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2010 CONSTRUCCION ALCANTARILLADO SANITARIO

ALCALDIA MUNICIPAL DE PUPIALES Dr. Luis Antonio Guzmán Rosero Alcalde municipal

CONSTRUCCION ALCANTARILLADO SANITARIO Municipio de Pupiales

TABLA DE CONTENIDO 1 ASPECTOS GENERALES DEL MUNICIPIO DE PUPIALES

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1.1 LOCALIZACION GEOGRÁFICA 1.1.1 OROGRAFÍA 1.1.2 SITUACIÓN ASTRONÓMICA 1.1.3 LIMITES 1.1.4 EXTENSIÓN 1.1.5 POBLACIÓN 1.1.6 ÁREA Y PERÍMETRO URBANO 1.2 CLIMATOLOGIA 1.2.1 PRECIPITACIÓN 1.2.2 TEMPERATURA 1.2.3 VIENTOS 1.3 HIDROLOGIA 1.4 ASPECTOS SOCIALES 1.4.1 RED VIAL 1.4.2 SERVICIOS PÚBLICOS DOMICILIARIOS 1.4.3 DIMENSIÓN ECONÓMICA 1.5 ASPECTOS DEMOGRÁFICOS

5 5 5 6 6 6 6 6 6 7 7 7 8 8 9 10 12

2 JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO

13

3 IDENTIFICACION DE LA FUENTE RECEPTORA Y PUNTOS DE VERTIMIENTO

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3.1 FUENTE RECEPTORA 3.2 PUNTOS DE VERTIMIENTO 3.2.1 COLECTOR ALAMBUERA 3.2.2 COLECTOR LA VIRGEN 3.2.3 COLECTOR SAN JUAN CHIQUITO 3.2.4 COLECTOR LA GRANJA

14 15 15 16 16 17

4 DISEÑO DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO CABECERA MUNICIPAL – PUPIALES

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4.1 DEFINICIÓN DEL NIVEL DE COMPLEJIDAD DEL SISTEMA 4.1.1 REGISTRO HISTÓRICO CENSO POBLACIONAL 4.2 METODOS DE PROYECCION DE POBLACION 4.2.1 CÁLCULOS DE LAS TASAS DE CRECIMIENTO 4.2.2 PROYECCIÓN DE POBLACIÓN 4.2.3 POBLACIÓN FLOTANTE 4.2.4 ASIGNACIÓN DEL NIVEL DE COMPLEJIDAD Y PERIODO DE DISEÑO 4.3 PARÁMETROS DE DISEÑO ALCANTARILLADO SANITARIO 4.3.1 PERIODO DE DISEÑO 4.3.2 CAUDAL DE AGUAS RESIDUALES DOMESTICAS 4.3.3 AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES 4.3.4 AGUAS RESIDUALES COMERCIALES

18 18 18 19 20 22 22 22 22 23 24 24

2


4.3.5 4.3.6 4.3.7 4.3.8 4.3.9 4.3.10 4.3.11 4.3.12

AGUAS RESIDUALES INSTITUCIONALES CAUDAL MEDIO DE AGUAS RESIDUALES (QMD) CAUDAL DE CONEXIONES ERRADAS CAUDAL DE INFILTRACIÓN FACTOR DE MAYORACIÓN CAUDAL DE DISEÑO DISEÑO DE COLECTORES RED DE COLECTORES ALCANTARILLADO SANITARIO

24 25 25 25 25 25 26 27

5 DIAGNOSTICO GENERAL DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO EXISTENTE

29

5.1 ENTIDAD RESPONSABLE DEL SERVICIO 5.2 COMPONENTES DEL SISTEMA 5.2.1 TIPO DE SISTEMA 5.2.2 COBERTURA 5.2.3 ESTADO 5.2.4 CAPACIDAD 5.2.5 FUNCIONAMIENTO 5.2.6 COMPROBACIÓN DE DISEÑO DE LA RED DE ALCANTARILLADO 5.2.7 PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN HIDRÁULICA ALCANTARILLADO COMBINADO 5.3 CONEXIONES DOMICILIARIAS 5.4 COSTOS DEL SERVICIO 5.5 OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO

29 29 29 29 29 30 31 31 35 42 43 43

3


LISTA DE TABLAS Tabla 1-1. Sectorización hidrológica – microcuencas municipio de Pupiales _______________________ 7 Tabla 1-2. Registro Censal de Pupiales ____________________________________________________ 12 Tabla 4-1. Métodos de Cálculo permitidos según el Nivel de Complejidad del Sistema ______________ 18 Tabla 4-2. Asignación del Nivel de Complejidad _____________________________________________ 18 Tabla 4-3. Resumen Tasas de Crecimiento entre los Censos. ___________________________________ 20 Tabla 4-4. Resumen Proyección de Población _______________________________________________ 20 Tabla 4-5. Estimación Densidades Pupiales ________________________________________________ 24 Tabla 5-1. Estado tuberías según diametros________________________________________________ 30 Tabla 5-2. Estado tuberías por tipo de tubería ______________________________________________ 30 Tabla 5-3 . Capacidad emisarios _________________________________________________________ 31 Tabla 5-4. Tramos en mal estado alcantarillado existente ____________________________________ 33 Tabla 5-5. Usuarios ___________________________________________________________________ 42 Tabla 5-6. Tarifas _____________________________________________________________________ 43

LISTA DE FIGURAS Figura 1-1. Ubicación geográfica del municipio en el país y departamento ________________________ 5 Figura 3-1. Fuente receptora (Q. La Alambuera) ____________________________________________ 14 Figura 3-2. Localización fuente receptora __________________________________________________ 15 Figura 3-3. Colector Alambuera__________________________________________________________ 16 Figura 3-4. Colector La Virgen ___________________________________________________________ 16 Figura 3-5. Colector San Juan Chiquito ____________________________________________________ 17 Figura 3-6. Colector La Granja ___________________________________________________________ 17 Figura 4-1. Proyección de Población al año 2025 y 2035 Municipio Pupiales _____________________ 21 Figura 4-2. Proyección de Población Año 2025 y 2035 - Promedio ______________________________ 22

4


1 1.1

ASPECTOS GENERALES DEL MUNICIPIO DE PUPIALES

LOCALIZACION GEOGRÁFICA

El municipio de Pupiales, se encuentra localizado en el sur del departamento de Nariño, en la región fronteriza con el Ecuador y cerca de la ciudad de Ipiales, (ver figura No 1), haciendo parte del altiplano de Ipiales y sobre la vertiente del río Guaítara. Su acceso se hace por la carretera panamericana que comunica a Pasto con Ipiales, en una distancia de 80 kilómetros y de aquí por carretera pavimentada secundaria en una longitud de 7 kilómetros. 1.1.1 Orografía El municipio de Pupiales está dominado por tierras planas y onduladas comprendidas por el altiplano de Ipiales, sin embargo sobresale al norte del municipio un accidente orográfico notable como lo es el páramo Paja Blanca y otras elevaciones de menor importancia, como el cerro Guanacas o Gordo. 1.1.2 Situación astronómica El municipio de Pupiales se encuentra ubicado entre las siguientes coordenadas: Latitud: Longitud:

0º 51’ 25” N (Quebrada doña Juana) 1º 00’ 33” N (Páramo Paja Blanca) 77º 34’ 12” W (Río Boquerón) 77º 41’ 33” W (Cerro Guanacas o Gordo)

Figura 1-1. Ubicación geográfica del municipio en el país y departamento

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1.1.3 Limites El municipio de Pupiales actualmente limita así: por el norte con el municipio de Guachucal, Sapuyes, Ospina e Iles, teniendo como divisoria principal el páramo Paja Blanca; por el sur con el municipio de Ipiales, teniendo como divisoria principal las quebradas la Ruidosa y Doña Juana; por el oriente con los municipios de Gualmatán e Ipiales, teniendo como divisoria principal la quebrada Imbulagrande y el río Boquerón, respectivamente y por el occidente con el municipio de Aldana, teniendo como divisoria principal el cerro Guanacas o Gordo y la quebrada Pusialquer. 1.1.4 Extensión Según los mapas definidos en el EOT, el municipio tiene una extensión de 13.049,3 Hectáreas, que representan el 0.39% del total de la superficie del departamento de Nariño, siendo uno de los municipios más pequeños. 1.1.5 Población De acuerdo con el censo (DANE 2005), Pupiales cuenta con una población de 18.415 habitantes. La mayor parte de la población 71.5% (13.185 habitantes) se encuentra ubicada en la zona rural del municipio y el resto se localiza en la zona urbana y equivale al 28.5% (5.257 habitantes). 1.1.6 Área y perímetro urbano El área urbana del municipio de Pupiales, se encuentra localizada al sur del municipio, sobre la región del altiplano y la vertiente de la quebrada la Ruidosa, a una distancia de 7 kilómetros de la ciudad de Ipiales. Altitudinalmente el centro de la población se encuentra a 2.965m.s.n.m. Geográficamente la cabecera municipal se encuentra localizada a 0º 52’ 21” latitud norte y 77º 38’ 34” de longitud oeste. En la cabecera municipal existen 1.293 predios, en un área urbana de 114.4 hectáreas y un área construida de 117.467m2, que representan el 10.3% del área considerada en el perímetro urbano. 1.2

CLIMATOLOGIA

El territorio del municipio de Pupiales presenta un clima predominantemente frío húmedo a frío seco, típico del altiplano Nariñense. 1.2.1 Precipitación Según el Instituto de hidrología, meteorología y estudios ambientales, IDEAM, los datos de precipitación en mm provenientes de la estación aeropuerto San Luís, son los más representativos para las regiones sur y oriental del municipio

6


de Pupiales. Esta estación presenta una precipitación promedio anual de 855.1mm en el periodo comprendido entre 1984 – 2005. 1.2.2 Temperatura El municipio de Pupiales cuenta con altitudes que van desde 2.650 m.s.n.m. en la desembocadura de la quebrada Doña Juana sobre el río Boquerón, hasta los 3.600 en el Páramo de Paja Blanca, situación que permite la presencia de temperaturas medias que oscilan espacialmente entre los 6.8º C y 12.8º C, presentando espacialmente un rango bajo, dadas las características de homogeneidad bioclimática. Debido a la localización de la cabecera municipal de Pupiales, sobre la región del altiplano a una altura de 2.960 m.s.n.m., le corresponde una temperatura promedio de 10.8º C. 1.2.3 Vientos Según los valores medios mensuales reportados por la estación meteorológica del aeropuerto San Luís, se observa que los vientos más fuertes se presentan en los meses de julio, agosto y septiembre, correspondiéndole al mes de agosto el valor más alto de velocidad (2m/s) y que los valores medios más bajos se presentan en los meses de diciembre, enero, febrero, marzo y abril, siendo los meses de enero y febrero los que tienen valores más bajos con una velocidad media de 1.1m/s. 1.3

HIDROLOGIA

El municipio de Pupiales está dividido en dos subcuencas y subdividido en seis microcuencas (Ver Tabla 1-1). Tabla 1-1. Sectorización hidrológica – microcuencas municipio de Pupiales CUENCA

RIO GUAITARA

SUBCUENCA CORRIENTE

RIO BOQUERON

MICROCUENCA ha

%

11.664

No

89,4

CORRIENTE

ha

%

1

Q. Imbulagrande alta

1.664,4

12,6

2

Q. Loma del medio

257,4

2,0

3

Q. Imbulagrande baja

665,2

5,1

4

Q. Santa Lucia

4.405,6

33,8

5

Q. Alambuera

2.262,7

17,3

6

Q. La Ruidosa

1.189,0

9,1

Escurrimientos menores

1.239,7

9,5

1.385,3

10,6

13.049,3

100,0

7

quebrada Doña Juana RIO LAS JUNTAS AREA TOTAL

1.385,3

10,6

8

Q. La Piñuela

100,0

Fuente: EOT Pupiales

7


1.4

ASPECTOS SOCIALES

1.4.1 Red Vial 1.4.1.1 Infraestructura vial rural La estructura vial de un municipio o de una región, es muy importante para el dinamismo de las diferentes actividades productivas; además del estado de conservación, de la estructura vial depende el grado de desarrollo de las poblaciones y comunidades asentadas y beneficiadas. El municipio de Pupiales, se comunica desde Pasto por carretera panamericana en un tramo de 80 kilómetros hasta Ipiales, desde aquí hasta la cabecera municipal por carretera pavimentada secundaria, con una distancia de 7 kilómetros. La red vial está constituida por vías departamentales secundarias, como es el caso de la carretera Ipiales - Pupiales - Gualmatán, vías terciarias atendidas en convenio con caminos vecinales y la red terciaria compuesta por el resto de vías municipales. Esta red se la clasifica de la siguiente manera: Red secundaria - vías pavimentada Red terciaria - sin pavimentar. (Caminos Vecinales) Red terciaria municipal - sin pavimentar Total

17.0 km 95.0 km 88.0 km 200.0 km.

Con esta información se deduce que en el municipio existe una densidad vial del orden de 1.5 kilómetros por km2, que es lo mismo que decir que existen 15 metros de vía por hectárea, índice que permite ver que el municipio tiene vías suficientes para su desarrollo, pero que su problema fundamental radica en las condiciones de las mismas, ya que más del 65% están en mal estado y requieren su terminación, mejoramiento y mantenimiento rutinario y periódico. Lo mismo se deduce de la población actual (2006) por cada habitante del municipio existen 9,3 metros de vías. Sin embargo, se requiere de la apertura de algunas vías en longitudes pequeñas, que permiten la conexión de algunos sectores para estructurar una malla vial funcional, como soporte al desarrollo agropecuario. De esta forma la vía Ipiales - Pupiales, se constituye en la carretera más importante para el desarrollo y dinámica comercial del municipio, le sigue la vía Pupiales - José María Hernández - Gualmatán. 1.4.1.2 Infraestructura vial urbana La red vial urbana en la población de Pupiales está compuesta por 5.21 kilómetros de vías pavimentadas, 1.97 kilómetros de vías asfaltadas y 5.02 kilómetros como vías vehiculares destapadas. De donde resulta que el 59.8% de la red vial urbana está pavimentada o asfaltada. Sin embargo, es importante resaltar que las vías pavimentadas o asfaltadas están en malas condiciones, las cuales requieren un programa de recuperación.

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En el caso del área urbana del corregimiento de José María Hernández, existen 900 metros asfaltados que corresponden a la vía de tránsito entre Pupiales y Gualmatán y aproximadamente 1.400 metros pavimentados en buen estado, sobre las carreras 2ª y 3ª y sus calles conexas. 1.4.2 Servicios públicos domiciliarios La administración de los servicios de acueducto, alcantarillado y aseo del municipio de Pupiales se encuentra a cargo de la empresa prestadora de servicio públicos EMPSERP.ESP creada en 1997 bajo el acuerdo No 005 emanado por el consejo municipal el 10 de marzo de 1997 es un organismo industria y comercial del estado de orden municipal e inscrita ante los organismos de control como cámara de comercio y comisión reguladora de agua potable (CRA) y la superintendencia de servicios públicos (SSP). 1.4.2.1 Servicio de Acueducto El actual sistema de acueducto que provee de agua potable a los habitantes de la Cabecera Municipal es tiene más de 25 años de construido anque en este transcurso de tiempo se han venido adelantado algunas mejoras. Su fuente de abastecimiento depende de la quebrada Piacún en la jurisdicción de la vereda con el mismo nombre. El sistema cuenta con dos bocatomas que se encuentra localizada a 6 kilómetros de la planta de tratamiento, es del tipo de fondo sumergido y se encuentra en buen estado, además cuenta con un desarenador por cada bocatoma con capacidad entre 45 y 9 metros cúbicos construidas en concreto y mampostería estructural. El sistema de acueducto tiene dos conducciones en tubería de PVC de 6” y AC de 8” de diámetro, con una longitud de 6 kilómetros hasta la planta de tratamiento localizada dentro del perímetro urbano de la Cabecera de Pupiales. La planta de tratamiento es de tipo comvencional con capacidad de tratar 22 L/s, su estado es bueno y se le hace un mantenimiento mínimo. Cuenta con un tanque de almacenamiento de 400 m3, y la red de distribución es de 6” a 2” de diámetro y se encuentran tramos de PVC, AC y HG. 1.4.2.2 Servicio de Alcantarillado La Cabecera Municipal de Pupiales presta el servicio de alcantarillado combinado con una red de 18.463 metros lineales en tubería de concreto con diámetros de 6” a 16", también cuenta con 223 cámaras de registro, que recoge las aguas servidas domésticas y las aguas pluviales, a esta red se han conectando las domiciliarias de 6” de diámetro, de 1237 viviendas que representan el 80% del total de las viviendas. El alcantarillado combinado que recoge la mayor parte de las aguas negras del área urbana, es repartido para ser evacuado por medio de cuatro emisarios finales; las aguas recogidas por este alcantarillado son vertidas a la quebrada

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La Alambuera afluente del río Guáitara, sin ningún tratamiento previo. El mantenimiento del alcantarillado está a cargo del Municipio, con personal vinculado a la administración municipal, los que realizan trabajos de reparación y reposición de tuberías, limpieza general de colectores y cámaras. Hay que considerar que el alcantarillado actual ya cumplió su periodo de vida útil, tiene más de cuarenta años de construcción. 1.4.2.3 Energía Eléctrica La administración del servicio de energía eléctrica en todo el Departamento de Nariño está bajo la responsabilidad de CEDENAR S.A. ESP, Centrales Eléctricas de Nariño sociedad anónima y empresa de servicios públicos, de economía mixta con capital estatal mayoritario. 1.4.2.4 Telefonía Las telecomunicaciones en el Municipio de Pupiales están a cargo de la Empresa Nacional de Telecomunicaciones TELECOM ESP.; los servicios que se prestan en la Cabecera Municipal y en algunas veredas se hacen a través de redes de propiedad de la empresa. 1.4.2.5 Disposición Final De Basuras y Desechos Sólidos Para la recolección de residuos sólidos en toda el área urbana se emplean los vehículos recolectores pertenecientes a la empresa. Los residuos recogidos bajo este sistema son arrojados en el relleno sanitario ubicado en la vereda de la granja sobre la microcuenca de la de la quebrada La Alambuera; la Cabecera y los centros poblados del Municipio producen aproximadamente 1.366 toneladas de RS mensuales, con una alta composición de material orgánico. 1.4.3 Dimensión económica 1.4.3.1 Sector primario La economía del municipio de Pupiales, como la de la región, está basada en el sector primario (producción agropecuaria) con un tipo de economía campesina "Esta característica ha sido permanente a lo largo de la historia del departamento, su desarrollo ha estado estrechamente ligado a la tierra desde los primeros tiempos cuando habitaban los altiplanos andinos las tribus de los Pastos y los Quillacingas su principal actividad económica era la agricultura, ellos cultivaban especialmente el maíz y la papa. Posteriormente, con la conquista y la colonia española se cambió la estructura agraria en cuanto a la tenencia de la tierra, ya que la propiedad comunal se convirtió en propiedad privada, pero la actividad económica seguía orientada hacia la agricultura y la ganadería". 1.4.3.2 Sector secundario El sector secundario a nivel del municipio no es muy representativo, ya que en su mayoría es atendido por la población de Ipiales, como centro regional y por la cercanía a la población. Sin embargo, sobresalen el conjunto de microempresas y talleres artesanales, dedicados a la producción de bienes de 10


consumo para el mercado local y por los subsectores de energía, agua, transporte y acopio principalmente de leche. En lo que se refiere a los centros de acopio de leche, en la cabecera municipal existen dos empresas que desarrollan esta labor, COLACTEOS e INDUCOLSA (ALIVAL LTDA), las que generan unos 33 empleos directos y asocia a 134 usuarios. Su capacidad de almacenamiento es de más de 20.000 litros. Sobresalen también empresas de servicios públicos de Pupiales, la cual genera unos 15 empleos directos, TELECOM con 6 y CEDENAR con 2 empleos directos. En lo que tiene que ver con el transporte, en el municipio funciona la Asociación de Camioneros de Pupiales Nariño (ASDECAPUNAR), empresa que asocia a más de 30 personas, quienes prestan el servicio de carga, a nivel regional y de transporte a los centros fuera del departamento. En lo referente al transporte de pasajeros se cuenta con la Empresa EXPUNAR S.A., conformada por 60 socios quienes prestan el servicio a nivel urbano y rural. Lo mismo que la Empresa TAXANDINA, conformada por 50 socios quienes prestan el servicio de transporte de pasajeros a las poblaciones de Ipiales. José María Hernández y Gualmatán. En lo que se refiere a la actividad artesanal, en la cabecera municipal como en las veredas existen los talleres o telares para la fabricación de ruanas, cobijas y otras prendas de vestir de las mujeres campesinas, sobresaliendo el uso de lana virgen. 1.4.3.3 Sector terciario Este sector está conformado por las diferentes ramas de los servicios de sector público como educación, salud, servicios gubernamentales y judiciales principalmente y el sector comercio, el cual aunque no es muy representativo por la función que presta la ciudad de Ipiales como centro regional, es uno de los más importantes, dentro de este sector. En el sector público, la administración municipal es la que mayor genera ingresos y empleos en el municipio ya que actualmente por la modalidad de planta y de contrato tiene más de 150 empleados, fuera de los empleos generados por el sector de la educación como empleados municipales. La rama educativa en general tiene 234 docentes quienes prestan los servicios educativos a nivel rural y urbano, como motor de desarrollo, constituyéndose en un factor fundamental de transformación de la estructura socioeconómica y cultural de la región. Le sigue en importancia las diferentes instituciones gubernamentales, que ocupan a más de 50 funcionarios. El sector comercio a pesar de la situación anteriormente expuesta es una actividad de cierta importancia para el desarrollo productivo en el municipio. Este sector privado está representado principalmente por el comercio al por menor, bombas de gasolina, funerarias, salones de belleza, cooperativas, 11


cantinas, residencias, restaurantes, droguerías, entre otros. Tanto para la cabecera municipal como para el corregimiento de José María Hernández. 1.5

ASPECTOS DEMOGRÁFICOS

Pupiales conserva la caracterización de un territorio que concentra su población en el sector rural, sin embargo, actualmente se presentan factores que afectan significativamente la dinámica poblacional, como la violencia en el campo, el atraso del sector agrario, las escasas fuentes de trabajo y el limitado acceso a los procesos educativos y formativos y otros aspectos que conducen a la preferencia por habitar en el sector urbano. Según población censal reportada por el DANE se tiene reporte del crecimiento de la población urbana desde el año 1985-2005.

CENSO 1985 1993 2005

Tabla 1-2. Registro Censal de Pupiales POBLACIÓN POBLACIÓN POBLACIÓN CABECERA RURAL TOTAL 3834 10688 14522 4109 11593 15702 5215 13189 18404 Fuente: DANE

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2

JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO

Actualmente el municipio de Pupiales tiene un sistema de alcantarillado combinado, el cual presenta problemas en la recolección y transporte de las aguas residuales generadas por la población del casco urbano. Las deficiencias que presenta la red actual se deben a 2 razones principales: 1. Existencia de tramos que no poseen la capacidad necesaria para evacuar las aguas residuales domesticas y aguas lluvias, situación que se agrava en temporada invernal escurriendo superficialmente en las calles. 2. La red de alcantarillado del sistema actual ya cumplió su vida útil, pues la edad de la tubería en los tramos principales corresponde a 40 años, haciéndose necesaria su reposición inmediata. Adicionalmente cabe mencionar que no existe tratamiento de aguas residuales por lo tanto estas son descargadas directamente mediante cuatro puntos de vertimiento ubicados sobre la quebrada La Alambuera. Ante la problemática de saneamiento y manejo de vertimientos del Municipio de Pupiales se plantea realizar el respectivo tratamiento de las aguas residuales domesticas, para ello es necesario implementar un sistema de alcantarillado separado, de tal forma que las aguas lluvias sean llevadas hacia los puntos de descarga ya dispuestos por el sistema actual en el municipio y las aguas residuales domesticas transportadas hacia una planta de tratamiento de aguas residuales para posteriormente ser vertida a la fuente receptora. La propuesta que se plantea para dar solución al mal funcionamiento de la red actual es la implementación de una nueva red de alcantarillado sanitario, la cual funciona exclusivamente para la recolección y transporte de aguas residuales domesticas; y la utilización de la red de alcantarillado existente para la evacuación de aguas lluvias aprovechando la infraestructura actual, los flujos, pendientes, y las conexiones domiciliarias que se encuentren en buen estado. Para tramos existentes se utilizaran cajillas domiciliarias con aliviadero con el fin de garantizar que el caudal de aguas lluvias se vierta a la tubería del sistema pluvial; para condiciones normales la aguas residuales se vierten al alcantarillado sanitario, para tal efecto se contemplan dos tipos de cajillas; para viviendas existentes (T1) y viviendas nuevas (T2). De igual forma existen ventajas para la red de alcantarillado pluvial debido a que se utilizan las cámaras de inspección y tuberías existentes, siempre y cuando las pendientes y los diámetros sean aptos para el adecuado funcionamiento, en caso contrario se precede a cambiar diámetros, soluciones que permiten disminuir los costos del alcantarillado pluvial debido a que se aprovecha al máximo las conexiones domiciliarias y la infraestructura existente. A continuación se presenta el respectivo diseño del la red de alcantarillado sanitario de la cabecera municipal de Pupiales, siguiendo los lineamientos establecidos por el Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico RAS, 2000.

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3

3.1

IDENTIFICACION DE LA FUENTE RECEPTORA Y PUNTOS DE VERTIMIENTO

FUENTE RECEPTORA

La quebrada Alambuera se encuentra ubicada en la microcuenca Alambuera, tiene su nacimiento en la región de Tepud y Cerro Gordo y desemboca en la quebrada La Ruidosa, aproximadamente a 1,35 kilómetros aguas abajo de la descarga, está a su vez desemboca en el río Boquerón el cual es afluente del río Guaitara, la corriente principal se extiende sobre una longitud de 13,1 Kilómetros con una pendiente media del 2,9 %. Se puede observar que en su cauce se distinguen dos tramos diferentes; en la primera parte existen pendientes pronunciadas que favorecen las turbulencias, fuentes de reoxigenación, y en la segunda parte la corriente es sinuosa y tranquila pero con la existencia de rocas y pequeñas caídas que dan continuidad al proceso de aireación de las aguas. En este último tramo el agua se utiliza en un porcentaje mínimo, para labores agrícolas y para la bebida de animales. En cuanto a la microcuenca, tiene un terreno muy difícil, pues es montañoso con altas pendientes; los senderos de la población hacia la quebrada son mínimos por el difícil acceso. Se localiza al occidente de la población de Pupiales, predomina el cultivo de pastos, papa, maíz, haba y hortalizas. Se encuentra ubicada a 3.060 m.s.n.m, con un área total de 2.262,7 hectáreas y una longitud axial de 11,3 Kilómetros. Comprende las veredas de Tepud, Chires Centro, Quitiaquez, Chires Sur, Espino Alto, Espino Sur y San Juan Chiquito. La quebrada recibe los residuos y desechos de las poblaciones que comprende la microcuenca y recibe los residuos que recogen los colectores del sistema de alcantarillado de la población del municipio de Pupiales.

Figura 3-1. Fuente receptora (Q. La Alambuera)

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CONSTRUCCION ALCANTARILLADO SANITARIO

E El q.

q. A lam bue ra

Municipio de Pupiales

El Ejido

ra ue mb Ala q.

o jid

Espino sur

q. Re ve lo

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La q.

a eg en Ci

La q. n irge La V San Juan Chiquito La Gr an ja

a di ca Ar

PUPIALES

La Concordia

q. La

San Juan Chiquito

Ru id os a

Figura 3-2. Localización fuente receptora

3.2

PUNTOS DE VERTIMIENTO

El Municipio de Pupiales cuenta con cuatro puntos de vertimiento denominados: colector Alambuera, colector La Virgen, colector San Juan Chiquito y colector La Granja; los cuales realizan su respectiva descarga en la quebrada La Alambuera. 3.2.1 Colector Alambuera Tubería en concreto con un diámetro de 8 pulgadas. Se encuentra ubicado en la zona de salida a Espino Sur sobre los predios del señor Miguel Guerra, en las siguientes coordenadas planas:

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Figura 3-3. Colector Alambuera

3.2.2 Colector La Virgen Tubería en concreto con un diámetro de 16 pulgadas que termina en un box de dimensiones 50 x 50 cm. Se encuentra ubicado en los predios de señor Laureano Montenegro en la zona de salida a Ipiales frente al monumento a la Virgen, en las siguientes coordenadas planas:

Figura 3-4. Colector La Virgen

3.2.3 Colector San Juan Chiquito Tubería en concreto con un diámetro de 16 pulgadas, antes de la descarga se localiza una cámara de caída la cual presenta fugas en las uniones de mortero (ver figura No 4), además la descarga se hace sobre el terreno en una distancia de 11 metros antes de llegar a la fuente. Se encuentra ubicado en los predios de los señores Juan Hernández y Gerardo Burgos, en las siguientes coordenadas planas:

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Figura 3-5. Colector San Juan Chiquito

3.2.4 Colector La Granja Tubería en concreto con un diámetro de 8 pulgadas, la descarga se realiza sobre el terreno en una distancia de 340 metros aproximadamente antes de llegar a la quebrada debido a daño de uno de los pozos de inspección, además los moradores de esta zona utilizan esta agua para un sistema de riego. Se encuentra sobre los predios de la asociación de camioneros y del señor Jorge Enrique Lucero, en las siguientes coordenadas planas:

Figura 3-6. Colector La Granja

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4

4.1

DISEÑO DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO CABECERA MUNICIPAL – PUPIALES

DEFINICIÓN DEL NIVEL DE COMPLEJIDAD DEL SISTEMA

Siguiendo los lineamientos establecidos en el Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento se define el nivel de complejidad del sistema basándose en el análisis de la población y capacidad socioeconómica de la población de Pupiales. 4.1.1 Registro Histórico Censo Poblacional La proyección de población se efectúa a partir de los registros históricos de la población de la cabecera municipal registrados por el Departamento Nacional de Estadística DANE, los cuales se encuentran consignados en la Tabla 1-2. Teniendo en cuenta la población registrada en el censo reportado para el año 2005 (5215 habitantes), el RAS recomienda realizar las proyecciones de población al menos por 3 métodos de proyección siendo los más usados el método Aritmético, Geométrico y Exponencial, Ver Tabla 4-1. Tabla 4-1. Métodos de Cálculo permitidos según el Nivel de Complejidad del Sistema Nivel de Complejidad del Sistema Bajo Medio Medio Alto Alto Aritmético, Geométrico y Exponencial X X Aritmético + Geométrico + Exponencial + Otros X X Por componentes Demográficos X X Detallar por Zonas y Detallar densidades X X Fuente: RAS, 2000 Método por Emplear

La última información censal sobre el número de habitantes del Municipio de Pupiales corresponde a 5215 habitantes, siguiendo los lineamientos del RAS el número de años de proyección para nivel de complejidad medio corresponde a 25 años. Tabla 4-2. Asignación del Nivel de Complejidad Nivel de Complejidad del Sistema Bajo Medio Medio Alto Alto

4.2

Población en la Zona Urbana (Habitantes)

Capacidad Económica de los Usuarios

< 2.500 2.501 a 12.500 12.501 a 60.000 > 60.000 Fuente: RAS, 2000

Baja Baja Media Alta

METODOS DE PROYECCION DE POBLACION

De acuerdo con lo recomendado por el RAS 2000, se proyecta la población por tres métodos: Aritmético, geométrico y exponencial, de los cuales se estima el promedio. Establecido esto, se calculan las tasas de crecimiento intercensales por los tres métodos mencionados.

18


Para las ecuaciones a usar en el cálculo de las tasas de crecimiento y proyección de la población se tendrán las siguientes convenciones: Pf Pci Puc Pep Pca Tci Tuc Tf Tcp Tca

= Población correspondiente al año para el que se requiere proyectar = Población correspondiente al censo inicial con información. = Población correspondiente al último censo con información. = Población del censo posterior. = Población del censo anterior. = Año correspondiente al censo inicial con información. = Año correspondiente al último censo con información. = Es el año se requiere proyectar la información. = Año correspondiente al censo posterior. = Año correspondiente al censo anterior.

4.2.1 Cálculos de las Tasas de Crecimiento 4.2.1.1 Método Aritmético Las ecuaciones para la proyección de población (Pf) y cálculo de la tasa de crecimiento (r) son: 4.2.1.2 Método Geométrico Las ecuaciones para la proyección de población (Pf) y cálculo de la tasa de crecimiento (r) son: 1

1 4.2.1.3 Método Exponencial Las ecuaciones para la proyección de población (Pf) y cálculo de la tasa de crecimiento (k) son: ! "# ln () ln * $% + () * Se presenta en la Tabla 4-3 el resumen de las tasas inter-censales para cada uno de los métodos de proyección:

19

CONSTRUCCION ALCANTARILLADO SANITARIO Municipio de Pupiales Tabla 4-3. Resumen Tasas de Crecimiento entre los Censos. ESTIMACION TASAS DE CRECIMIENTO Método Aritmético CENSOS Tasa de Crecimiento (hab/año)

Método Geométrico Tasa de Crecimiento (hab/año)

Método Exponencial Tasa de Crecimiento (hab/año)

1985 - 1993 1993 - 2005 1985 - 2005 Promedio

0.0087 0.020 0.0155 0.0148

0.0087 0.0199 0.0154 0.0143

34.38 92.17 69.05 65.20

En la última fila de la tabla anterior se calcula la tasa de crecimiento anual para el periodo comprendido entre el año 1985 - 2005, este valor es similar al promedio calculado entre los periodos censales por lo tanto se usa como la tasa de crecimiento anual para las proyecciones de población, se resalta que el. Usando las ecuaciones de proyección de población (Pf) para cada uno de los métodos se presenta a continuación el cálculo de la población hasta un periodo de 25 años (2035), resaltando que el periodo horizonte de acuerdo al nivel de complejidad corresponde a 25 años (2035); sin embargo se tiene en cuenta de acuerdo al título D.2.2.3 del RAS 2000 que para colectores principales y emisarios finales el periodo de diseño corresponde a 25 años. 4.2.2 Proyección de Población Se presenta en la Tabla el resumen de las proyecciones de poblaciones por los tres métodos hasta el año 2035. Tabla 4-4. Resumen Proyección de Población ESTIMACION POBLACION FUTURA POBLACION (habitantes) AÑO

2005 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2025 2030 2035

METODO ARITMETICO

GEOMETRICO

EXPONENCIAL

PROMEDIO

POFLACION FLOTANTE

POBLACION TOTAL

5215 5422 5560 5698 5836 5975 6113 6251 6596 6941 7287

5215 5461 5632 5808 5989 6176 6369 6568 7093 7660 8273

5099 5322 5476 5635 5798 5966 6138 6316 6783 7284 7822

5176 5402 5556 5714 5875 6039 6207 6378 6824 7295 7794

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

5176 5402 5556 5714 5875 6039 6207 6378 6824 7295 7794

*Rata promedio 1.36% método geométrico

La representación gráfica del crecimiento poblacional por los diferentes métodos de proyección se muestra en la Figura 4-1.

20


PROYECCIÓN POBLACIÓN PUPIALES 2035 9000

Población (Habitantes)

8000

7000

6000

ARITMETICO GEOMETRICO

5000

EXPONENCIAL

4000

3000 2005

2010

2015

2020

2025

2030

2035

Año de proyección Figura 4-1. Proyección de Población al año 2025 y 2035 Municipio Pupiales

De acuerdo a la Figura 4-1 al observar el comportamiento del crecimiento de la población, se adopta la proyección de población arrojada por el promedio. De acuerdo con lo anterior, se muestra en la Figura 4-2 la proyección de población estimada a través del promedio de los tres métodos contemplados.

21


PROYECCION DE POBLACION AÑO 2035

POBLACION (Habitantes)

8000

7000

6000 PROMEDIO

5000

4000 2005

2010

2015

2020

2025

2030

2035

AÑO DE PROYECCION Figura 4-2. Proyección de Población Año 2025 y 2035 - Promedio

4.2.3 Población Flotante Para este caso en particular no se tendrá en cuenta población flotante en este municipio, ya que no existe un aumento considerable en la población para ser tenida en cuenta en este diseño. 4.2.4 Asignación Del nivel de Complejidad y Periodo de Diseño Las variables analizadas para estimar el nivel de complejidad del sistema: población proyectada da como resultado Nivel Medio. En cuanto al periodo de diseño el RAS recomienda un periodo de 25 años para proyectos de este tipo con nivel de complejidad medio. Por lo anterior el presente diseño tiene un horizonte de 25 años para todas las estructuras que componen este sistema, a partir de la fecha hasta el año 2035 con una población proyectada de 7794 habitantes. 4.3

PARÁMETROS DE DISEÑO ALCANTARILLADO SANITARIO

4.3.1 Periodo de Diseño Comprende el periodo en el que el conjunto de elementos del sistema funciona de manera adecuada para el servicio de alcantarillado adicionalmente fija las condiciones básicas del proyecto y la capacidad de la obra para atender la

22


demanda futura. Este debe contemplar el nivel socioeconómico, material de tubería, crecimiento poblacional y nivel de complejidad del sistema. Teniendo en cuenta lo anteriormente mencionado el valor asignado para el periodo de diseño corresponde a 25 años debido a que presenta nivel de complejidad Medio. 4.3.2 Caudal de Aguas Residuales Domesticas Para determinar la cantidad de aguas residuales domesticas se considera la dotación asignada a cada habitante y la densidad demográfica en el área del proyecto. Dicho caudal se estima para las condiciones iníciales y finales de operación del sistema.

Donde: . .6789:6; =⁄>8?. .:8 / /!;B:.8. C8?⁄C8 0 0!8 C8 1 D6!E:9:!;7! .! 1!76;6

,-

.

/ 0 86400

1

4.3.2.1 Densidad de Población El sistema de recolección y evacuación de aguas residuales se diseña para la máxima densidad de población futura, que depende de la estratificación socioeconómica, uso de la tierra y ordenamiento urbano, sin embargo se tiene en cuenta la densidad en condiciones iníciales para realizar el chequeo del comportamiento hidráulico del sistema. Para estimar las densidades correspondientes se emplea la siguiente ecuación:

Donde: 0 0!8 C8 6?F89:6; >8? / /!;B:.8. >8?/C8

/

0

Para el diseño hidráulico del sistema de alcantarillado se tienen las densidades consignadas en la Tabla 4-5.

23

CONSTRUCCION ALCANTARILLADO SANITARIO Municipio de Pupiales Tabla 4-5. Estimación Densidades Pupiales ESTIMACION DENSIDAD INICIAL Y FUTURA DENSIDAD (Condiciones Iníciales) Área Actual 49.33 Ha Población (2010) 5556 hab D inicial 112.64 hab/Ha DENSIDAD (Futura) Área Futura 57.74 Ha Población (2035) 7794 hab D futura 134.98 hab/Ha

Se resalta que para estimar la densidad futura se tiene en cuenta el área correspondiente al casco urbano (49.33 Ha) más el área de zona de expansión (8.415 Ha). 4.3.2.2 Estimación Consumo Medio Diario Corresponde a la dotación neta, la cual depende del nivel de complejidad del sistema, el clima y del tamaño de la población. De acuerdo al Titulo A.3.1 para nivel de complejidad de Sistema Medio la dotación neta corresponde a 115L/hab/d. 4.3.2.3 Estimación de R Para su estimación se tiene en cuenta que no toda el agua suministrada por el acueducto municipal a cada vivienda va al alcantarillado. De acuerdo a la Tabla D.3.1 para nivel de complejidad Medio el coeficiente de retorno oscila entre 0.8 y 0.85, de donde se adopta un coeficiente de retorno de aguas servidas domesticas de 0.8. 4.3.3 Aguas Residuales Industriales En el Municipio de Pupiales existen cuatro usuarios industrias: COLACTEOS, ALIVAL, y dos estaciones de servicio EL CAMIONERO y TERPEL, además existen pequeñas industrias de productos derivados de la leche, la contribución industrial para nivel de complejidad medio corresponde a 0.6 L/s.Ha. 4.3.4 Aguas Residuales Comerciales De acuerdo al Título D.3.2.2.3 del RAS 2000, establece que para cualquier nivel de complejidad de sistema la contribución comercial oscila entre 0.4 y 0.5 L/s.Ha, de donde se adopta una contribución de 0.4 L/s.Ha. 4.3.5 Aguas Residuales Institucionales De acuerdo al Título D.3.2.2.4 del RAS 2000, establece que para cualquier nivel de complejidad del sistema la contribución institucional mínima oscila entre 0.4 y 0.5 L/s.Ha institucional, para efectos de este diseño se contempla un factor de 0.4 L/s.Ha.

24


4.3.6 Caudal Medio de Aguas Residuales (QMD) El caudal Medio Diario de aguas Residuales para un colector con un área de drenaje dada corresponde a la suma de los aportes domésticos, industriales, comerciales e institucionales. 4.3.7 Caudal de Conexiones Erradas Corresponde a los aportes de aguas lluvias provenientes de malas conexiones de bajantes de tejados y patios. De acuerdo a lo establecido en el Titulo D.3.2.2.6 para nivel de complejidad medio se adopta como aporte máximo por conexiones erradas un factor de 0.2 L/s.Ha. 4.3.8 Caudal de Infiltración Siguiendo lo estipulado en el Título D.3.2.2.7 del RAS 2000 se adopta un factor de 0.2 L/s.Ha para aportes por infiltración en redes de sistemas de recolección y evacuación de aguas residuales. 4.3.9 Factor de Mayoración El factor de Mayoracion para estimar el caudal máximo horario, con base en el caudal medio diario tiene en cuenta las variaciones en el consumo de agua por parte de la población. Teniendo en cuenta lo estipulado en el Titulo D.3.2.4 para efectos del diseño se adopta la formula de Harmon válida para poblaciones de 1000 a 1000000 de habitantes. H 1

14 4 I.J

Este factor se estima tramo por tramo de acuerdo al incremento progresivo de población y caudal. 4.3.10 Caudal de Diseño Para estimar el caudal de diseño de cada tramo de la red de colectores se realizo sumando al caudal máximo horario los aportes por infiltraciones y conexiones erradas empleando la siguiente fórmula: ,- ,KL ,M ,N El caudal obtenido corresponde a las contribuciones acumuladas que llegan al tramo hasta el pozo de inspección anterior, adicionalmente se tiene en cuenta que cuando el caudal de diseño calculado es inferior a 1.5 L/s se adopta este como valor de diseño. Teniendo en cuenta los anteriores criterios se estimó el caudal de diseño para la red de alcantarillado sanitario del municipio de Pupiales y bajo el mismo

25


procedimiento se estimaron los caudales para las condiciones iníciales de funcionamiento con el propósito de verificar el comportamiento hidráulico del sistema en su etapa inicial de servicio (Ver Anexo 1). 4.3.11 Diseño De Colectores Para efectos del diseño de los colectores del sistema de alcantarillado sanitario del Municipio de Pupiales se tuvieron en cuenta los siguientes parámetros de diseño: 4.3.11.1 Diámetro Interno Real Mínimo El diámetro interno real mínimo permitido en redes de sistemas de recolección y evacuación de aguas residuales tipo alcantarillado sanitario convencional es 200mm (8plg) con el fin de evitar obstrucciones de los conductos por objetos relativamente grandes introducidos al sistema. 4.3.11.2 Velocidad Mínima Si las aguas residuales fluyen por un periodo largo a bajas velocidades, los sólidos transportados pueden depositarse dentro de los colectores. En consecuencia, se debe disponer regularmente de una velocidad suficiente para lavar los sólidos depositados durante periodos de caudal bajo, razón por la cual se establece la velocidad mínima como criterio de diseño. La velocidad mínima real permitida en el colector es 0,45 m/s. Para las condiciones iníciales de operación de cada tramo, se verifica el comportamiento auto limpiante del flujo, para lo cual es necesario utilizar el criterio de esfuerzo cortante medio; por lo tanto se establece que el valor del esfuerzo cortante medio sea mayor o igual a 1,5 N/m2 (0,15 Kg/m2) para el caudal inicial máximo horario. El esfuerzo cortante medio está dado por la expresión: OP

1

Q

4.3.11.3 Velocidad Máxima Los valores máximos permisibles para la velocidad media en los colectores por gravedad dependen del material, en función de su sensibilidad a la abrasión. Teniendo en cuenta que el material a utilizar es tubería en PVC se establece como velocidad máxima 10 m/s. 4.3.11.4 Pendiente Mínima El valor de la pendiente mínima del colector es aquella que permite tener condiciones de autolimpieza y de control de gases adecuadas de acuerdo con los criterios establecidos en el literal D.3.2.7 RAS 2000. 4.3.11.5 Pendiente Máxima El valor de la pendiente máxima admisible es aquel para el cual se tenga una velocidad máxima real según el literal D.3.2.8 RAS 2000.

26


4.3.11.6 Profundidad Hidráulica Máxima Para permitir aireación adecuada del flujo de aguas residuales, el valor máximo permisible de la profundidad hidráulica para el caudal de diseño en un colector debe estar entre 70 y 85% del diámetro real. Para efectos de este diseño se adopta como profundidad hidráulica máxima 75%. 4.3.11.7 Profundidad Mínima a la Cota Clave Los colectores de redes de recolección y evacuación de aguas residuales deben estar a una profundidad adecuada para permitir el drenaje por gravedad de las descargas domiciliarias sin sótano, aceptando una pendiente mínima de éstas de 2%. Además, el cubrimiento mínimo del colector debe evitar la ruptura de éste, ocasionada por cargas vivas que pueda experimentar. Los valores mínimos permisibles de cubrimiento de los colectores se definen en la Tabla D.3.11 RAS 2000. Para el diseño de los colectores se adopta una altura mínima a cota clave de 1.20 m para vías con alto índice de tránsito vehicular y 0.9 m para zonas donde predomina el tránsito peatonal y de vehículos livianos. 4.3.12 Red de Colectores Alcantarillado Sanitario Para el sistema de alcantarillado sanitario del municipio de Pupiales se proyecta en tuberías de material PVC (Nofavort), con coeficiente de rugosidad n= 0.010. El diseño Hidráulico del sistema de recolección de aguas residuales se realizó empleando la tabla de cálculo de PAVCO; en esta se define el tipo de alcantarillado, para efectos de este diseño ALCANTARILLADO SANITARIO. Los datos iníciales de contribución se toman de las tablas consignadas en el Anexo 1 y se procede a diseñar con empate de cota clave debido a que los diámetros son menores a 20”, la diferencia entre la cota de entrada y salida es de 5 cm cuando los diámetros son iguales, pero cuando hay cambio de diámetros no se adopta la diferencia de 5 cm, pues la diferencia entre las cotas bateas dará la caída entre los tramos. Para llevar a cabo la recolección y transporte de las aguas residuales domesticas generadas en el Municipio de Pupiales se proyecto como nuevo el diseño del alcantarillado sanitario, dejando las redes existentes para el funcionamiento del alcantarillado pluvial. Por efecto de topografía y desarrollo poblacional, se proyecto el diseño realizando una división del casco urbano en donde se contempla la zona central y la zona de expansión, para posteriormente unir los caudales y conducir el agua residual hacia un solo punto de vertimiento. Actualmente tiene 4 puntos de vertimiento sobre la quebrada LA ALAMBUERA, sin embargo estos puntos de vertimiento se reducirán a dos (2), ya que el proyecto contempla la unió de tres de sus emisores principales para en este punto tratar los vertimientos, el segundo punto de descarga será el del emisor la alambuera que es posible unirlo mediante la construcción de un interceptor de 2km donde la relación costo beneficio sería muy alta ya que esta emisario 27


recolecta las aguas servidas de 100 usuarios, por lo tanto se decide dejar este punto como el segundo de descarga sobre la quebrada la Alambuera.

28


5

5.1

DIAGNOSTICO GENERAL DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO EXISTENTE ENTIDAD RESPONSABLE DEL SERVICIO

En el municipio de Pupiales, se encuentra conformada la empresa de servicios públicos varios de Pupiales “EMSERP E.S.P.”, desde 1997, bajo el acuerdo No 005 de marzo 10 de 1997, emanado del honorable consejo municipal de Pupiales, como un organismo industrial y comercial del estado de orden municipal e inscrita ante los organismos de control como cámara de comercio, comisión reguladora de agua potable CRA y superintendencia de servicios públicos SSP. En la actualidad presta el servicio de acueducto, alcantarillado y aseo. • Dirección: • Telefax : • Email : 5.2

Cra 7 No. 10-217 Barrio el Progreso 7246090 [email protected]

COMPONENTES DEL SISTEMA

5.2.1 Tipo de sistema El sistema que funciona en el sector urbano del municipio de Pupiales, es un sistema convencional, principalmente en bayoneta sin interceptor, transporta aguas lluvias provenientes de patios y tejados, aguas de desechos industriales y aguas negras; este tipo de sistema se denomina combinado. Este sistema, fue construido hace 30 años por lo cual ya cumplió su vida útil, además es un sistema que no fue diseñado para evacuar aguas lluvias, por lo que presenta insuficiencia en su capacidad de evacuación en épocas críticas por exceso de aguas. Actualmente las aguas lluvias provenientes de escorrentías y vías son transportados por un sistema de sumideros, que tienen su propia red de recolección separada del sistema de aguas negras. 5.2.2 Cobertura De acuerdo con la información suministrada por la empresa prestadora del servicio EMSERP ESP, se puede determinar que el municipio tiene una cobertura en el servicio de alcantarillado del 94.9%. 5.2.3 Estado El casco urbano de Pupiales tiene un catastro de redes de alcantarillado elaborado a finales del 2005, el cual se compone de un plano maestro y las fichas técnicas. En este catastro se encuentra descrito cada uno de los tramos que compone el sistema de alcantarillado, indicando: ubicación, material, longitud, pendiente y estado de la tubería. Este estado de la tubería se clasifica en bueno, regular y malo dependiendo del tiempo de instalación, bueno para tubería instalada en 29


un tiempo menor a diez años, regular para tubería instalada en un tiempo menor a vente años y malo para tubería instalada hace más de veinte años. A continuación, en la siguiente tabla se muestra el resumen del estado de las tuberías según el catastro de redes clasificado por diámetros. De igual manera se presenta el estado de los colectores principales y secundarios.

DIAMETRO (pulg.) 6 8 10 12 14 16 TOTAL

Tabla 5-1. Estado tuberías según diametros ESTADO LON. TOTAL % MALO REGULAR (m) LON. % LON. 105,15 0,57 52,57 50,00 52,58 8940,2 48,42 226,76 2,54 6072,9 4044,54 21,91 0 0,00 1657,88 3088,85 16,73 335,9 10,87 2621,46 316,73 1,72 0 0,00 125,53 1968,49 10,66 0 0,00 910,71 18463,96 100 615,23 3,33 11441,06

TUBERIA Principal Secundario TOTAL

% 50,00 67,93 40,99 84,87 39,63 46,26 61,96

Tabla 5-2. Estado tuberías por tipo de tubería ESTADO LON. TOTAL % MALO REGULAR (m) LON. % LON. % 5505,37 29,82 335,9 6,10 3890,70 71 12958,59 70,18 279,33 2,16 7550,36 58,27 18463,96

BUENO LON. 0 2640,54 2386,66 131,49 191,2 1057,78 6407,67

BUENO LON. 1278,77 5128,9

% 0 29,54 59,01 4,26 60,37 53,74 34,70

% 23 39,58

Los pozos de inspección, son de forma circular de diámetro 1.10m, están construidos en mampostería de ladrillo de espesor 30cm, con base en concreto y tapas en concreto reforzado de 60cm de diámetro. Se contabilizaron una totalidad de 223 pozos, de los cuales 18 no fueron encontrados en el levantamiento del catastro de redes. Su estado es regular ya que no se les hace un mantenimiento adecuado. Los sumideros son horizontales y están construidos en mampostería y rejilla con varillas de diámetro 1/2”. Se contabilizaron un total de 64 unidades, los cuales se encuentran en buen estado. 5.2.4 Capacidad El sistema de alcantarillado de Pupiales está constituido por cuatro emisarios que son: Alambuera, La Virgen, San Juan Chiquito y La Granja. Para estimar la capacidad del sistema se procedió a calcular la capacidad de cada uno de estos emisarios, teniendo en cuenta la pendiente, el diámetro y el tipo de alcantarillado combinado y por consiguiente su capacidad es correspondiente a la de flujo lleno, obteniéndose los siguientes resultados.

30

CONSTRUCCION ALCANTARILLADO SANITARIO Municipio de Pupiales Tabla 5-3 . Capacidad emisarios Emisario Alambuera La Virgen San Juan Chiquito La Granja Total

Φ " 8 16 16 12

Capacidad l/s 60,48 645,26 322,63 265,00 1293,37

De esta manera se puede establecer que el sistema tiene la capacidad de desalojar un caudal de 1.293,37 l/s, Además, se observa que en los colectores La Virgen, La Granja y San Juan Chiquito la velocidad real supera a la máxima permitida por la norma, por esta razón se aconseja aumentar el número de pozos de inspección, para colocar en estos cámaras de caída y de esta manera reducir la pendiente y por consiguiente su velocidad. 5.2.5 Funcionamiento 5.2.6 Comprobación de diseño de la red de alcantarillado A partir de las dotaciones, densidades, y la determinación de las áreas de influencia en el plano maestro del catastro de redes, se calcularon los aportes domésticos, industriales y oficiales (no se encontró una zona comercial definida, por lo que se tomó la zona residencial como mixta). Con esto se obtuvo el aporte de aguas residuales. Para la determinación del caudal de aguas lluvias se establecieron las áreas de influencia en el plano maestro del catastro de redes, así como también se adoptó de común acuerdo con la empresa prestadora del servicio, dar un valor al coeficiente de escorrentía igual a 0.30 en la mayor parte del casco urbano debido a las siguientes razones: • • •

Una gran parte de las viviendas poseen huertas caseras, por lo que el agua se infiltra en el terreno. Algunas calles principales poseen sistemas de drenajes superficiales, que no se encuentran conectados al sistema de alcantarillado. Algunas viviendas no presentan sistemas de desagüe en sus cubiertas.

Sin embargo, en algunas zonas residenciales se adoptó un coeficiente de escorrentía de 0.70 como lo establece el reglamento técnico RAS 2000. Para la determinación de la Intensidad se utilizaron las curvas de Intensidad – Frecuencia – Duración (IFD) de la ciudad de Ipiales de la estación meteorológica del Aeropuerto San Luís1, debido a la cercanía que existe entre

1

Análisis hidrológico para la obtención de las curvas de intensidad - frecuencia - duración (IFD) para la ciudad de Ipiales; Juan Carlos Cifuentes y Edgar Enrique Chamorro; Universidad de Nariño.

31


estas dos poblaciones ya que sus características climatológicas son similares. (Ver Anexo 2). Una vez obtenidos los aportes residuales y de aguas lluvias se procedió a realizar la comprobación de diseño del sistema actual teniendo en cuenta los diámetros y pendientes existentes de la red, como también los parámetros y requerimientos establecidos por el reglamento técnico RAS 2000. En este reglamento es bastante claro que para sistemas combinados de alcantarillado se deben tener en cuenta los parámetros de diseño de los sistemas pluviales, como son: • • • • • •

Diámetro mínimo: 10 pulgadas, pero para poblaciones pequeñas se puede tomar como mínimo 8 pulgadas. Velocidad mínima: 0.75 m/s Es posible diseñar tramos con velocidades reales inferiores a este valor siempre y cuando se asegure el esfuerzo cortante mínimo. Velocidad máxima: 5 m/s ya que el material de las tuberías es concreto normal. Esfuerzo cortante medio > 0.30 kg/m2 para el caudal de diseño y 0.15Kg/m2 para el 10% de la capacidad a tubo lleno. Régimen del flujo no debe ser crítico: Número Froude < 0.9 y >1.1 Profundidad hidráulica: La correspondiente a tubo lleno (Por ser un sistema combinado)

Determinándose de esta manera que el funcionamiento de algunos tramos no cumplen con los rangos establecidos en la norma y en otros tramos el caudal a transportar era superior a la capacidad a tubo lleno. Ya establecidos los tramos en mal funcionamiento se determino la eficiencia del sistema de la siguiente manera: Longitud total del sistema Longitud total en mal funcionamiento

Eficiencia =

= 13924.65m = 7432.84m

13.924,65 − 7.432,84 × 100 = 46,62% 13.924,65

Con éste resultado se establece que el 46.62% del sistema funciona de manera adecuada, lo que se considera como regular. Estableciéndose un periodo de diseño de 20 años con lo cual se proyecto el caudal de aguas residuales, se evalúo el funcionamiento del sistema en condiciones futuras, obteniéndose de esta manera los tramos del sistema que deberán ser remplazados, para un adecuado funcionamiento de este sistema hasta el año 2030.

32

CONSTRUCCION ALCANTARILLADO SANITARIO Municipio de Pupiales Tabla 5-4. Tramos en mal estado alcantarillado existente Tramo

Longitud Localización

De A

Pend Ф

Problema

Solución

Actual

5

4

52.57

Cra. 7 con Calle 10 Esquina

0.91

6

Diámetro mínimo

Cambiar diámetro a 8"

7

8

89.87

Planta EMSERP Esquina

5.45

8

Caudal total > Capacidad

Cambiar material a PVC Cambiar diámetro a 12" Cambiar diámetro a 12"

8

9

64.25

Esquina con Cra. 7

3.78

8

Caudal total > Capacidad Continuidad

9

10

37.04

Cra 7 con Calle 9 Esquina

4.94

8


144 146 76.03

Urb. Villa Real

4.54

8

Modificación tramo 147-148

Disminuir pendiente a 3.93%

146 147 35.18

Urb. Villa Real

0.82

8


Disminuir pendiente a0.77%

147 148 24.33

Urb. Villa Real

0.47

8

Esf. Cortante min. < 0.15Kg/m2

Aumentar pendiente a 0.66%

10


5.24

8



11

33.04

11

12

69.39


5.47

8



50

12

76.41

Calle 9 con Cra. 6 y 7

1.88

8


Cambiar material a PVC

12

14

9.96


3.22

10

Caudal total > Capacidad Modificación empate pozo 14

Cambiar diámetro a 12" y aumentar pendiente a 10.34%

47

46

72.75

Esquina con Cra. 9

0.32

8



46

45

80.30

Esquina con Cra. 9

0.13

8



45

13

69.30

Cra 7 con Calle9

0.77

8



13

14

10.96

Cra 7 con Calle9

0.37

8


Disminuir pendiente a 0.52% Cambiar diámetro a 16"

14

15

61.58

Cra. 7 con Calle 8 y 9

5.34

12

Caudal total > Capacidad Modificación empate

15

16

59.89


4.31

12



16

17

53.08


3.39

12



17

18

47.69


3.28

12



18

19

66.42


4.16

12



97

96

20.09

Urb. El Dorado

1.89

8



19

158 37.84

Cra. 7 con Calle 5A y 6

2.75

16



158 159 32.06

Cra. 7 con Calle 5A y 6

2.9

16



159 160 56.09

Calle 5A con Cra. 6 y 7

2.88

16



160 21

45.95

Calle 5A con Cra. 6 y 7

2.58

16



18

64

125.28


0.24

12



21

22

57.70

Cra. 6 con Calle. 5 y 5A

3.22

16



22

23

136.93

Cra. 6 con Calle. 4 y 5

2.55

16



23

24

119.46


1.8

16



24

217 217.80


1.8

16



217 218 46.94

Calle 1 con Cra. 4

2.5

16



218 219 39.50

Calle 1 con Cra. 4 Esquina

3

16



219 220 63.80


2.5

16



220 87

77.50


2.3

16



119 63

59.92


1.72

8



63

64

107.26


1.99

8



64

68

84.78


0.93

8



68

69

74.19


5.19

8



19

123 57.08


0.8

8



69

74


1.43

10



61.77

33

CONSTRUCCION ALCANTARILLADO SANITARIO Municipio de Pupiales 74

75

58.69


2.04

12



75

129 69.90


1.93

12



1.2

12



129 81

90.64

Calle 5 con Cra 3 y 4

51

63

143.91


5.19

8



63

67

82.65


0.38

8



68

164 65.07


1.93

8



3.76

8



164 74

78.50


74

80

81.13


1.8

8



67

163 69.00


0.49

8





164 78

77.21


0.46

10

163 54

68.79

Calle 8 Cra. 3 y 4

0.5

8


Cambiar diámetro a 12" Cambiar diámetro a 12"

78

79

25.36

Cra. 3 con calle 6 y 7

3.55

10


79

80

55.79


3.5

10



80

81

133.78


3.2

10



81

82

115.79


4.15

12



59

111 79.91


0.38

8



111 82

70.36


1.71

8



82

83

125.53


2.04

14



70

129 67.85


1.84

8



129 130 63.08

Cra. 4 Con Calle 4 y 5

2.53

8



130 76

60.10

Cra. 4 Con Calle 4 y 5

2.37

8



76

77

64.19


1.72

8



77

26

60.63


2.52

8



26

83

99.65


2.24

8



83

84

75.84


1.82

16



84

85

70.06


1.77

16



72

25

122.39


2.83

8


Cambiar material a PVC Cambiar diámetro a 12"

25

27

67.76


0.8

10


28

29

80.15


1.35

10



29

122 62.22


0.96

10



122 85 85

59.84

222 126.92


1

10



Calle 2 con Cra. 2B y 3

2.5

16



110 58

60.04


0.8

8



59

119.11


2.15

12


Cambiar material a PVC Disminuir pendiente a 1.24%

83

60

113 83.16


1.54

10

Flujo critico - Modificación tramo 113-60

113 60

94.52


0.2

10



60

61

50.78


3.31

12



61

62

64.11


3.72

12



62

221 36.05

Calle 2 con Cra. 2 y 2A

2.8

12



221 118 35.37

Calle 2 con Cra. 2A y 2B

3.1

12



118 222 8.97

Calle 2 con Cra. 2B y 3

3

12



38

37

86.03

Cra 4. Urb. Camioneros

0.21

12



37

36

96.23

Cra 4. Urb. Camioneros

0.69

12


Disminución pendiente a 0.55%

34


5.2.7 Procedimiento de evaluación hidráulica alcantarillado combinado Los cálculos del diagnostico general del sistema actual y proyectado se encuentran en el Anexo 3. Este anexo se encuentra dividido en dos partes, la primera es el cálculo de caudales residuales actuales y proyectados y la segunda es la evaluación hidráulica del sistema de alcantarillado combinado. A continuación se presenta la respectiva explicación a estos cálculos: 5.2.7.1 Cálculo caudal residual de diseño En esta parte del diagnóstico se calculan los caudales de aguas residuales actuales y proyectados por cada tramo del sistema de alcantarillado de esta localidad. 1.

Identificación

Columna (1): Numeración tramo colector En esta columna se indica el número del pozo inicial y final del tramo. Ej. Tramo de 7 a 8 Columna (2): Longitud de cada colector (m). Ej. Longitud [7 – 8] 89.87m Columna (3): Pendiente de cada colector (%). Ej. Pendiente [7 – 8] 5.45% Columna (4): Diámetro nominal del colector en pulgadas. Ej. Diámetro [7 – 8] 8” 2. Área Total de aportes Columna (5): Área residencial aferente (ha). Corresponde al área aferente de cada colector. Ej. Área aferente [7 – 8] 0.2631ha. Columna (6): Área residencial acumulada (ha) Se acumula el área de drenaje de los colectores aguas arriba del colector en cuestión. Ej. Área residencial acumulada [7 – 8] 0RSTU 0RVU 0RVWU 0RWXU 0RYJU 0RJXU 0RXSU 0RSTU 0RSTU 0.1218 0.1461 0.3234 0.1640 0.1288 0.1226 0.2631 1.2698>8

Columna (7): Área industrial aferente (ha) Es el área aferente destinada al uso industrial en el tramo. Ej. Área industrial aferente [7 – 8] 0 Columna (8): Área institucional aferente (ha) Es el área aferente destinada al uso institucional en el tramo. 35


Ej. Área institucional aferente [7 – 8] 0.0781ha 3. Población aferente acumulada Columna (8): Población aferente acumulada (Habitantes) Es la población aferente acumulada para cada tramo. Ej. Población aferente acumulada [7 – 8] 6?F89:ó; 0!8 /!;B:.8. >8? 6?F89:ó; 1.2698>8 141 179>8?. C8 4. Caudales de aporte medio diario Columna (9): Caudal medio diario de aguas residuales domesticas (l/s) Es el aporte correspondiente a la población aferente acumulada por la dotación estimada para este uso en cada tramo. Ej. ,_.`RSTU 6?F89:ó; /6789:6; 897a8F 8ba8B !B:.a8F!B .6_!B7:98B 179 >8?. 156 F>8? .:8 ,_.`RSTU 0.3232 FB 86400 B.:8 Columna (10): Caudal medio diario de aguas industriales (l/s) Es el aporte correspondiente al área aferente acumulada industrial por la dotación de aguas residuales para este uso. Ej. ,_.M-RSTU Á!8 8E!!;7! :;.aB7:8F /6789:6; 897a8F 8ba8B :;.aB7:8F!B ,_.M-RSTU 0>8 2.84 FB >8 0 FB Columna (11): Caudal medio diario de aguas institucionales (l/s) Es el aporte correspondiente al área aferente acumulada institucional por la dotación de aguas residuales para este uso. Ej.

,_.MeRSTU Á!8 8E!!;7! :;B7:7a9:6;8F

,_.MeRSTU 0.0781>8

0.4 FBb

/6789:6; 897a8F 8ba8B :;B7:7a9:6;8F!B

F >8 0.0312 Bb

Columna (12): Caudal medio diario de aguas residuales (l/s) Es el aporte correspondiente a la sumatoria de caudales por cada uso. Ej. ,f/RSTU ,_.`RSTU ,_.M-RSTU ,_.MeRSTU ,f/RSTU 0.3232 FB 0 FB 0.0312 FB 0.3544 FB 5. Factor de mayoración Columna (13): Factor de mayoración asumido Para el cálculo de este factor se tendrá en cuenta la formula de Babbit teniendo en cuenta la población servida por el colector en miles de habitantes. 36


Ej.

HRSTU HRSTU

5

I.V 1000 5

I.V 7.05 179 1000 El máximo valor del factor de mayoración “F” es 5, por lo tanto se asume este valor.

6. Caudal máximo horario. Columna (14): Caudal máximo horario Ej. ,fCRSTU H ,f/RSTU ,fCRSTU 5 0.3544 FB 1.772 FB 7. Otros caudales Columna (14): Caudal por infiltraciones Para el cálculo de este caudal se tendrá en cuenta un aporte por infiltración igual a 0.3 l/s*ha Ej. ,Mg`hiMNeRSTU 0j67! j6 :;E:F789:ó; 0!8 .! .!;8k! 89a_aF8.8RSTU ,Mg`hiMNeRSTU 0.3 FB >8 1.2698>8 0.38 FB 8. Caudal de diseño Columna (15): Caudal de diseño calculado Ej. ,-RSTU ,fCRSTU ,Mg`hiMNeRSTU ,-RSTU 1.772 FB 0.38 FB 2.15 FB Columna (16): Caudal de diseño Asumido El caudal de diseño asumido será igual a 1.5l/s, calculado es inferior a este valor. Ej. ,-RSTU 2.15 FB ; m8 na! 2.15 o 1.5

si el caudal de diseño

Para la proyección del caudal se tendrán en cuenta las proyecciones de la densidad y los aportes de aguas residuales domesticas, institucionales e industriales. 5.2.7.2 Evaluación de Diseño En esta sección del diagnóstico se determinan los caudales de aguas lluvias mediante la utilización de las curvas intensidad frecuencia duración IFD del

37


municipio de Ipiales, también se evalúan los parámetros de diseño exigidos por la norma RAS 2000. Columna (1): Numeración tramo colector En esta columna se indica el número del pozo inicial y final del tramo. Ej. Tramo de 7 a 8 Columna (2): Longitud de cada colector (m). Ej. Longitud [7 – 8] 89.87m Columna (3): Coeficiente de escorrentía. Ej. C [7 – 8] 0.3 Columna (4): Área acumulada de drenaje (ha) Se acumula el área de drenaje de los colectores aguas arriba del colector en cuestión. Ej. Área acumulada [7 – 8] 0RSTU 0RVU 0RVWU 0RWXU 0RYJU 0RJXU 0RXSU 0RSTU 0RSTU 0.1218 0.1461 0.3234 0.1640 0.1288 0.1226 0.2631 1.2698>8

Columna (5): Frecuencia Se adopta el valor en función del uso de suelo, el tamaño del área drenada y el nivel de protección. Ej. Frecuencia [7 – 8] 2 años como mínimo. Columna (6): Tiempo de recorrido Tr (minutos) Para determinar el tiempo de recorrido se asume una velocidad que para este ejemplo es 0.8m/s. Ej: Tiempo de recorrido supuesto [7 – 8] = p 89.97_ 1.87_:; 0.8 _⁄B 60 B_:;. Con este dato se calculan los caudales de aguas lluvias y con los datos de diámetro y pendiente se puede determinar el valor real de la velocidad (columna 18) con el cual se determina el tiempo de recorrido real. Tiempo de recorrido asumido [7 – 8] 89.97_ 0.73_:; 2.05 _⁄B 60 B_:;. Como el valor de velocidad real no cambia con este dato del tiempo de recorrido se da por hecho que este valor es el indicado. Columna (7): Tiempo de entrada Te (minutos) Como esta en una zona urbana se establece el tiempo de entrada dentro de un rango de 10 a 20 minutos para este caso se adopta 15 minutos. Columna (8): Tiempo de concentración Tc (minutos) 38


Es la suma del tiempo de recorrido más el tiempo de entrada. Ej: Tiempo de concentración [7 – 8] 9 ! 9 0.73_:; 15_:; 15.73_:; Columna (9): Intensidad de precipitación (mm/h) Es la intensidad de precipitación obtenida de las curvas IFD serie de máximas de la ciudad de Ipiales o como en este caso, a la aplicación de la ecuación definida a partir de estas curvas que se describe a continuación: 132.28 H I.Sr q 2.89 9I.JVX Donde: I = Intensidad. Fr = Frecuencia o grado de protección. Tc = tiempo de concentración. 132.28 2I.Sr qRSTU 32.35__/> 2.89 15.73I.JVX Columna (10): Caudal de aguas lluvias (l/s) Definido según el método racional. ,sst 2.78 D q 0 Donde: Qlluv = Caudal aguas lluvias (l/s). C = Coeficiente de escorrentía. I = intensidad (mm/h). A = Área de escorrentía (ha). ,sst RSTU 2.78 0.30 32.35 1.2698 34.26 FB. Columna (11): Caudal de aguas Residuales (l/s) Definido en las tablas de cálculo de caudales residuales. Ej: ,`(u RSTU 2.15 FB Columna (12): Caudal total de aguas Residuales (l/s) Es la suma del caudal de aguas lluvias más el caudal de aguas residuales. Ej: n 7678F ,sst ,`(u n 7678F 34.26 2.15 36.41 FB Columna (13): Pendiente de cada colector (%). Ej. Pendiente [7 – 8] 5.45% Columna (14): Diámetro nominal del colector en pulgadas. Ej. Diámetro [7 – 8] 8”

39


Columna (15): Caudal a tubo lleno (l/s). Es la capacidad máxima de la tubería, calculada por la sección de flujo máxima según la ecuación: T w W Q V ,FF 311.7 v x ; Donde: Qll = Caudal a tubo lleno. Ø = Diámetro tubería. S = Pendiente. n = Coeficiente de rugosidad de Manning (para concreto 0.013). Ej: T 8 0.025 W 5.45⁄100 V ,FFRSTU 311.7 v x 76.57 FB 0.013 Columna (16): Velocidad a tubo lleno (m/s). Calculada por la ecuación de continuidad. ,FF pFF 0 Donde: Vll = Velocidad a tubo lleno (m/s). Qll = Caudal a tubo lleno (m3/s). A = Área de la sección del tubo (m2). Ej: pFFRSTU

76.57 1000 4 2.44 _⁄B y 8 0.025V

Columna (17): Relación entre caudal de diseño y caudal a tubo lleno Con esta relación se definen las características hidráulicas del tramo. Ej: n 36.41 .!F 78_6 R7 8U 0.48 ,FF 76.57 Columna (18): Velocidad real (m/s). Para determinar la velocidad real se procede a determinar la relación entre velocidad real y la velocidad a tubo lleno, que se obtiene mediante tablas de relaciones hidráulicas, donde se entra con el valor de la relación de caudales y se obtiene la relación hidráulica de velocidad. Según la norma RAS 2000 para alcantarillados combinados el valor mínimo de velocidad es de 0.75m/s. Ej: zRSTU n .!F 78_6 R7 8U 0.48; j88 !B7! z8F6 B! 6?7:!;! 0.84 ,FF pFFRSTU zRSTU 0.84 2.44 2.05 _⁄B 40


Columna (19): Radio hidráulico mojado (m). Para determinar el radio hidráulico mojado se procede a determinar mediante tablas de relaciones hidráulicas, donde se entra con el valor de la relación de caudales y se obtiene la relación entre radio hidráulico mojado y radio hidráulico a tubo lleno. Ej: w 1>FF 4 Donde: Rhll = radio hidráulico a tubo lleno (m). Ø = Diámetro (m). 1>FFRSTU

8

0.025 0.05_ 4

1>RSTU n .!F 78_6 R7 8U 0.48; j88 !B7! z8F6 B! 6?7:!;! 1.065 1>FFRSTU ,FF 1>RSTU 1.065 0.05 0.053_ Columna (20): Profundidad hidráulica de la sección del flujo (m). Para determinar la profundidad hidráulica de la sección del flujo se procede a determinar mediante tablas de relaciones hidráulicas, donde se entra con el valor de la relación de caudales y se obtiene la relación entre la profundidad hidráulica y el diámetro de la tubería. Ej: CRSTU n .!F 78_6 R7 8U 0.48; j88 !B7! z8F6 B! 6?7:!;! 0.443 wRSTU ,FF CRSTU 0.443 8 0.025 0.089_ Columna (21): Esfuerzo cortante medio (kg/m2). El esfuerzo cortante medio para alcantarillados combinados debe ser mayor o igual a 0.3kg/m2 para el caudal de diseño o para este caso el caudal total. OP 1 Q Donde: τ = Esfuerzo cortante medio (kg/m2). γ = Peso especifico del agua residual 9.81 (KN/m3) R = Radio hidráulico mojado (m). S = Pendiente tramo (%). Ej:

ORSTU 9.81

0.053

5.45 2.88

$b _V

Columna (22): Esfuerzo cortante mínimo (kg/m2). El esfuerzo cortante mínimo para alcantarillados combinados debe ser mayor o igual a 0.15kg/m2 para el 10% de la capacidad a tubo lleno. Es posible diseñar tramos con velocidades reales inferiores a 0.75m/s siempre y cuando se asegure el valor mínimo de esfuerzo cortante. 41


Ej: Para este cálculo se debe establecer lo siguiente: 1. La relación q/Qll = 0.1 2. Para la relación q/Qll la relación Rh/Rhll = 0.586 3. Por lo tanto el radio hidráulico mojado se calcula de la siguiente manera: 8 0.025 1>FFRSTU 0.05_ 4 1>R{ |U 0.586 0.05 0.0293_ $b OR{ |U 9.81 0.0293 5.45 1.59 _V Columna (23): Número de Froude. NF ≤ 0.9 Régimen de flujo suscritico. NF ≥ 1.1 Régimen de flujo supercritico. z }H ~b C Donde: NF = Numero de Froude. v = Velocidad real (m/s). g = Gravedad 9.81m/sg2 H = Profundidad hidráulica (m). 2.05 }HRSTU 2.19 o 1.1 1éb:_!; .! EFak6 Baj!9:7:96 √9.81 0.089 Este mismo procedimiento se sigue para la evaluación hidráulica proyectada teniendo en cuenta los caudales residuales proyectados y las áreas de futuro desarrollo. 5.3

CONEXIONES DOMICILIARIAS

Teniendo en cuenta la información suministrada por la empresa en cuanto a suscriptores activos del sector urbano, se tiene un total de usuarios para acueducto de 1850 y para alcantarillado de 1346. Los empalmes entre la alcantarilla y las conexiones domiciliarias se hallan diseñados en forma de Yee, formando un ángulo de 45º. Tabla 5-5. Usuarios Totales por servicio Acueducto Alcantarillado

Uso / Estrato Uso : 01 - Residencial 01 - Bajo Bajo 02 - Bajo 03 - Medio Bajo Total Uso : 01 - Residencial Uso : 02 - Comercial 01 - Bajo Bajo Total Uso : 02 - Comercial Uso : 03 - industrial 01 - Bajo Bajo

42

674 1003 105 1.782

410 829 72 1.311

37 37

10 10

4

3

CONSTRUCCION ALCANTARILLADO SANITARIO Municipio de Pupiales Total Uso : 03 - Industrial Uso : 04 - Oficial 01 - Bajo Bajo Total Uso : 04 - Oficial Totales

4

3

27 27 1850

22 22 1346

Fuente: EMPRESA DE SEVCIOS PÚBLICOS VARIOS DE PUPIALES

5.4

COSTOS DEL SERVICIO

Las tarifas relacionadas con los servicios de alcantarillado, acueducto y aseo están clasificadas por estratos y usos. Tabla 5-6. Tarifas MODELO TARIFARIO 2006 ACUEDUCTO

ALCANTARILLADO

ASEO

ESTRATO

CARGO FIJO

CONSUMO BASICO

CONSUMO COMPLEMENTARIO

CONSUMO SUNTUARIO

CARGO FIJO

CONSUMO BASICO

CONSUMO COMPLEMENTARIO

CONSUMO SUNTUARIO

ASEO, RECOLECCION, TRANSPORTE, DISPOSICION FINAL DE RESIDUOS SOLIDOS

$/MES

$/M3

$/M3

$/M3

$/MES

$/M3

$/M3

$/M3

$/MES

ESTRATO 1

3,299

258

283

296

1,019

242

266

278

5,136

ESTRATO 2

3,299

258

283

296

1,019

242

266

278

5,299

ESTRATO 3

3,299

258

283

296

1,019

242

266

278

4,877

OFICIAL

3,299

258

283

296

1,019

242

266

278

12,303

COMERCIAL 4,289

335

368

385

1,324

314

345

361

8,525

INDUSTRIAL 8,149

636

700

732

2,516

597

656

686

11,674

Fuente: EMPRESA DE SEVCIOS PÚBLICOS VARIOS DE PUPIALES

5.5

OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO

Se realiza mantenimiento preventivo a los sumideros, a través de una inspección ocular mensual, donde se hace limpieza y recolección de material de forma manual, en caso de taponamiento se realiza un sondeo de la tubería. Se realiza mantenimiento correctivo a pozos, colectores y cámaras de caída; en los primeros, en caso de obstrucción se hace retiro manual del material o también por inyección de agua del acueducto, si existiese colapso del pozo se hace retiro del material y reconstrucción del mismo. Para colectores y cámaras de caída se hace sondeo debido a obstrucciones. El municipio cuenta con un catastro de redes elaborado en el año 2005, cuyo objetivo principal es implantar un sistema de información catastral de las tuberías, accesorios y estructuras de las redes de alcantarillado, que sirva de soporte a las actividades de operación y mantenimiento. Es importante tener en cuenta que la empresa no cuenta con un manual de operación y mantenimiento del sistema de alcantarillado.

Diseño hidráulico elaborado por:

43


______________________________ LORENA SALAZAR GAMEZ Dr. Ingeniera M.P. 52202084683 NRÑ

44