE PÉRDIDAS 2.5 DOTACIONES 2.5.1 DOTACIÓN NETA 2.5.2 DOTACIÓN BRUTA 2.6 PROYECCIÓN DE LAS DEMANDAS 2.6.1 CAUDALES 2.6.2 COEFICIENTES DE CONSUMO MÁXIMO DIARIO Y CONSUMO MÁXIMO HORARIO 2.7 PARÁMETROS DE DISEÑO DE REDES PROYECTADAS 2.8 FUENTES DE INFORMACIÓN 3. DISEÑOS 3.1 ANÁLISIS Y SELECCIÓN DE ALTERNATIVAS 3


3.2 DISEÑOS HIDRÁULICOS 3.2 CÁLCULO DE CAPTACIÓN (DIQUE TOMA) 3.3 OTROS ELEMENTOS DEL ACUEDUCTO 3.3.1 VÁLVULAS DE CORTE 3.3.2 CÁMARAS DE QUIEBRE 3.3.3 MICROMEDICIÓN Y MACROMEDICIÓN 3.3.4 VÁLVULAS DE VENTOSA 3.4 PROGRAMACIÓN DE LAS OBRAS Y PRESUPUESTOS

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LISTADO DE TABLAS TABLA 1. DINÁMICA POBLACIONAL TABLA 2. INFRAESTRUCTURA DE ACUEDUCTOS TABLA 3. PROYECCIONES DE POBLACIÓN TABLA 4. NIVELES DE COMPLEJIDAD. RAS TABLA 5. TABLA ARMADA DE CONJUNTO DE ESPECIFICACIONES DEL RAS TABLA 6. DOTACIÓN NETA MÁXIMA (RAS 2000- RES 2320 DE 27 DE NOV. DE 2009) TABLA 7. COEFICIENTE DE CONSUMO MÁXIMO DIARIO, K1, SEGÚN EL NIVEL DE COMPLEJIDAD DEL SISTEMA (RAS-2000) TABLA 8. COEFICIENTE DE CONSUMO MÁXIMO HORARIO, K2, SEGÚN EL NIVEL DE COMPLEJIDAD DEL SISTEMA Y EL TIPO DE RED DE DISTRIBUCIÓN. (RAS-2000) TABLA 9. CAUDALES QMD, QMD, QMH OBTENIDOS PARA PERIODO DE DISEÑO Y POBLACIÓN TABLA 10. ANEXO DE CÁLCULO DE TANQUE TABLA 11. DATOS DEL MUNICIPIO TABLA 12. DATOS DE BOMBEO Y ADUCCIÓN TABLA 13. DATOS TOPOGRÁFICOS PARA CÁLCULO DE DIÁMETRO EFECTIVO TABLA 14. CONTENIDA EN ANEXO DE CÁLCULO DE DIÁMETRO ÓPTIMO TABLA 15. COSTOS DE TUBERÍA POR DIÁMETRO (COSTOS NO ACTUALIZADOS) TABLA 16. RESUMEN DE OBRAS E INVERSIONES DEL PROYECTO DE OPTIMIZACIÓN Y EXPANSIÓN DEL ACUEDUCTO

LISTADO DE FIGURAS ILUSTRACIÓN I. LOCALIZACIÓN GEOGRÁFICA DEL MUNICIPIO DE TARAZÁ ILUSTRACIÓN 2. DIVISIÓN POLÍTICA 5


ILUSTRACIÓN 3. RUTA MEDELLÍN - TARAZÁ

LISTADO DE GRÁFICAS GRÁFICA 1. MÉTODOS DE ESTIMACIÓN DE POBLACIÓN GRÁFICA 2. PRECIO TUBERÍA

GLOSARIO

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INFORME PRELIMINAR DEL MUNICIPIO DE TARAZÁ 1. INFORMACIÓN GENERAL DEL MUNICIPIO DE TARAZÁ 1.1 INFORMACIÓN GENERAL        

Número de habitantes: 31.862 Extensión en Km²: 1.560 Altura sobre el nivel del mar en metros: 125 Clima: Cálido Temperatura en grados centígrados: 28 Distancia desde Medellín en Km: 222 Distancia desde Medellín en tiempo: 5 horas Principales actividades económicas: Ganadería, oro, yuca, madera y maíz

1.2 ANTECEDES HISTÓRICOS Esta región estaba poblada por los indios Tarazaes, fue descubierta por el general Ospina, quien abrió las primeras parcelas en la región, tiempo después llegó don Guillermo Echavarría Misas (pionero de la aviación en Colombia), una vez instalados el General Ospina y Echavarría Misas empezaron a abrir trochas para transportar el ganado desde el departamento de Bolívar hasta Medellín. Algunos arrieros en vista de la fertilidad de estas tierras a construyeron pequeñas parcelas donde cosecharon, entre otros, maíz, arroz y la extracción del caucho en las montañas cercanas a la región. De la Región de Ituango y Yarumal llegaron más personas y con ellos se inició el desarrollo comercial, agrícola y ganadero que hace hoy famosa a la municipalidad. Algunos personajes por mencionar: Don Gustavo Restrepo Salazar, Don Gabriel Villa y Don Jesús Ortega Restrepo, construyeron las primeras casas de la cabecera municipal. También por la misma época el General Pedro Nel Ospina Presidente de la República en ese momento, daría inicio a la construcción de la carretera a la costa atlántica, hoy denominada Troncal del Norte. En Tarazá los trabajadores de las carreteras tenían un campamento, de allí salieron y fundaron el primer corregimiento denominado Puerto Ospina, que actualmente se llama Puerto Antioquia. Es bueno aclarar que Tarazá fue inicialmente una vereda de Puerto Ospina. En 1953 comenzó a formarse la Población de Tarazá a orillas del río del mismo nombre, que pertenecía a Cáceres. Transcurría el año de 1957 cuando llegaron los tres hermanos Osorio Mejía, Don Rogelio; apasionado y entusiasta político

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quien se dedicó a impulsar esta región. Asesorado de Jesús Ortega Restrepo, Gabriel Restrepo y Francisco Valencia. En el año 1959, la ordenanza 25 del 14 de Diciembre creó la Inspección de Tarazá y en el año de 1960 se convirtió en Corregimiento Departamental, por ordenanza de la Honorable Asamblea, en ese mismo año Tarazá fue erigido Corregimiento de Cáceres, cuando este comenzaba a fortalecerse, recibió el nombre de Puerto Bijao que pertenecía a Puerto Antioquia. El Doctor Manuel Ospina Vázquez, heredero del General Ospina impedía que se creara la cabecera del Corregimiento, los señores Osorio Mejía, Ortega Restrepo y Ulises Posada llevaron a efecto una invasión y quienes a pesar de las amenazas del Sargento Gabriel Castañeda, decidieron apropiarse de los terrenos, por tal razón Ospina Vásquez confirió poder especial en la persona del señor Rogerio Osorio Mejía para que zanjara las diferencias entre las partes, y lo autorizó a vender los terrenos al precio que fijara. Fue así como vendieron alrededor de 800 lotes a razón de 50 centavos la vara y también se le autorizo para elevar las escrituras públicas de los terrenos. Fue condición para los invasores que nadie podía construir ranchos pajizos y que debían someterse al alimento de las calles, y gracias a esto Tarazá es uno de los municipios más bien trazados y construidos que tiene el Departamento de Antioquia. En Noviembre de 1978 el señor Rogerio Osorio Mejía en su calidad de Diputado a la Asamblea presentó el proyecto de Ordenanza para que Tarazá fuera municipio, dicho proyecto fue aprobado por unanimidad y Tarazá empezó su vida municipal el primero de Enero de 1979 y es segregado del Municipio de Cáceres 1.3 POSICIÓN GEOGRAFICA El corregimiento está ubicado en el departamento de Antioquia, municipio de Tarazá, a 192 Km de Medellín en la vía a la Costa Atlántica. Localizado en las coordenadas 7º 35´47´´ latitud norte y a 75º 23´45´´ longitud oeste, en la República de Colombia.

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Ilustración 1. Localización geográfica del municipio de Tarazá

1.4 LÍMITES Y DIVISIÓN POLITICA 1.4.1 DESCRIPCIÓN FÍSICA El municipio lo conforman 5 corregimientos, La Caucana, Puerto Antioquia, El Doce, Barro Blanco y El Guáimaro, y posee 54 veredas. Está unido por vía terrestre con Medellín y Cáceres.

1.4.2 LÍMITES DEL MUNICIPIO Tarazá es un municipio de Colombia, localizado en la subregión del Bajo Cauca del departamento de Antioquia. Limita por el norte con el departamento de Córdoba y el municipio de Cáceres, por el este con el municipio de Cáceres, por el 9


sur con los municipios de Valdivia e Ituango, y por el oeste con el departamento de Córdoba. Su cabecera dista 222 kilómetros de la ciudad de Medellín, capital de Antioquia. El municipio posee una extensión de 1.569 kilómetros cuadrados. 1.4.3 DIVISIÓN ADMINISTRATIVA Se divide en los corregimientos de la Caucana, Puerto Antioquia, El Barro y Barro Blanco y en 54 veredas. 1.4.4 DIVISIÓN POLITICA DEL MUNICIPIO

Ilustración 2. División política del municipio de Tarazá

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La jurisdicción municipal tiene una extensión territorial de 1.560 km2 de los cuales 1.2 km2 corresponden a la cabecera urbana y 1.558,80 km 2 corresponden al área rural. Su territorio está constituido por la cuenca del río Tarazá en cuyas partes altas se tienen sistemas montañosos de hasta 3.000 m.s.n.m especialmente en los límites con el departamento de Córdoba que los define la Serranía de Ayapel y la cuchilla de Planadas, el resto del territorio está conformado por las planicies aluviales bajas del río Cauca. Presenta una vegetación de bosque Subandino con zonas de aptitud forestal productora y protectora. Tiene un promedio anual de lluvias entre 3.000 a 3.500 mm. 1.5 RELIEVE La mayor parte del territorio en ondulado, al sur hay una pequeña porción montañosa en las serranías del Abibe y Ayapel, siendo este último accidente geográfico, también el límite natural con el departamento de Córdoba. 1.5.1 PRINCIPALES ALTURAS La serranía de Ayapel, que le sirve de límite con Córdoba, donde se encuentra la cuchilla de San Antonio. 1.6 ASPECTOS CLIMATOLÓGICOS Clima: de los 1.560 km2 de extensión, el 95% (1,482 km2) poseen clima cálido; el 4.7% (73 km2) tienen clima medio, y el resto, el 0.3% (5 km2), se encuentra en clima frio 1.7 VÍAS DE COMUNICACIÓN Aéreas: A 45 minutos se encuentra el aeropuerto del municipio de Caucasia. Terrestres: La Troncal del Norte lo comunica con Medellín y Caucasia.

Ilustración 3. Ruta Medellín - Tarazá

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Fluviales: Comunicación interveredal a través del río Tarazá en lanchas o chalupas. 1.8 GEOLOGÍA Y SUELOS 1.9 HIDROGRAFÍA     

Está regado por los ríos Cauca, Tarazá, Rayo, Puqui y el Nechí en sus límites con Anorí. Extensión total: 1.560 Km2 Altitud de la cabecera municipal (metros sobre el nivel del mar): 125 Temperatura media: 28º C Distancia de referencia: 222 km. al norte de la Ciudad de Medellín

1.10 PERIMETRO URBANO (USO DE SUELO) Zona Urbana: Está dividida en cuatro sectores, el río Tarazá que corre de sur a norte la divide en los sectores oriental y occidental, y la carretera troncal del Norte que atraviesa el pueblo de sur a norte, posee 23 barrios localizados así: Sector sur: Buenos Aires, Pavas, La Estrella, Pozo Hondo, Mesetas, Santa Helena, Las Palmas, San Miguel, El Bosque, La Bomba, Bijao, La Frontera. Sector Sur-oeste: Siete de Agosto, Villa del Lago. Sector Norte: La Balastrera, El Paraíso, La Lucha. Sector Noreste: Garzón, San Nicolás, María Gaid, Eduardo Correa, Nuevo Milenio, Achira. Zona Rural: Dividida en Zona Rural Poblada, que corresponde a los 5 corregimientos y Zona Rural Dispersa que corresponde a las 57 veredas existentes. 1.11 ASPECTOS SOCIOECONOMICOS 1.11.1 ECONOMÍA Agricultura: Plátano, Cacao, Caucho, Yuca y Arroz. Ganadería: Ganado en general, bovinos de levante y equinos, piscicultura. Orografía: El territorio es principalmente ondulado para la minería del Oro, comercio muy activo.

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1.11.2 EDUCACIÓN En la zona urbana se encuentran los Colegios Ángel Amable Arroyabe, Antonio Roldán Betancourt, Escuela La Lucha y El Liceo Rafael Núñez. 1.11.3 SALUD En la cabecera la E.S.E. Hospital San Antonio, y varios consultorios médicos y odontológicos particulares. En la zona rural, cada corregimiento posee un puesto de salud.

1.12 ASPECTOS DEMOGRAFICOS Población Total: 36.682 habitantes  

Población Urbana: 21.016 Población Rural: 15.666

Alfabetismo: 74.6% (2005, CENSO OFICIAL DANE)  

Zona urbana: 77.6% Zona rural: 70.3%

1.13 SERVICIOS PÚBLICOS 1. 13. 1 TRANSPORTE Terminal de Transporte de la Ciudad de Medellín: Norte. Duración estimada del viaje: 4 horas de recorrido. 1.14 FUENTES DE INFORMACIÓN http://www.taraza-antioquia.gov.co/apc-aafiles/39336537333933306563366135383366/DOCUMENTO_1_PLAN_DE_DESA RROLLO_TARAZA.pdf

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2. DIAGNÓSTICO Y PARÁMETROS DE DISEÑO DE ACUEDUCTO 2.1 DIAGNÓSTICO DE REDES EXISTENTES Y PRINCIPALES PROBLEMAS DEL MUNICIPIO DE TARAZÁ 2.1.1 DINÁMICA POBLACIONAL Para el año 2.007 el DANE proyectaba una población de 34.883 habitantes para el municipio pero las cifras del Sistema de Información para la selección de beneficiarios de los subsidios sociales registran una población de 45.166 habitantes, 22.245 en la cabecera urbana, 12.799 en el área rural poblada y 9.942 en el área rural dispersa Estos datos dan cuenta de la gran dinámica poblacional del municipio por su localización en límites con el departamento de Córdoba y sus relaciones con las Subregiones Norte y del Urabá Antioqueño. Tabla 1. Dinámica Poblacional

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2.1.2 INFRAESTRUCTURA DE ACUEDUCTOS El servicio de Acueducto Urbano tiene una cobertura del 80.52 % de las viviendas, comercio e instituciones. Uno de los problemas más importantes es la presión por la demanda creada por los procesos de urbanización de emergencia, ocasionados por el desplazamiento forzado y la baja calidad de vida en el área rural. En particular el Barrio Las Palmas se desarrolló superando la cota de servicio del actual sistema y en la actualidad captan y consumen agua sin ningún tipo de tratamiento. Tabla 2. Infraestructura de Acueductos

SERVICIOS PÚBLICOS 2006 (Viviendas) COBERTURA % TOTAL URBAN RURAL Acueducto 66.20 80,52(a) 49.40 O Agua potable 0.00 0.00 0.00 Alcantarillado 56.30 72,0 (b) 37.80 Energía 89.20 98.70 78.10 Densidad Telefónica 4.61 … … Aseo 67.70 92,2 ( c 44.70 ) (a) Posee planta de tratamiento (b) No posee tratamiento de aguas residuales (c) No posee servicio de disposición adecuada de desechos sólidos (Relleno sanitario) FUENTE: Censo 2005 y Sisben 2004 La cobertura de acueducto en las viviendas del área rural es en la actualidad de 49.40% y no se tienen procesos de tratamiento. El Atlas Veredal del Departamento de Antioquia en el cuadro resumen del municipio de Tarazá presenta a las veredas de Agua Linda, Cañón de Iglesias, Curumana, Doradas Altas, El Rayo, La Esperanza, La Linda, La Primavera, Matecaña, Neri, Pecoralia, Popales, Puqui, Puri, Quinteron, Tahami, Tamaco y Tesorito, con cero cobertura de acueducto en sus viviendas. Estos indicadores permiten deducir también que ninguna de las veredas presenta una cobertura total en sus viviendas del servicio de acueducto 2.1.3 PLAN MAESTRO DE ACUEDUCTO El Municipio de Tarazá con el acompañamiento de la Corporación Autónoma Regional del Centro de Antioquia y la Empresa de Servicios Públicos del Bajo Cauca, está trabajando en la formulación del Plan Maestro de Acueducto y Alcantarillado para el área urbana. En la actualidad se tienen los diseños del Sistema de Acueducto que implica la construcción de una bocatoma para captar las aguas de las quebradas Pozo Hondo, San Nicolasito y Chuchui, desarenador, aducción de 3.8 km, construcción de una nueva planta de tratamiento con 15


sistemas de floculación, sedimentación, filtración y manejo de lodos además de un nuevo tanque de almacenamiento de 2.000 m 3 previendo para el año 2.016 la construcción de otro tanque de 1.000 m3. La ampliación y optimización de redes estará compuesta por los circuitos las Palmas – San Miguel con 8.564 m de redes, circuito Tarazá sur con 1.607 m de redes y circuito Tarazá norte con 5.575 m de redes. Se instalaran también 72 válvulas de Control, 6 válvulas de descarga y 7 nuevos hidrantes. (Ver memorias y planos de diseño realizados por Sanear Ltda.)

2.1.4 PRINCIPAL PROBLEMA EN TARAZÁ 1. Desabastecimiento de agua potable, dado que en algunas bocatomas veredales los recursos hídricos son insuficientes por los altos niveles de deforestación y el manejo inadecuado de la infraestructura existente. 2. Inadecuada prestación de los servicios públicos (energía eléctrica y alcantarillado). Fuente: Plan de Desarrollo, 2004-2007

2.2 PARÁMETROS DE DISEÑO La tabla muestra las proyecciones de población y demandas de agua potable, así como las proyecciones realizadas por el DANE.

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Tabla 3. Proyecciones de Población

Año 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040 2041 2042 2043

Métodos de estimación de población Aritmético Geométrico Exponencial DANE 23,371 28,739 26,460 23,989 30,381 27,889 24,608 32,117 29,395 25,226 33,951 30,983 25,844 35,891 32,656 26,462 37,941 34,420 27,080 40,109 36,279 27,698 42,400 38,239 28,316 44,823 40,304 28,934 47,383 42,481 29,552 50,090 44,776 30,170 52,952 47,194 30,788 55,977 49,743 31,406 59,174 52,430 32,024 62,555 55,262 32,642 66,129 58,247 33,260 69,906 61,393 33,878 73,900 64,709 34,496 78,122 68,204 35,114 82,585 71,888 35,732 87,303 75,771 36,350 92,290 79,863 36,969 97,563 84,177 37,587 103,136 88,723 38,205 109,028 93,516 38,823 115,257 98,567 39,441 121,841 103,890 40,059 128,802 109,502 40,677 136,160 115,416 41,295 143,938 121,650 41,913 152,161 128,221

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24,702 25,684 26,693 27,758 28,835 29,944 31,075 32,222


En la siguiente grafica se hace un análisis del crecimiento poblacional con los diferentes métodos para calcular la población el cual expondrá con mejor ayuda la razón de elección de método a trabajar. Gráfica 1. Métodos de Estimación de Población

Métodos de estimación de población 160,000 140,000 120,000 100,000 80,000 60,000 40,000 20,000 0 2010

2015 Aritmético

2020

2025

2030

Geométrico

2035

Exponencial

2040

2045

DANE

2.1 PROYECCIONES DE POBLACIÓN Trabajaremos con el método aritmético ya que es el que mejor ajuste tiene con las proyecciones realizadas por el DANE, además, este método contempla el crecimiento vegetativo balanceado por la mortalidad y la emigración, ya que Tarazá en los últimos tiempos se ha visto envuelta en diferentes conflictos que han causado la salida de varia población. A la población del último año censado se le adiciona un número fijo de habitantes, en cada período en el futuro, de acuerdo con la siguiente fórmula:

Donde:

Puc  P    ci  T T  P  Puc  Tuc T   f uc  f ci       

Pf: población futura, extrapolada al año Tf. uc y ci: último censo y censo inicial, entre la serie de censos disponibles Se discriminó la población flotante, ésta es casi nula debido a los conflictos presentados en el municipio, de este modo las visitas a familiares y turismo son muy pocas.

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2.2 NIVEL DE COMPLEJIDAD Según lo establece el RAS -2000 (Resolución 1096 del 17 de noviembre de 2000), en su numeral A.3., se tiene que el nivel de complejidad para los centros poblados del estudio es Medio alto, debido a que su población final (41913 hab.) es mayor a 12500 habitantes y menor a 60000 habitantes, en el cuadro se presenta el criterio definido por el RAS-2000 para la asignación del nivel de complejidad Tabla 4. Niveles de Complejidad. RAS

2.3 PERIODO DE DISEÑO Se diseñará:     

A 25 años CAPTACIONES, ADUCCIONES, CONDUCCIONES Y SISTEMAS DE BOMBEO. A 20 años OBRAS DE CAPTACIÓN SUBTERRÁNEAS Y REDES SECUNDARIAS A 25 años REDES MATRICES O PRIMARIAS A 15 años REDES MENORES O TERCIARIAS A 30 años TANQUES DE ALMACENAMIENTO Y DE COMPENSACIÓN. Tabla 54. Tabla armada de conjunto de especificaciones del RAS

NIVEL DE COMPLEJIDAD DEL SISTEMA

CAPTACIONES, ADUCCIONES, CONDUCIONES Y SISTEMAS DE BOMBEO

OBRAS DE CAPTACIÓN SUBTERRÁNEAS Y REDES SECUNDARIAS

REDES MATRICES O PRIMARIAS

REDES MENORES O TERCIARIAS

TANQUES DE ALMACENAMIENTO Y DE COMPENSACIÓN

Bajo

15 años

15 años

-

15 años

20 años

Medio

20 años

15 años

20 años

15 años

25 años

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Medio alto

25 años

20 años

25 años

15 años

30 años

Alto

30 años

25 años

30 años

20 años

30 años

2.4 NIVEL DE PÉRDIDAS Según lo establece la resolución 2320 del 27 de noviembre de 2009, del MAVDT, el porcentaje de pérdidas técnicas máximas admisibles no deberá superar el 25%. El porcentaje considerado de pérdidas adoptado para el sistema fue el máximo permitido por la norma, debido a que este porcentaje es el esperado por el periodo de diseño. 2.5 DOTACIONES 2.5.1 DOTACIÓN NETA La dotación neta corresponde a la cantidad mínima de agua requerida para satisfacer las necesidades básicas de un habitante, sin considerar las pérdidas que ocurran en el sistema de acueducto. Puesto que Tarazá cuenta con una temperatura promedio de 28*C correspondiente a un clima cálido y de acuerdo con las tablas propuestas por el RAS se tomo una dotación neta de 135 L*hab/día. La resolución 2320 del 27 de noviembre de 2009, del MAVDT, establece las siguientes dotaciones netas, en función del nivel de complejidad de la localidad. Tabla 65. Dotación neta máxima (RAS 2000- RES 2320 de 27 de nov. De 2009)

Nivel de complejidad del sistema Bajo Medio Medio alto Alto

Dotación neta máxima para poblaciones con Clima Frio o Templado (L/hab.día) 90 115 125 140

Dotación neta máxima para poblaciones con Clima Cálido (L/hab.día) 100 125 135 150

2.5.2 DOTACIÓN BRUTA La dotación bruta es la cantidad máxima de agua requerida para satisfacer las necesidades básicas de un habitante para su cálculo el porcentaje de pérdidas que ocurran en el sistema de acueducto. La dotación bruta se calcula de la siguiente manera: 20


Dot bruta = Don neta/(1-%p) Donde: %p es el porcentaje de pérdidas técnicas máximas admisibles. Para el caso del acueducto, el valor de dotación bruta es de 180 l/hab-día, considerando el valor máximo para el porcentaje de pérdidas del 25%, definido anteriormente. Se utilizó una dotación bruta de 180 L/hab-día de acuerdo con la fórmula. 2.6 PROYECCIÓN DE LAS DEMANDAS 2.6.1 CAUDALES Para la proyección de las demandas se debe calcular el caudal medio horario, caudal máximo diario y caudal máximo horario, tal como establece el RAS 2000, numeral B.2.7.1. A continuación se presentan los procedimientos de cálculo y los resultados de caudales de demanda obtenidos. Caudal medio diario (Qmd): El caudal medio diario, es el caudal medio calculado para la población de diseño, teniendo en cuenta la dotación bruta asignada. Corresponde al promedio de los consumos diarios en un periodo de un año y se puede calcular mediante la siguiente ecuación:

Caudal máximo diario (QMD): El caudal máximo diario, QMD, corresponde al consumo máximo registrado durante 24 horas durante un periodo de un año. Se calcula multiplicando el caudal medio por el coeficiente de consumo máximo diario k1, como se describe a continuación: QMD = Qmd * k1

Caudal máximo horario (QMH): El caudal máximo horario, QMH, corresponde al consumo máximo registrado durante una hora en un periodo de un año sin tener en cuenta el caudal de

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incendios. Se calcula como el caudal máximo diario multiplicado por el coeficiente de consumo máximo horario k2, como se describe a continuación: QMH = QMD * k2

2.6.2 COEFICIENTES DE CONSUMO MÁXIMO DIARIO Y CONSUMO MÁXIMO HORARIO Según el RAS-2000 en su numeral B.2.7.4, establece el coeficiente de consumo máximo diario k1 en función del nivel de complejidad, tal como se presenta a continuación. Tabla 76. Coeficiente de consumo máximo diario, k1, según el nivel de complejidad del sistema (RAS2000)

Para el caso del sistema, el valor correspondiente del coeficiente de consumo máximo diario k1 es 1.20 Adicionalmente, el numeral B.2.7.5 establece el coeficiente de consumo máximo horario k2 en función del nivel de complejidad, tal como se presenta a continuación. Tabla 8. Coeficiente de consumo máximo horario, k2, según el nivel de complejidad del sistema y el tipo de red de distribución. (RAS-2000)

Para el caso del acueducto, con un nivel de complejidad medio alto, se calculó un caudal máximo horario para cada componente. En la siguiente tabla se presenta los valores obtenidos de caudal medio diario (Qmd), caudal máximo diario (QMD), caudal máximo horario (QMH) y caudal contra incendios para el periodo de diseño y para la población.

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Tabla 97. Caudales Qmd, QMD, QMH obtenidos para periodo de diseño y población

Año 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040 2041 2042 2043

Qmd 48.690 49.978 51.266 52.553 53.841 55.128 56.416 57.704 58.991 60.279 61.566 62.854 64.142 65.429 66.717 68.004 69.292 70.580 71.867 73.155 74.443 75.730 77.018 78.305 79.593 80.881 82.168 83.456 84.743 86.031 87.319

Caudales (Demandas) L/s QMD QMH QMH QMH Qin 58.429 87.643 84.721 81.800 0.296 59.974 89.960 86.962 83.963 0.300 61.519 92.278 89.202 86.126 0.303 63.064 94.596 91.443 88.289 0.307 64.609 96.914 93.683 90.453 0.310 66.154 99.231 95.923 92.616 0.314 67.699 101.549 98.164 94.779 0.317 69.244 103.867 100.404 96.942 0.321 70.790 106.184 102.645 99.105 0.324 72.335 108.502 104.885 101.268 0.327 73.880 110.820 107.126 103.432 0.331 75.425 113.137 109.366 105.595 0.334 76.970 115.455 111.607 107.758 0.337 78.515 117.773 113.847 109.921 0.340 80.060 120.090 116.087 112.084 0.343 81.605 122.408 118.328 114.248 0.347 83.151 124.726 120.568 116.411 0.350 84.696 127.043 122.809 118.574 0.353 86.241 129.361 125.049 120.737 0.356 87.786 131.679 127.290 122.900 0.359 89.331 133.997 129.530 125.063 0.362 90.876 136.314 131.770 127.227 0.364 92.421 138.632 134.011 129.390 0.367 93.966 140.950 136.251 131.553 0.370 95.512 143.267 138.492 133.716 0.373 97.057 145.585 140.732 135.879 0.376 98.602 147.903 142.973 138.042 0.379 100.147 150.220 145.213 140.206 0.381 101.692 152.538 147.453 142.369 0.384 103.237 154.856 149.694 144.532 0.387 104.782 157.173 151.934 146.695 0.390

2.7 PARÁMETROS DE DISEÑO DE REDES PROYECTADAS Para el caso de diseño del acueducto veredal se tienen las siguientes recomendaciones en los parámetros de diseño: 23


- Según el numeral B.0.1.2 Caudal de Diseño, para los niveles medio y medio alto de complejidad, el caudal de diseño debe ser el caudal máximo horario (QMH) o el caudal medio diario (Qmd) más el caudal de incendio, el que resulte mayor de cualquiera de los dos. - Según el numeral B.0.1.5.1 Presiones mínimas en la red de distribución, la presión mínima para el nivel de complejidad medio debe ser de 98.1 kPaó 10 m.c.a. - Según el numeral B.0.1.5.2 Presiones máximas en la red menor de distribución, El valor de la presión máxima tenida en cuenta para el diseño de las redes menores de distribución, para todos los niveles de complejidad del sistema, debe ser de 588.6 kPa (60 mca). - Diámetro mínimo para tuberías de conducción a presión es de 50 mm (2”). Sin embargo cada uno de los ramales de distribución se consideran como tuberías - La presión de diseño para las tuberías de conducción es 1,3 veces la mayor presión entre la presión estática y la sobrepresión ocurrida en el fenómeno del golpe de ariete. - Velocidad mínima: de acuerdo al ítem B.6.4.8.3 del RAS 2000 es 0,6 m/s. - Velocidad máxima: de acuerdo al ítem B.6.4.8.4 del RAS 2000 se recomienda que la velocidad no sobrepase los 6 m/s. - Pendiente mínima: de acuerdo al ítem B.6.4.8.5 del RAS 2000, el valor de la pendiente mínima cuando el aire fluye en sentido contrario al flujo del agua es de 0,1%. - La profundidad mínima de instalación debe ser de 0,6 m medidos desde la rasante del terreno hasta el lomo de la tubería. En áreas de cultivo, cruces de vías la profundidad mínima debe ser de 1,0 m según el ítem B.6.4.8.6. - Se deben instalar como mínimo, válvulas de corte al inicio y al final de la conducción. - Como recomendación dada por el fabricante se deben instalar válvulas de ventosa cada 500 m. - La presión mínima para la tubería de conducción según el ítem B.6.4.11.4 debe ser la presión de vapor. - Se debe realizar la medición de caudal (macromedición) a la salida de cada conducción conforme al ítem B.6.6.2.

24


- Para los ramales de distribución de acuerdo al ítem B.7.4.5, la presión mínima debe ser de 10 m para el nivel medio de complejidad, y la presión máxima debe ser de 60 m. - La profundidad de los ramales de distribución debe estar entre 1,0 m y 1,5 m desde la clave de la tubería hasta la superficie del terreno. - Para las redes de distribución se debe instalar válvulas de corte cada 1500 m en zonas cuya densidad de población sea menor a 250 habitantes por hectárea.

2.8 FUENTES DE INFORMACIÓN * DOCUMENTACIÓN TÉCNICO NORMATIVA DEL SECTOR DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO BÁSICO http://tramitesccu.cra.gov.co/normatividad/admon1202/files/3._presentaciondocum ento_tecnico.pdf *PLAN DE DESARROLLO TARAZÁ http://www.taraza-antioquia.gov.co/apc-aafiles/39336537333933306563366135383366/DOCUMENTO_1_PLAN_DE_DESA RROLLO_TARAZA.pdf * DANE, DEPARTAMENTO ADMINISTRATIVO NACIONAL DE ESTADISTICA www.dane.gov.co/

3. DISEÑOS 3.1 ANALISIS Y SELECCIÓN DE ALTERNATIVAS 3.2 DISEÑOS HIDRAULICOS 3.2.1 CÁLCULO DE CAPTACIÓN (DIQUE TOMA) Según el RAS-2000 en su numeral A.11.1.4, Para el nivel medio alto de complejidad, la capacidad de las estructuras de captación debe ser igual a dos veces el caudal máximo diario (QMD), del cual se obtuvo un caudal de diseño de 0.210 m3/s 3.2.2 VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO REQUERIDO EN EL PERÍODO HORIZONTE DE DISEÑO (PARA 18 DE BOMBEO)

25


El volumen de tanque de almacenamiento fue calculado bajo dos métodos uno de ellos señalado en el RAS-2000, se opto por usar el método propio ya que este contempla las horas de alto consumo en un periodo de 18 hr. También se tomo en cuenta su capacidad, ubicación y tipos de tanque a elegir. Este tanque debe cumplir con las funciones de compensación, emergencia contra incendios, cubrir daños estructuras aguas arriba y dar una presión de servicio adecuada. Tabla 10. Anexo de cálculo de tanque

MÁXIMO EXCEDENTE = 5.44% MÁXIMO DEFICIT = 4.60% ALMACENAMIENTO REQUERIDO = CAUDAL MEDIO DIARIO = 87.319 CONS. MEDIO DIARIO =

10.04% L/s

DEL CONSUMO MEDIO DIARIO

7544.32 m3

ALMACENAMIENTO REQUERIDO = 757.45 m3 VOLUMEN CONTRA INCENDIOS (4 HIDRANTES DE 5 L/s, C/U DURANTE 2 HORAS = FACTOR DE SEGURIDAD (20% DE LA SUMA DE LOS 2 ANTERIORES) = 229.40 VOLUMEN TOTAL DE ALMACENAMENTO REQUERIDO = 1376.38 m3 Vólumen tanque de acuerdo al RAS

389.53 m 3 1 m3

528102.54 m3

Vólumen tanque de acuerdo al RAS e Incendio

529504.852

m3

El estudio realizado y el cálculo arrojaron que las horas más críticas y de máximo consumo son de 5 a 6 a.m. Según el RAS en el numeral B.9.4.2, el número mínimo de tanques en los niveles medio y medio alto de complejidad, la red de distribución debe tener como mínimo un tanque de compensación. Así también en el numera B.9.4.4 el tanque debe tener capacidad de compensar las variaciones entre el caudal de entrada de las plantas de tratamiento y el caudal de consumo en cada instante. Para definir el volumen del tanque deben tenerse en cuenta las siguientes disposiciones: - En los niveles medio y medio alto de complejidad, en caso de preverse discontinuidad en la alimentación al tanque, el volumen de almacenamiento debe ser igual o mayor que 1/3 del volumen distribuido a la zona que va a ser abastecida en el día de máximo consumo, más el producto del caudal medio diario por el tiempo en que la alimentación permanecerá inoperante.

26


3.2.3 DIÁMETRO ÓPTIMO En el estudios realizados al municipio de Tarazá se recabaron los siguientes datos con los cuales se procedió a calcular el diámetro óptimo. Tabla 11. Datos del municipio

Datos Caudal de Diseño Altura total de bombeo Costo Kilovatio hora Tasa anual de interés de capital Número de años Altura estática Pérdidas por fricción Longitud de la tubería

Unidad L/s m $/hr % años m m m

Símbolo Q H K r n He Hf L

Coeficiente de rugosidad HW

-

C

150.00

Diámetro de la tubería Coeficientes en la regresión (Depende de los fabricantes de bombas)

in hp -

D a b x a b

11 20392237.9 2461.80 1.7749

Potencia requerida Constantes de la regresión (Depende de los fabricantes de tubería)

Valor 87.319 160.138566 335.1 0.30 10.00 148.5 1.5 2258

Tabla 12. Datos de bombeo y aducción

Caudal de bombeo (L/s) Longitud de la impulsión (m)

Q L

Costo del equipo por caballo de fuerza ($)

F

Costo del kilobatio hora ($) Tasa anual del interes de capital Periodo útil del equipo de bombeo (años) Eficiencia global del equipo Coeficiente de rugosidad de la tuberia Kilogramos por caballo de fuerza Y = aDb

K r n h C P a b

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87.139 2258.00 $ 300,000.00 $ 335.10 0.30 10.00 0.65 150.00 76.00 2461.80 1.7749


Tabla 13. Datos topográficos para cálculo de diámetro efectivo

Niveles en el pozo Cota terreno del pozo Cota de llegada al tanque Profundidad de la bomba Cota de bomba Nivel estatico en el pozo NB (nivel mínimo de bombeo) He (altura estátita máxima) Presión residual requerida (m) Perdídas (para calculo de H total) (m) Longitud impulsión (m) HB (altura dinámica total de bombeo)

-El costo anual de energía (Ce) se calculó con la fórmula: Ce=(24*365*0.746 Q H K)/76*0.65 De la cual se obtiene: Ce=132.29 Q H K Donde: Q, caudal de diseño en l/s H, altura total de bombeo K, costo kilovatio hora

-Valor presente del costo anual. Se calculó lo con la fórmula: VP=((((1+r)^n)-1)/r(1+r)^n)*132.29 Q H K Donde: r, tasa anual de interés de capital n, número de años

-Altura total de bombeo 28

Cota (m) 109.5 132 127 -17.5 29 -16.5 148.5 1.8 1.5 2258 151.8


La altura total de bombeo se determinó con la fórmula siguiente: H=He+(Q L^0.54/0.0178*C*D^2.63)^1.852 Donde: He, altura estática en metros

C, coeficiente de rugosidad en HW

Hf, pérdidas por fricción en metros

D, diámetro pulgadas.

L, longitud de la tubería en metros

de

la

tubería

en

-Costo directo del equipo de bombeo El costo directo del equipo de bombeo se determinó usando la fórmula presentada a continuación: F=a e^bx Donde: F, costo de un caballo de fuerza. a y b, coeficientes obtenidos en la regresión. X, potencia requerida.

-Costo de la tubería El costo de la tubería se obtuvo aplicando la siguiente ecuación: Y= a D^b Donde: Y, costo de tubería por metro a y b, constantes de regresión D, diámetro de la tubería en pulgadas.

-Costo total del sistema de bombeo. El costo total del sistema de bombeo se obtuvo adaptando todas las fórmulas anteriores y obteniendo la siguiente: 29


V=(FQH/0.65*76)+(((1+r)^n)-1)/r(1+r)^n)*132.29 QHK+a(D^b)L Agrupando factores obtenemos: R1=(FQ/0.65*76) R2= 132.29(((1+r)^n)-1)/(r(1+r)^n)QK R3=(QL^0.54/0.0178C)^1.852 Obteniendo: V=(R1+R2)He+(R1R3+ R2R3)D^-4.87+a(D^b)L Derivando: dv/dD=-4.871*(R1R3+R2R3)D^-5.87+abLD^(b-1)=0 Y de este modo obtenemos el diámetro óptimo a calcula con la siguiente ecuación: De=((4.871 R3(R1+R2)/abL)^(1/b+4.871) Los resultados obtenidos de los datos anteriores usando las formulas ya planteadas se muestran en la siguiente tabla: Tabla 14. Contenida en anexo de cálculo de diámetro óptimo

Costo anual de energía Valor presente del costo anual Altura total de Bombeo Costo directo del equipo de bombeo Costo de Tubería (por metro) Costo total del sistema de Bombeo Variables para el cálculo del valor total del sistema

Diámetro Optimo a elegir

Ce Vp H F Y V R1 R2

$ 619,858,871 $1,916,366,861 160.14 300000 $176,678 $2,935,163,905 530,274.54 11,966,929.09

R3

1,442,190.30

De

11

Se obtuvo un diámetro óptimo de 11 pulgadas ya que no existe tubería de tal diámetro, lo aproximaremos a un diámetro de 12 in. Se hizo un análisis de diámetros contra precios para obtener una gráfica y así poder un análisis de costos de la tubería contra el diámetro. Tabla 15. Costos de tubería por diámetro (costos no actualizados)

PUL

mm

PVC RDE21 = 200PSI = 156 mca $ 30


2 2.5 3 4 6 8 10 12 14 16 18 20

50 62.5 75 100 150 200 250 300 350 400 450 500

$ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $

8,999.83 12,968.83 17,028.17 28,644.50 53,823.00 92,261.17 144,373.17 200,810.67 263,038.83 345,243.00 437,642.33 525,663.17

Gráfica 2. Precio tubería

Precio Tubería $ 600,000.00 $ 500,000.00 $ 400,000.00 y = 2461.8x1.7749 Precio Tubería

$ 300,000.00

Power (Precio Tubería)

$ 200,000.00 $ 100,000.00 $0

5

10

15

20

25

Gráfica muestra la tendencia exponencial de los precios de acuerdo a los diámetros de las tuberías. 3.3 OTROS ELEMENTOS DEL ACUEDUCTO Existen otros elementos del acueducto que deben considerarse, a continuación se presenta un estimativo de cada uno de ellos. 3.3.1 VÁLVULAS DE CORTE

31


Estas válvulas se requieren en cada una de las salidas de los ramales conectados al acueducto regional y en los sitios donde se derivan ramales hacía varias veredas y su finalidad es la de aislar la red de distribución en caso de una posible falla en la red matriz o por un eventual daño en la misma red de distribución y así facilitar las labores de mantenimiento 3.3.2 CÁMARAS DE QUIEBRE Debido a las condiciones topográficas de los municipios, se presentan grandes presiones por las diferencias de nivel de los centros poblados en comparación con el trazado de la red del acueducto. 3.3.3 MICROMEDICIÓN Y MACROMEDICIÓN Para poder detectar y legalizar las conexiones fraudulentas y rebajar las pérdidas de agua hasta el 30% en el corto plazo, debe instalarse un macromedidor en la salida de cada uno de los tanques (existente y proyectado), así como instalar los medidores individuales en las nuevas áreas de cobertura del servicio, con el fin de lograr un nivel de micromedición del 100%. 3.3.4 VÁLVULAS DE VENTOSA La ubicación y cantidad de válvulas de ventosa se establece con base en el perfil altimétrico de las tuberías de conducción y distribución. 3.4 PROGRAMACIÓN DE LAS OBRAS Y PRESUPUESTOS Tabla 16. Resumen de obras e inversiones del Proyecto de Optimización y Expansión del Acueducto

ÍTEM Nº 1. 2. 2.1 2.2 3. 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7

DESCRIPCIÓN DE LAS OBRAS Y MEDIDAS COMPRA DE LOTES Y SERVIDUMBRES SISTEMA DE EXPLOTACIÓN Y MANEJO DE AGUAS CRUDAS Construcción de bocatoma Construcción del desarenador PLANTA DE POTABILIZACIÓN DE AGUAS Obras preliminares para la planta Construcción del sistema de entrada, aforo y mezcla rápida Construcción del sistema de floculación Construcción del sistema de sedimentación Construcción del sistema de filtración Construcción de la caseta con dotación del laboratorio Construcción de los lechos de secado 32

COSTO TOTAL ($)


3.8 3.9 3.10 3.11 4. 4.1 5. 5.1

Construcción del tanque espesador Sistema eléctrico de la planta Sistema de cloración para la planta Obras complementarias para la planta TANQUE DE ALMACENAMIENTO Construcción del nuevo tanque de almacenamiento REDES DE DISTRIBUCIÓN Instalación de tuberías, válvulas, hidrantes y micromedidores SUBTOTAL COSTOS DIRECTOS DE LAS OBRAS DEL ACUEDUCTO A.I.U. DE LAS OBRAS PROYECTADAS (28% de los costos directos) COSTO TOTAL DE LAS OBRAS FÍSICAS REAJUSTES E IMPREVISTOS (6% de las obras físicas) GERENCIA E INTERVENTORÍA (10% de las obras físicas) COSTOS AMBIENTALES (4% de las obras físicas) COSTO TOTAL DE LAS OBRAS DEL PROYECTO DE ACUEDUCTO

33

tarazá

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