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“AMPLIACION DEL ACUEDUCTO MUNICIPAL DE TAUSA, CUNDINAMARCA” DAVID DE JESÚS BETTIN GÓMEZ FELIPE ANTONIO MONTERROZA ORTEGA BOGOTA D.C ESCUELA SUPERIOR DE ADMINISTRACIÓN PÚBLICA AREA DE FINANZAS PUBLICAS ESPECIALIZACION EN PROYECTOS DE DESARROLLO JUNIO DE 2005
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“AMPLIACION DEL ACUEDUCTO MUNICIPAL DE TAUSA, CUNDINAMARCA”
DAVID DE JESÚS BETTIN GÓMEZ
FELIPE ANTONIO MONTERROZA ORTEGA
BOGOTA D.C
ESCUELA SUPERIOR DE ADMINISTRACIÓN PÚBLICA
AREA DE FINANZAS PUBLICAS
ESPECIALIZACION EN PROYECTOS DE DESARROLLO
JUNIO DE 2005
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“AMPLIACION DEL ACUEDUCTO MUNICIPAL DE TAUSA, CUNDINAMARCA”
DAVID DE JESÚS BETTIN GÓMEZ
FELIPE ANTONIO MONTERROZA ORTEGA
Trabajo de grado presentado como requisito parcial
para optar por el Titulo de Especialista en Proyectos
de Desarrollo
BOGOTA D.C
ESCUELA SUPERIOR DE ADMINISTRACIÓN PÚBLICA
AREA DE FINANZAS PUBLICAS
ESPECIALIZACION EN PROYECTOS DE DESARROLLO
JUNIO DE 2005
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TABLA DE CONTENIDO
Pag. INTRODUCCIÓN 1. ASPECTOS GENERALES 9 1.1 UBICACIÓN 9 1.2 CLIMA 9 1.3 POBLACIÓN 9 1.4 ADMINISTRACIÓN MUNICIPAL 10 1.5 ACTIVIDADES ECONÓMICAS 10 2. PROBLEMA 13 2.1 IDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA 13 2.2 CAUSAS 13 2.3 CONSECUENCIAS 14 3 ALTERNATIVAS DE SOLUCION 15 3.1 SOLUCION 15 3.2 JUSTIFICACION 15 3.3 OBJETIVOS 15 3.3.1 General 15 3.3.2 Específicos 15 4 MARCO TEÓRICO Y LEGAL 16 4.1 METODOLOGÍA 16 5. ESTUDIO DE MERCADO 18 5.1 ANÁLISIS TEÓRICO DE LA DEMANDA DE AGUA 18 5.2 ANÁLISIS DE LA DEMANDA EN TAUSA 20 5.3 INDICADORES DE LA SITUACIÓN ACTUAL 21 5.4 PROYECCIÓN DE LA DEMANDA 22 5.5 ANÁLISIS DE LA OFERTA 22 5.6 PROYECCIÓN DE LA OFERTA 23 5.7 PROYECCIÓN DE LOS INGRESOS 24 5.8 CRECIMIENTO DE LA POBLACIÓN 26 6. ESTUDIO TÉCNICO 28 6.1 CONCEPTOS 28 6.2 EVALUACIÓN DE LA RED EXISTENTE 31 6.2.1 Componentes del sistema de acueducto existente. 31 6.2.2 Diámetros, materiales y estado de las redes 32
4
6.2.2.1Sector Tausa viejo 32 6.2.2.2 Sector Tausa Nuevo 32 6.2.3 Total de tubería existente 33 6.2.4 Tanques de almacenamiento. 33 6.2.5 Catastro de la red de distribución 34 6.3 DISEÑO PRELIMINAR 35 6.3.1 FUENTE DE CAPTACIÓN 35 6.3.1.1 Definición de la fuente. 35 6.3.1.2 Aforos. 36 6.3.1.3 Análisis físico–químico del agua cruda. 39 6.4 DISEÑO DE LA AMPLIACION DEL ACUEDUCTO 39 6.4.1 CONDICIONES DE DISEÑO 39 6.4.2 DISEÑO DE LA BOCATOMA 41 6.4.2.1 Diseño de la presa 42 6.4.2.2 Diseño de la rejilla y canal de aducción 42 6.4.2.3 Cálculo del caudal de excesos 45 6.4.2.4 Cálculo de cotas 46 6.4.3 DISEÑO DE LA LÍNEA DE ADUCCIÓN BOCATOMA – DESARENADOR 47 6.4.3.1 Verificación de la cota a la salida de la bocatoma 49 6.4.4 DISEÑO DEL DESARENADOR 50 6.4.4.1 Condiciones de la tubería de entrada 50 6.4.4.2 Condiciones de diseño del Desarenador 51 6.4.4.3 Cálculo de los parámetros de sedimentación 51 6.4.4.4 Condiciones de operación de los módulos 54 6.4.4.5 Cálculo de los elementos del Desarenador 54 6.4.4.6 Perfil hidráulico 56 6.4.4.7 Cálculo de los diámetros de la tubería de exceso 57 6.4.4.8 Cálculo de cotas 57 6.4.5 CONDICIONES DE CONDUCCION DESARENADOR - TANQUE DE ALMACENAMIENTO 58 6.4.5.1 Cálculo de la presión 59 64.4.5.2 Calculo de la presión 60 6.4.5.3 Calculo de la presión 61 6.4.5.4 Calculo de la presión 62 6.4.5.5 Calculo de la presión 63 7. ESTUDIO FINANCIERO 65 8. EVALUACION SOCIOECONOMICA 71 8.1 INTRODUCCION 71 8.2 IDENTIFICACION Y VALORACION DE BENEFICIOS. 72 8.3 EVALUACION AMBIENTAL. 75 9. CONCLUSIONES 77 BIBLIOGRAFIA
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LISTA DE CUADROS Pag CUADRO No. 1. ANÁLISIS HISTORICO DE LA DEMANDA 20 CUADRO No. 2. PROYECCION DE LA DEMANDA 22 CUADRO No. 3. PROYECCION DE LA OFERTA 23 CUADRO No. 4. PROYECCION DE LOS INGRESOS 25 CUADRO No. 5. RESUMEN DE TUBERÍA 64 CUADRO No. 6. INVERSION TOTAL 65 CUADRO No. 7. GASTOS ADMINISTRATIVOS 66 CUADRO No. 8. GASTOS DE OPERACIÓN 66 CUADRO No. 9. EVALUACION FINANCIERA 50% COFINANCIACION 68 CUADRO No. 10. EVALUACION FINANCIERA 75% COFINANCIACION 69 CUADRO No. 9A. EVALUACION FINANCIERA 50% COFINANCIACION DESCONTANDO AHORRO POR COMPRA DE AGUA 73 CUADRO No. 10A. EVALUACION FINANCIERA 75% COFINANCIACION DESCONTANDO AHORRO POR COMPRA DE AGUA 74
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LISTA DE TABLAS Pag. TABLA 1. TOTAL DE TUBERÍA EXISTENTE POR DIÁMETROS. 33 TABLA 2. MUESTRA DEL DÍA 3 DE MARZO DE 2004 37 TABLA 3. MUESTRA DEL DÍA 2 DE MAYO DE 2004 37 TABLA 4. MUESTRA DEL DÍA 15 DE JUNIO DE 2004 38 TABLA 5. MUESTRA DEL DÍA 28 DE JULIO DE 2004 38 TABLA 6. MUESTRA DEL DÍA 31 DE AGOSTO DE 2004 38 TABLA 7. MUESTRA DEL DÍA 12 DE OCTUBRE DE 2004 39
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ANEXOS ANEXO 1. PRESUPUESTO DE OBRAS ANEXO 2. ANÁLISIS FISICOQUIMICO ANEXO 3. PLANOS (CD)
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INTRODUCCIÓN
Sin pretender hacer un diagnostico del sector de acueducto y alcantarillado y
específicamente de agua potable podemos afirmar que si no se toman las
medidas técnicas y políticas adecuadas estamos ante una crisis del sector y en
particular los municipios de categorías 4, 5 y 6. Debemos recordar que es
obligación del Estado Colombiano la prestación de los servicios públicos básicos
entre los que se encuentra el del agua potable.
La Ley 142 de 1.994, reglamenta este mandato constitucional (Art. 365) que
reconoce los servicios públicos como una obligación del Estado, el cual puede ser
delegado a otros y se compromete a garantizar la calidad y prestación eficiente de
los servicios y la libertad de las Empresas de Servicios Públicos, reconociendo
que cumplen una función social.
Debemos recordar que los servicios públicos supervisados por el estado, pueden
ser prestados por organizaciones comunitarias o particulares; y el estado mantiene
la responsabilidad en la vigilancia de la calidad del agua y la comunidad en el
control de la calidad del servicio. De igual manera la comunidad debe realizar la
veeduría a través de los comités de desarrollo y control social de los servicios
públicos domiciliarios.
Los autores conociendo las necesidades de este servicio en algunos municipios
del valle de Ubate - Cundinamarca escogieron el Municipio de Tausa por que de
acuerdo a conversaciones con la administración local se informaron sobre la
deficiencia de este servicio en este municipio, por lo que este trabajo además de
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académico pretende presentarle una posible solución a la población de este
municipio.
1. ASPECTOS GENERALES
1.1 UBICACIÓN
El municipio de Tausa está ubicado en la República de Colombia 70 km. al norte
de Santa Fe de Bogotá D. C. en el sector nororiental del departamento de
Cundinamarca (altiplano cundí boyacense) el cual hace parte de la región del Valle
de Ubaté. Se encuentra ubicado a los 5º 10’ de latitud norte y a los 73º 55’ de
longitud oeste y sobre una elevación de 2950 m.s.n.m. Cuenta con un área total
de 203 km2, se encuentra entre los pisos térmicos frío y páramo cuya temperatura
oscila entre 7 y 12°C y la precipitación se presenta entre 600 y 1.000 mm anuales.
La topografía predominante es montañosa con un valle en medio de dos
formaciones rocosas donde se encuentra ubicado el casco urbano.
1.2 CLIMA
En el municipio de Tausa se presentan dos periodos lluviosos intercalados con
periodos de tendencia seca. Los primeros se presentan entre abril y junio y el
segundo ciclo lluvioso entre octubre y noviembre y con la mayor sequía en los
meses de diciembre y enero. Sus pisos térmicos son frió y de páramo, lo que
incide en su actividad económica.
1.3 POBLACIÓN
En la actualidad posee una población de aproximadamente 1870 habitantes en el
casco urbano y la tasa de crecimiento de la población es de aproximadamente
10
1.3% anual (Valor calculado teniendo en cuenta la información contenida en el
censo de 1993 y las encuestas realizadas para el Sisben en los años 2002 y
2004). Los habitantes cuentan con servicios públicos de acueducto y alcantarillado
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(cobertura 100% en el casco urbano), energía eléctrica (cobertura 100% en el
casco urbano), teléfono (cobertura 80% en el casco urbano) y gas natural
(cobertura 65% en el casco urbano), plaza de mercado semanal y matadero
municipal.
La red vial del municipio consta de 180 kilómetros de carretera de los cuales 31.6
km. son pavimentados y 148.4 Km. no pavimentadas y algunos caminos.
1.4 ADMINISTRACIÓN MUNICIPAL
Tausa cuenta con una estructura administrativa tradicional: una alcaldía y sus
respectivas secretarías, un consejo municipal y una oficina de servicios públicos
que administra el acueducto y establece tarifas; existe seguridad publica prestada
por la policía y las fuerzas militares, notariado y registro, administración de justicia.
1.5 ACTIVIDADES ECONÓMICAS
Las actividades económicas de Tausa corresponden principalmente al sector
primario de la economía en las que sobresalen la agricultura, la ganadería , y la
extracción de carbón y arcilla para fabricación de ladrillo.
Dentro de la actividad agrícola sobresale el cultivo de la papa en la variedad parda
pastusa que tiene como principal mercado Corabastos - Bogotá y regional de
Ubaté con un uso intensivo en mano de obra. En la actividad ganadera se utiliza el
pastoreo de doble propósito – leche y carne. Además se están impulsando
algunos proyectos de turismo ecológico en particular caminatas y camping.
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La otra actividad económica es la minería a pequeña escala con sistema de
extracción de socavón, baja tecnología y también intensiva en mano de obra pero
con generación de graves problemas de salud y deterioro del medio ambiente.
13
LOCALIZACION PLANO
14
2. PROBLEMA
2.1 IDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA
Uno de los problemas de la humanidad es la administración eficiente del recurso
hídrico y Colombia no se escapa de ello; con desigual régimen pluviométrico una
de las regiones con mayor riqueza hídrica es la región andina donde está ubicado
el municipio de Tausa, el cual presenta déficit en el suministro de agua debido a la
falta de políticas de desarrollo de proyectos que en el largo plazo permitan
optimizar el suministro.
Tausa cuenta con un acueducto cuya bocatoma está ubicada en la quebrada El
Chapetón la cual posee un caudal muy bajo que no alcanza a abastecer la
totalidad de la demanda de sus habitantes; además en épocas de verano la
quebrada disminuye su caudal llegando la oferta de agua al 50% de las
necesidades de la población. Por lo anterior el municipio se ve en la necesidad de
comprar el faltante a un acueducto privado que se conecta a la redes y suple el
déficit pero con un elevado incremento en las tarifas que pasa directamente al
valor de las facturas de los usuarios. Si con la actual población urbana de 1870
habitantes se tienen estas dificultades, con una proyección a 20 años y una
población estimada de 2422 el problema va a ser insostenible lo cual no debería
suceder ya que la región cuenta con grandes recursos hídricos.
2.2 CAUSAS
Agotamiento de las fuentes con que se surte actualmente el acueducto municipal.
15
ARBOL DE PROBLEMAS
BAJOSBBB
2.3 CONSECUENCIAS
Para suplir el déficit, el municipio se ve avocado a adquirir el liquido a acueductos privados ocasionando altos costos, que se transfieren a los pobladores vía tarifas.
DEFICIT EN EL SUMINISTRO DE AGUA DE FUENTES HIDRICAS
PROPIAS DEL MUNICIPIO
Altos costos para suplir el
déficit
Bajo caudal fuentes actuales
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3. ALTERNATIVAS DE SOLUCION
3.1 SOLUCION
El proyecto consiste en la construcción de una bocatoma y red de conducción
desde la quebrada El alto de La vieja ubicada en los predios del municipio hasta la
planta de tratamiento existente, lo cual nos garantizara por parte del municipio su
autonomía en la prestación del servicio de agua potable.
3.2 JUSTIFICACIÓN
El municipio de Tausa en la actualidad compra a un acueducto privado el 50% del
agua que abastece el acueducto municipal urbano lo cual genera un incremento
en los costos al municipio. Esto ha llevado a que la administración actual dentro de
su plan de desarrollo haya tomado la decisión de adelantar un proyecto que
permita obtener el agua necesaria de las diversas fuentes naturales que posee el
municipio mediante el diseño de un sistema de abastecimiento de agua potable
que les permitirá contar con un servicio optimo, propio y además con una
reducción en sus costos.
3.3 OBJETIVOS
3.3.1 General
Garantizar el suministro de agua potable a la cabecera municipal con fuentes
hídricas propias.
3.3.2 Específicos
Ä Generar autoabastecimiento, evitar racionamientos y reducir costos.
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4. MARCO TEÓRICO Y LEGAL
Mejorar las condiciones de abastecimiento de agua, saneamiento e higiene es una
necesidad y un derecho de la población. Así se reconoce en el programa de
descentralización administrativa de servicios públicos, iniciando en 1.986, en el
que se delega la responsabilidad de la prestación del servicio público al Municipio
(Decreto 77/87).
La Ley 142 de 1.994, reglamenta este mandato constitucional (Art. 365) que
reconoce los servicios públicos como una obligación del Estado, el cual puede ser
delegado a otros y se compromete a garantizar la calidad y prestación eficiente de
los servicios y la libertad de las Empresas de Servicios Públicos, reconociendo
que cumplen una función social.
Los servicios públicos pueden ser prestados por el Estado, organizaciones
comunitarias o particulares. El Estado mantiene la responsabilidad en la vigilancia
de la calidad del agua y la comunidad en el control de la calidad del servicio. De
igual manera la comunidad debe realizar la veeduría a través de los comités de
desarrollo y control social de los servicios públicos domiciliarios.
4.1 METODOLOGÍA
La metodología utilizada en la elaboración del presente trabajo es la siguiente:
Consulta de normas, leyes, decretos, resoluciones y acuerdos aplicables al área
de acueductos y alcantarillados.
Recolección de información sobre demografía, crecimiento de la población,
consumo de agua, costos e ingresos del servicio, trabajo de campo sobre el
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estado y operación actual del acueducto y sus equipos, se identificaron las
posibles fuentes hídricas que suministrarían el agua al casco urbano. Revisión de
los documentos existentes en la oficina de planeación de Tausa; y realización de
reuniones con funcionarios de la administración municipal para discutir y analizar
la información recolectada.
Clasificación y análisis y procesamiento de toda la información y discusión con
especialistas sobre el tema; y por último redacción e informe final de acuerdo a la
metodología establecida por la ESAP.
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5. ESTUDIO DE MERCADO
El objetivo del estudio de mercado es identificar la población a quien va dirigido y
su capacidad de pago, para de esta forma poder estimar los ingresos del proyecto.
5.1 ANÁLISIS TEÓRICO DE LA DEMANDA DE AGUA
La teoría económica actual establece que una función de demanda debe
plantearse así:
Demanda = f (precio, ingresos, tamaño de la población, preferencias,
expectativas, precios de sustitutos y complementarios).
En el caso de la demanda de agua para un municipio se deben hacer algunas
adaptaciones de la anterior función. Se debe partir de la demanda histórica y
actual de los diferentes tipos de consumidores, en particular hogares e
instituciones más posibles perdidas del sistema.
De este modo un modelo para el análisis de la demanda sería:
Demanda de agua =consumo domestico +consumo institucional + Pérdida de
agua.
Donde:
Consumo doméstico =f (número de habitantes + cultura del agua)
Consumo institucional = f (estado + empresas)
Pérdida de agua = f (evaporación + fugas)
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El comportamiento de cada uno de estos factores depende de varias condiciones.
En primer lugar el consumo de los hogares depende del número de habitantes y
de la “cultura del agua" que corresponde a actividades como beber, asearse, lavar
y regar, así como actitudes hacia el consumo del líquido. La cultura del agua varía
de una comunidad a otra influenciada en parte por el medio ambiente, por las
tecnologías usadas y por los cotos de suministros.
Otra determinante del consumo de los hogares corresponde al nivel de ingreso; se
espera que mientras mayor sea el nivel socioeconómico de las familias, mayor
tiende a ser el consumo de agua. Entre los bienes que tienden a elevar el
consumo domestico están el uso de lavadoras, bañeras jardines y hábitos de
aseo. A nivel agregado el consumidor doméstico es el más importante de un
municipio.
El segundo factor corresponde al consumo institucional tales como organismos
estatales, comercios y empresas públicas y privadas en las que están
incorporadas escuelas, hospitales, fuentes públicas, parques, hoteles, lavaderos
de automóviles, etc. Un municipio industrial y de clima cálido tiene un consumo per
cápita de agua superior a un municipio con vocación agrícola y de clima frió.
Un tercer factor es el de las pérdidas en que incurre el sistema de distribución.
Éstas pueden ser naturales cuando se dan por evaporación o filtración; pero
también por deficiencias administrativas por el deterioro y mala calidad de la red a
lo cual habría que sumarles las tomas clandestinas
Y por último un instrumento de especial relevancia en la demanda del agua es la
política de tarifas. Aunque la demanda del agua suele ser inelástica a niveles
mínimos de consumo para otros niveles se comporta como un bien normal, es
decir, entre mayor precio menor consumo.
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5.2 ANÁLISIS DE LA DEMANDA EN TAUSA
La administración del municipio de Tausa tiene que tomar decisiones muy
importantes para los próximos años sobre el suministro de agua que afectarán el
futuro de este municipio, lo cual es de vital importancia para sus habitantes.
Los factores anteriores nos permiten hacer un mejor análisis de la demanda y
poder establecer las necesidades del Municipio de Tausa, por lo que se hace
necesario revisar su evolución histórica en cuanto al consumo promedio por
habitante y el crecimiento de la población con un horizonte de 20 años.
CUADRO No. 1
ANÁLISIS HISTÓRICO DE LA DEMANDA
AÑO POBLACIÓN
URBANA
CONSUMO PER
CÁPITA
Lts/día
DEMANDA
M3/día
1985 1.462 194.0 283.63
1990 1.558 194.0 302.25
1993 1.626* 190.0 308.94
1993 1.675 190.0 318.25
2000 1.770 188.5 336.65
2004 1.870 184.5 345.02
Fuente: Secretaria de Planeación, Obras y Servicios Públicos.
El cuadro anterior, nos muestra el crecimiento histórico de la población del
Municipio de Tausa, lo cual nos da una tasa promedio de 1.3 % anual, que es un
dato básico para la proyección del crecimiento de la población de este Municipio,
que corresponde con el Plan de Desarrollo Municipal de Tausa 2004. Además, si
observamos el Consumo per capita (litros / día) ha habido una leve disminución
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que es un indicativo de mejora en la “cultura del agua”; el ultimo año lo vamos a
utilizar como dato de referencia para los próximos años.
Del total de consumo el 2.4% corresponde al institucional, debido a que la mayor
actividad empresarial es rural y este estudio esta dirigido al consumo del casco
urbano; y el 16.3 % a perdidas; información que vamos a utilizar para proyectar los
ingresos.
En cuanto a los precios o Tarifas, éstas se encuentran reguladas por la CRA y
calculadas por la Secretaría de Planeación Obras y Servicios Públicos de Tausa,
que para el año 2004 nos dio un valor promedio por m3 de $ 900.oo para
consumos inferiores a 20 m3 por mes y por unidad familiar y que para el municipio
de Tausa con unos habitantes de 1870 y en promedio 5 personas por familia nos
da 374 familias.
5.3 INDICADORES DE LA SITUACIÓN ACTUAL
a- población actual con servicio: 1350 habitantes.
b- cobertura = viviendasNo
conexionesNo.
. : 72%
c-Cobertura de micromedición = viviendasNo
instaladosoresmicromedid.
. : 72%
d- Continuidad = díahorasserviciodelprestación
/24..
: 82%
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5.4 PROYECCIÓN DE LA DEMANDA
Para esta proyección vamos a mantener el supuesto de que la población va a
seguir creciendo a una tasa del 1.3% anual y que el consumo per cápita diario se
mantiene en 184.5 litros.
CUADRO No. 2
PROYECCION DE LA DEMANDA
AÑO POBLACIÓN DEMANDA/DÍA/m3
2005 1894 349.44
2010 2020 372.69
2015 2155 397.60
2020 2270 418.82
2024 2422 446.86
Fuente: Autores.
Este último dato del año 2024 es el punto de referencia para la estimación de la
oferta para la ampliación del acueducto de Tausa.
5.5 ANÁLISIS DE LA OFERTA
Al final del año 2004 la oferta máxima en verano era de 223.43 m3/día y con una
demanda de 345.20 m3/día que nos da un déficit diario de 121.77 m3/día que es
el agua que se le compra a un acueducto privado a precios muy altos; y de
acuerdo con las proyecciones para el año 2024 las necesidades serían de 446.86
m3/día con un déficit de 223.43 m3/día.
24
5.6 PROYECCIÓN DE LA OFERTA
De acuerdo con las estimaciones previas que se han hecho en el estudio técnico y
teniendo en cuenta que la oferta será fija con el nuevo tamaño de acueducto,
tenemos las siguientes estimaciones:
CUADRO No. 3
PROYECCION DE LA OFERTA
AÑO OFERTA DEMANDA SUPERÁVIT m3/d
2005 446.86 349.44 97.42
2010 446.86 372.69 74.17
2015 446.86 397.60 49.26
2020 446.86 418.82 28.04
2024 446.86 446.86 0.0
Fuente: Autores.
De acuerdo con estas proyecciones, la vida útil de la ampliación del acueducto
sería de 20 años a partir de los cuales se deben incorporar nuevas fuentes y
volúmenes de agua al sistema a fin de seguir sosteniendo el ritmo de crecimiento
del municipio.
El análisis del crecimiento de la demanda junto con la ampliación de la oferta debe
impulsar a las autoridades municipales a definir nuevas estrategias desde ahora y
no esperar a que transcurra el actual horizonte de planeación y verse de nuevo
abocado a comprar agua a precios elevados. Por lo menos hay que comenzar con
impulsar una mayor cultura del agua y revisión total del sistema para reducir
perdidas.
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5.7 PROYECCIÓN DE LOS INGRESOS
Como parte final del estudio de mercado es necesario proyectar los ingresos para
los años esperados del proyecto que son 20 años. Según la oficina de servicios
públicos de Tausa, el número actual de suscriptores es de 256; a esta cifra le
agregamos 118 adicionales correspondientes al proyecto de vivienda de interés
social que se encuentra en ejecución, para un total de 374 viviendas según
informe de la Oficina de Servicios Públicos.
374 casas con 5 personas en promedio por cada una, tendríamos un estimativo de
población de: Pi = 1870 hab. (Cuadro No. 4)
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CUADRO No. 4
PROYECCION DE LOS INGRESOS
2004
AÑOS Suscriptores Habitantes Ingresos anuales /
facturación
0 374 1870 $ 72’705.000
1 379 1894 73’650.000
2 384 1918 74’608.000
3 389 1943 75’578.000
4 394 1969 76’560.000
5 390 1994 77’555.000
6 404 2020 78’563.000
7 409 2046 79’585.000
8 414 2073 80’619.000
9 420 2100 81’668.000
10 426 2127 82’729.000
11 431 2155 83’805.000
12 437 2183 84’894.000
13 443 2212 85’998.000
14 448 2241 87’116.000
15 454 2270 88’248.000
16 460 2299 89’395.000
17 466 2329 90’558.000
18 472 2359 91’735.000
19 478 2390 92’927.000
20 484 2422 94’135000
Fuente: Autores.
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5.8 CRECIMIENTO DE LA POBLACIÓN
Pf = Pi(1+r)t
Donde:
Pf = Población futura
Pi = Población inicial
r. = tasa de crecimiento de la población de 1.3%
t. = periodo de vida del proyecto = 20 años
Pf = 1870*(1.013)^20 = 2421.19 aprox = 2422 habitantes
Sf = 374* (1.013)^20 = 484 en el año 20
Q = 184.5 lts/hab/día * 2422 Hab /86400 seg/día
Q = 5.171979167 lts /seg
∀2 = Q * 86400 seg = 446.859 m3/día
Si utilizamos los datos históricos el consumo promedio por familia es de 20 mts3
mensuales y la tarifa estimada por la Secretaria de Planeación, Obras y Servicios
públicos es de $1.134/m3, sin embargo, como el municipio subsidia a los
suscriptores solo se les cobra una tarifa de $ 900.00 el mt3 lo cual nos da un
ingreso anual a la fecha y precios de hoy de $72’705.000 con el supuesto de que
se recupera el 90% de la facturación.
Como sabemos que Tausa es un municipio netamente agrícola y prácticamente no
hay industria; y el 97% del consumo es domestico por lo que consideramos que
con la proyección del numero de suscriptores domésticos es suficiente para
estimar los ingresos futuros de este proyecto de ampliación, además estos
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ingresos – a precios del 2004 - están proyectados con una tasa de crecimiento del
1.3% anual de acuerdo al crecimiento de los usuarios.
En grandes ciudades como Bogota un ingreso importante es el causado por las
multas por incumplimiento en el pago (reconexión del servicio y otros) sin embargo
en tausa esto no llega ni al 1*1000 de acuerdo a los datos históricos de la
Secretaria de Planeación, Servicios y obras Publicas por lo que no lo
consideramos necesario incorporarlo dentro de los ingresos, de esa forma
trabajamos con los ingresos esperados mas adecuados para este proyecto; los
cuales son los que vamos a incorporar dentro del flujo de caja en el estudio
financiero.
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6. ESTUDIO TÉCNICO
Los aspectos relacionados con el estudio técnico son los que tienen más
incidencia sobre la magnitud de las inversiones y los costos de un proyecto de
agua potable, por lo que se debe estudiar con detalle cada una de sus variables
técnicas.
Este estudio nos debe determinar la función de producción óptima de los recursos
disponibles para la ampliación del servicio de agua potable para los habitantes de
Tausa. El proceso de transporte, el tratamiento y la distribución influirán
directamente sobre la cuantía de las inversiones, costos y flujos de caja de este
proyecto.
Para el desarrollo de este capítulo presentaremos inicialmente algunos conceptos
que son particulares de los proyectos de agua potable; enseguida presentaremos
la situación de infraestructura de la red existente y en qué estado se encuentra; las
nuevas inversiones y su presupuesto para la ampliación del acueducto de acuerdo
con las necesidades actuales y futuras de la población de Tausa; y para finalizar
un anexo sobre los cálculos de ingeniería para llegar a estos resultados.
6.1 CONCEPTOS
Acueducto. Es un sistema de abastecimiento de agua potable. Se llama sistema
de acueducto porque tiene varios componentes o construcciones, cada uno de los
cuales cumple una función. El sistema de acueducto está formado por elementos
físicos como los tanques y las tuberías, que conforman el aspecto técnico y por
personas como el fontanero y el administrador que conforman el aspecto
empresarial. El aspecto técnico del sistema de acueducto está integrado por
componentes que captan, transportan, tratan, almacenan y distribuyen el agua.
30
El aspecto empresarial, es la parte humana del sistema de acueducto, y está
compuesta por personas que administran, mantienen, reparan y controlan el buen
funcionamiento de los componentes del aspecto físico del acueducto. Para este
caso en particular se diseñará el sistema con una población futura de 2422 hab,
para un periodo de diseño de 20 años. El tramo comprendido entre la bocatoma y
la planta de tratamiento tiene una longitud aproximada de 14 kms y una diferencia
de nivel de 500 m.
Fuente. Se consideran fuentes de abastecimiento todas las aguas provenientes
de cursos o cuerpos superficiales o subterráneos como los ríos, quebradas, lagos,
lagunas y embalses de almacenamiento. También pueden considerarse como
fuentes, en casos excepcionales, las aguas lluvias y el agua de mar. La fuente de
captación se encuentra ubicada en el Páramo del Alto de La Vieja y el agua se
tomará de la Quebrada la Vieja.
Captación. Conjunto de estructuras necesarias para obtener el agua de una
fuente de abastecimiento, entre estas están:
Toma lateral. En este tipo de captación la estructura se ubicará en la orilla y a una
altura conveniente sobre el fondo. Se aconseja utilizarla en ríos caudalosos de
gran pendiente y con reducidas variaciones de nivel a lo largo del período
hidrológico.
Toma sumergida. La toma debe instalarse de modo que no se dificulte la
navegación presente en el curso de agua. Aconsejable en el caso de cursos de
agua con márgenes muy extendidas y navegables.
Aducción. Las líneas de aducción de acueducto son los conductos destinados a
transportar por gravedad o por bombeo las aguas crudas desde los sitios de
31
captación hasta las plantas de tratamiento, prestando excepcionalmente servicio
de suministro a lo largo de su longitud.
Conducción. Las líneas de conducción son aquellas destinadas al transporte de
agua tratada desde la planta de tratamiento hasta los tanques de almacenamiento
o hasta la red de distribución, generalmente sin entrega de agua en ruta. Esta se
realizará atravesando las veredas de Páramo Bajo, Pozo Hondo, Lagunitas y
Pueblo Viejo.
Desarenador. Componente destinado a la remoción de las arenas y sólidos que
están en suspensión en el agua, mediante un proceso de sedimentación
mecánica.
Tanque de compensación o almacenamiento. Depósito de agua en un sistema
de acueducto cuya función es compensar las variaciones en el consumo a lo largo
del día mediante almacenamiento en horas de bajo consumo y descarga en horas
de consumo elevado.
Cámaras de quiebre. Estas cámaras tienen por objeto regular la presión obtenida
con las cabezas de agua provenientes aguas arriba, con el fin de limitar las
presiones en las instalaciones localizadas aguas abajo. Deben instalarse este tipo
de cámaras cuando se haya seleccionado como alternativa óptima una tubería de
baja presión, acompañada por este tipo de elementos.
Red de Distribución. La red de distribución primaria, o red matriz de acueducto,
es el conjunto de tuberías mayores que son utilizadas para la distribución de agua
potable, que conforman las mallas principales de servicio del municipio y que
distribuyen el agua procedente de las líneas expresas o de la planta de
tratamiento hacia las redes menores de acueducto. Las redes matrices son los
32
elementos sobre los cuales se mantienen las presiones básicas de servicio para el
funcionamiento correcto del sistema de distribución general.
Planta de tratamiento. Instalaciones necesarias de tratamientos unitarios para
purificar el agua de abastecimiento para una población.
6.2 EVALUACIÓN DE LA RED EXISTENTE
Para llevar a cabo el diseño es necesario conocer con qué infraestructura se
cuenta y en qué estado se encuentra, como también reconocer si es de utilidad en
el proyecto nuevo o si definitivamente quedará inutilizada, por lo menos en cuanto
a lo que este proyecto respecta. Para realizar esta evaluación se tomó cada uno
de los componentes existentes de la red.
6.2.1 Componentes del sistema de acueducto existente. En la actualidad el
municipio de Tausa cuenta con los siguientes componentes según el catastro de
redes realizado.
Partes del acueducto existentes:
• CAPTACIÓN (Bocatoma para Tausa)
• DESARENADOR
• RED DE ADUCCIÓN (4 Km aprox.)
• CAJILLA DE MACROMEDICIÓN No 1
• PLANTA DE TRATAMIENTO
• CAJILLA DE MACROMEDICIÓN No 2
• TANQUE DE ALMACENAMIENTO No 1
• RED DE CONDUCCIÓN
• TANQUE DE ALMACENAMIENTO No 2
33
• RED DE DISTRIBUCIÓN
• ACOMETIDAS
• TANQUE DE ALMACENAMIENTO No 3
• RED DE DISTRIBUCIÓN
• TANQUE DE ALMACENAMIENTO No 4
• RED DE DISTRIBUCIÓN
6.2.2 Diámetros, materiales y estado de las redes
6.2.2.1Sector Tausa viejo
§ Red de Aducción:
Tiene un diámetro de 3”, en PVC con una longitud aproximada de 4 Km., en
buen estado.
§ Red de Conducción:
Tiene un diámetro de 3”, en PVC y su estado es bueno.
§ Red de Distribución:
En su gran mayoría su diámetro es de 3”, con un tramo sobre la vía
adoquinada en 2”, en PVC, su estado es bueno.
6.2.2.2 Sector Tausa Nuevo
§ Red de Conducción:
Es de 3” en PVC con una longitud de 500 ML aproximadamente hasta el
tanque de almacenamiento No 3 (Ubicado en el sector de la Plaza de
Mercado). Saliendo del tanque viene un tramo que tiene un diámetro de 4”
en PVC y una longitud de 210 ML hasta la válvula ubicada en la cancha.
§ Red de Distribución:
34
En su gran mayoría es de 2”en PVC y esta en buen estado, a lo largo de
algunas vías se presentan diámetros de 1” en PVC y de ½” para algunas
acometidas domiciliarias.
§ Red de Acometidas:
Son tuberías y mangueras de ½” las cuales en su gran mayoría son
susceptibles a las acometidas clandestinas. En un alto porcentaje se
encuentran muy superficiales corriendo el riesgo de romperse y provocar
pérdidas en el sistema.
6.2.3 Total de tubería existente
Tabla 1. Total de Tubería existente por diámetros.
Fuente: Autores.
6.2.4 Tanques de almacenamiento. Existen cuatro (4) tanques de
almacenamiento.
§ Tanque de almacenamiento No 1
Este tanque se encuentra ubicado contiguo a la planta de tratamiento, está
construido en concreto con unas dimensiones así: 5.0 m * 4.0 m *4.5 m de
profundidad, con una capacidad para 90 m3, se encuentra en buen estado
de infraestructura.
DIAMETRO MATERIAL LONGITUD (ml)
½” MANGUERA DE
ACOMETIDA
171.58
1” PVC 303.84
2” PVC 4177.92
3” PVC 2552.41
4” PVC 322.25
35
§ Tanque de almacenamiento No 2
Esta ubicado a 160 ml de la planta de tratamiento, presenta unas
dimensiones así: 4.38 m * 4.37 m * 3.8 m de profundidad con una
capacidad de almacenamiento de 72 m3 se encuentra en un buen estado de
infraestructura.
§ Tanque de almacenamiento No 3
Esta ubicado en la parte alta del centro de TAUSA en el sector de la plaza
de mercado, tiene una capacidad para 180 m3.
§ Tanque de almacenamiento No 4
Esta Ubicado en la parte alta de TAUSA VIEJO, esta construido en concreto
y es el mas nuevo de todos, se encuentra en buen estado de
Infraestructura. El tanque fue construido con el fin de almacenar agua del
acueducto privado de SUCUNETA y así luego venderla al Municipio en
épocas de verano.
6.2.5 Catastro de la red de distribución
§ Suscriptores
Actualmente existen doscientos cincuenta y seis (256) suscriptores mas
118 suscriptores nuevos que corresponden al proyecto de vivienda que se
acaba de desarrollar.
§ Cajillas
Del 100% de cajillas que debería existir solo está el 60%, de los cuales el
40% está en buenas condiciones y el otro 20% está en muy mal estado.
§ Hidrantes
Existe uno (1) pero no está conectado al sistema.
§ Válvulas
Existen 28 válvulas de corte y de vaciado. Con las válvulas existentes se
abarca el cierre de la totalidad del municipio.
36
6.3 DISEÑO PRELIMINAR
Basados en cartografía a escala 1:10000 del Instituto Geográfico Agustín Codazzi,
se determinó de una manera aproximada la ruta óptima y las pendientes de
tubería adecuadas para este terreno. A su vez se realizaron cálculos de población
futura, volumen de agua requerido por habitante y el caudal mínimo necesario de
la fuente de captación para satisfacer las necesidades presentes y futuras de los
habitantes del municipio. Es también muy importante en esta etapa del proyecto la
estimación de los costos aproximados de construcción de la obra para así realizar
el estudio de viabilidad financiera, económica y social.
6.3.1 FUENTE DE CAPTACIÓN
La selección de la fuente debe hacerse teniendo en cuenta la calidad del agua y
aquella que permita la construcción de una captación económica, segura,
confiable y que tenga unas características de acceso, operación y mantenimiento
fáciles.1
6.3.1.1 Definición de la fuente. Para llevar a cabo este paso fue necesario
desarrollar las siguientes actividades:
? Concepción del proyecto
? Estudio de la demanda
? Aspectos generales de la zona de la fuente
? Estudios topográficos
? Condiciones geológicas y geotécnicas
? Estudios hidrológicos
? Características del agua cruda
Norma Tecnica RAS 2.000
37
? Condiciones sanitarias de la cuenca
La fuente de captación que cumple con las especificaciones anteriores y es la mas
viable para el proyecto es la Quebrada La Vieja que pertenece a la micro cuenca
hidrográfica del rió Cuevas que se encuentra en la parte centroccidental del área
municipal. Limita al norte con la micro cuenca del río Sabaneque y con el río El
Hato (Carmen de Carupa), al este con el área de captación directa del embalse del
Neusa, al sur con el río Cubillos del cual es uno de sus principales afluentes y al
oeste con la cuenca del río Guandoque.
6.3.1.2 Aforos. Existen varios métodos para determinar el caudal de una fuente
de agua, algunos de ellos son:
§ Velocidad superficial
§ Vertederos
§ Correntómetros o molinetes
§ Estaciones de aforo con limnímetro
§ Trazadores químicos
Para este caso en específico se utilizó el método de vertedero que consiste en
canalizar la totalidad del flujo a través de un canal o ducto de tal manera que se
pueda medir el tiempo que demora en llenar un recipiente de volumen conocido.
A continuación se muestra una breve descripción del trabajo hecho en campo:
1. Debido a la poca uniformidad del terreno se busco un punto cercano al lugar de
la captación donde el cauce se redujera al punto de canalizar todo el caudal.
2. En dicho punto se instaló un tubo con diámetro de 6” y longitud de 1.2m, por
donde se conducía toda el agua de la quebrada (ver anexo 1. Foto 11).
3. Con la ayuda de un recipiente debidamente calibrado (20 litros), se tomaba el
tiempo que tardaba en llenarse.
4. Este procedimiento se repetía 5 veces para promediar los valores tomados.
38
5. Se realizaron 6 visitas en diferentes épocas del año. Cada muestra se tomó
con un rango de tiempo entre ellas de 1.5 meses aproximadamente.
De esta manera se obtuvieron los siguientes datos:
Tabla 2. Muestra del día 3 de Marzo de 2004
Muestra No Recipiente Tiempo (Seg) Caudal (l/s)
1 20 Litros 1.82 10.989
2 20 Litros 1.79 11.173
3 20 Litros 1.75 11.429
4 20 Litros 1.77 11.299
5 20 Litros 1.78 11.236
Fuente: Autores.
Si promediamos los valores, tendremos que el caudal es de 11.125 l/s.
Tabla 3. Muestra del día 2 de Mayo de 2004
Fuente: Autores
Si promediamos los valores, tendremos que el caudal es de 12.378 l/s.
Muestra No Caudal Tiempo (Seg) Caudal (l/s)
1 20 Litros 1.61 12.422
2 20 Litros 1.58 12.658
3 20 Litros 1.63 12.270
4 20 Litros 1.62 12.346
5 20 Litros 1.64 12.195
39
Tabla 4. Muestra del día 15 de Junio de 2004
Fuente: Autores
Si promediamos los valores, tendremos que el caudal es de 13.469 l/s.
Tabla 5. Muestra del día 28 de Julio de 2004
Muestra No Recipiente Tiempo (Seg) Caudal (l/s)
1 20 Litros 2.06 9.709
2 20 Litros 2.08 9.615
3 20 Litros 2.03 9.852
4 20 Litros 2.05 9.756
5 20 Litros 2.03 9.852
Fuente: Autores
Si promediamos los valores, tendremos que el caudal es de 9.757 l/s.
Tabla 6. Muestra del día 31 de Agosto de 2004
Muestra No Recipiente Tiempo (Seg) Caudal (l/s)
1 20 Litros 1.54 12.987
2 20 Litros 1.51 13.245
3 20 Litros 1.56 12.821
4 20 Litros 1.60 12.500
5 20 Litros 1.55 12..903
Fuente: Autores
Si promediamos los valores, tendremos que el caudal es de 12.891 l/s.
Muestra No Recipiente Tiempo (Seg) Caudal (l/s)
1 20 Litros 1.41 14.183
2 20 Litros 1.50 13.333
3 20 Litros 1.48 13.514
4 20 Litros 1.53 13.072
5 20 Litros 1.51 13.245
40
Tabla 7. Muestra del día 12 de Octubre de 2004
Muestra No Recipiente Tiempo (Seg) Caudal (l/s)
1 20 Litros 1.38 14.492
2 20 Litros 1.41 14.184
3 20 Litros 1.39 14.388
4 20 Litros 1.37 14.599
5 20 Litros 1.36 14.706
Fuente: Autores
Si promediamos los valores, tendremos que el caudal es de 14.474 l/s.
Al promediar los valores dados en las seis muestras tenemos que el caudal medio
es de 12.1 l/s.
6.3.1.3 Análisis físico–químico del agua cruda. Se realizaron las pruebas de
laboratorio correspondientes para el agua cruda. Estos análisis se llevaron a cabo
en el laboratorio NUTRIANALISIS de la ciudad de Bogotá. De acuerdo con los
requerimientos de la norma RAS 2000, sección II, título B, sobre calidad de la
fuente, el agua cruda procedente de la fuente de captación cumplió con los
criterios de la norma (anexo 2)
6.4 DISEÑO DE LA AMPLIACION DEL ACUEDUCTO
6.4.1 CONDICIONES DE DISEÑO
Localización: MUNICIPIO DE TAUSA
Fuente de Abastecimiento: QUEBRADA ALTO DE LA VIEJA
41
Periodo de diseño: 20 años
Dotación mínima
- Consumo doméstico: 150.0 lts/hab/día
- Consumo público: 4.5 lts/hab/día
- Pérdidas: 30.0 lts/hab/día
CONSUMO C = 184.5 lts/hab/día
Q = C * P / 86400 {lts/seg}
P = población
Si tomamos, según la oficina de servicios públicos el número actual de
suscriptores es de 256; a esta cifra le agregamos 118 usuarios adicionales
correspondientes al proyecto de vivienda de interés social que se encuentra en
ejecución, para un total de:
374 VIVIENDAS Fuente OFICINA DE SERVICIOS PÚBLICOS
374 casas con 5 personas; por cada una tendríamos un estimativo de población
de: Pi = 1870 ha
CRECIMIENTO DE LA POBLACIÓN
Pf = Pi(1+r)t
Donde:
Pf = Población futura
Pi = Población inicial
r. = tasa de crecimiento de la población
42
t. = periodo de diseño
Pf = 1870 (1.013)20 = 2421.19 aprox = 2422 habitantes
Q = 184.5 lts/hab/día * 2422 Hab /86400 seg/día
Q = 5.171979167 lts /seg
∀2 = Q * 86400 seg = 446.859 m3/día
El volumen requerido es de 446.859 m3/día.
AFORO
Según los datos obtenidos anteriormente en las pruebas de campo de aforo
realizadas en la quebrada el alto de la vieja el caudal promedio para la fuente de
abastecimiento fue de 12.1lts.
6.4.2 DISEÑO DE LA BOCATOMA
El tipo de Bocatoma seleccionada fue la bocatoma de fondo ya que este tipo de
bocatomas se emplea para la captación de pequeñas cantidades de agua en
quebradas en las cuales la lámina de agua en épocas de verano se reduce
considerablemente.
INFORMACIÓN PREVIA
Período de diseño: 20 años
Aforo del río:
- Caudal del río en tiempo seco: 5 l/s
- Caudal medio: 12 l/s
- Caudal máximo 20 l/s
Ancho del río: El ancho del río en el lugar de captación es de 1.0m
43
6.4.2.1 Diseño de la presa
El ancho de la presa se asume de 1.0m
La lámina de agua en las condiciones de diseño es de:
H = 0.025
Corrección por las dos contracciones laterales es:
L´ = L - 0.2H = 0.995 ≅ 1
Velocidad del río sobre la presa:
V = 0.29 ≅ 0.3m/s
6.4.2.2 Diseño de la rejilla y canal de aducción
El ancho del canal de aducción (B) se calcula a partir de la ecuación del alcance
del chorro:
Xs = 0.227 ≅ 0.23m
32
84.1
⋅=
LQ
H
HLQ
V⋅
=´
74
32
6.036.0 HVrXs ⋅+⋅=
44
Xi = 0.13m
Bs = Xs + 0.10 = 0.33 ≅ 0.35 < 0.4 ⇒ 0.4m
Longitud de la rejilla y número de orificios.
Adaptando barrotes de ¾” (0.0191m) con una separación de 5cm. Se supone, a
demás, velocidad entre barrotes igual a 0.2 m/s
Lr = 0.14m < 0.7 ⇒ Lr = 0.7
Recalculando:
El número de orificios es de:
43
74
74.018.0 HVrXi ⋅+⋅=
LrBba
aVb
QAn ⋅
+=
⋅=
9.0
20404.0 mAn =
LrBba
aAn ⋅
+=
2202.0 mAn =
BaAn
N⋅
=
45
N = 10.13 → 11 con a = 5cm
Los niveles de agua en el canal de aducción son:
Aguas arriba:
Lcanal = Lrejilla + Espesor muros = 0.7 + 0.3 = 1m
i = 3% (adaptada)
h0 = 0.030m
La altura total de los muros del canal de aducción es:
H0 = h0 + B ∗ L = 0.18m
He = H0 + i ∗ Lc = 0.21m
La velocidad del agua al final es:
0.3 m/s < 0.57 m/s < 3.0 m/s
222.0114.005.0 mAn =⋅⋅=
smVb 037.0
22.09.000728.0
=⋅
=
( )mLr 76.0
4.005.00191.005.022.0
=⋅+⋅
=
( )( )
mBg
Qhche 032.0
4.081.900728.0
31
31
2
2
2
2
=
⋅=
⋅
==
LciLci
heheh ⋅⋅−
⋅
−+⋅=32
32
21
22
0
sm
heBQ
Ve 57.0032.04.0
00728.0=
⋅=
⋅=
46
Diseño de la cámara de recolección
Bcámara = Xs + 0.3 = 0.63m
Por facilidad de acceso y mantenimiento, se adopta una cámara de 1.2m (en el
sentido de Bcámara) por 1.5m de lado.
BL = 0.15cm
El fondo de la cámara estará a 55cm por debajo de la cota del fondo del canal de
aducción a la entrega (suponiendo una cabeza de 0.4m que se verificará una vez
realizado el diseño de la aducción al desarenador).
Cálculo de la altura de muros de contención
Tomando el Qmax del río de 0.02m3/s, la altura de la cámara de agua en la
garganta de la bocatoma es:
Dejando un BL de 33cm ⇒ la H = 0.38m
6.4.2.3 Cálculo del caudal de excesos
Caudal medio del río: 0.012 m3/s. La altura de la lámina de agua en la garganta y
el caudal de excesos son:
mheVeXs 33.06.036.0 74
32
=⋅+⋅=
mheVeXi 19.074.018.0 43
74
=⋅+⋅=
mL
QH 05.0049.0
184.102.0
84.1
32
32
≅=
⋅=
⋅=
47
3/23/2 )1*84.1
012.0()
84.1( ==
LQ
H
H= 0.035m
Qcaptado=Cd*Aneta*(2gH)1/2=0.055m3/s
Qexcesos=Qcaptado-Qdiseñado= 0.055 - 0.007436= 0.048 m3/s
Las condiciones en el vertedero de excesos serán:
3/23/2 ).2.1*84.1
012.0()
84.1( ==
BcámQ
H
Hexcesos= 0.08 m
Vol exc= 0.5 m3/s
Xs= 0.37 m
El vertedero de excesos estará colocado a 0.67m (0.37+0.3) de la pared aguas
debajo de la cámara de recolección, quedando aguas arriba del mismo una
distancia de 0.83 m (1.5-0.67).
La tubería de excesos va desde el fondo de la cámara de recolección hasta 30 cm
por encima del nivel máximo del río. El diámetro mínimo requerido es de 6 " y es
una conducción a flujo libre.
6.4.2.4 Cálculo de cotas
Fondo del río en la captación: 3599.5* m
Lámina sobre la presa:
-Diseño: 3599.5+0.025= 3599.53 m
- Máxima: 3599.5+0.05= 3599.55 m
48
-Promedio: 3599.5+0.035= 3599.54 m
Corona de los muros de contención: 3599.5+0.4= 3599.9 m
Canal de conducción:
- Fondo aguas arriba: 3599.5-0.18= 3599.32 m
-Fondo aguas arriba: 3599.5-0.21= 3599.29 m
-Lámina aguas arriba: 3599.32+0.030= 3599.35 m
-Lámina aguas abajo: 3599.29+0.032= 3599.32 m
Cámara de recolección
-Lámina de agua: 3599.29-0.15= 3599.14 m
-Cresta del vertedero de excesos: 3599.14-0.08= 3599.06 m
-Fondo: 3599.06-0.40= 3598.66 m
Tubería de excesos:
-Cota de entrada= 3598.66 m
-Cota de río en la entrega= 3598.6* m
-Cota de salida= 3598+0.30= 3598.3 m
* Valores tomados de planos IGAC digitalizados, escala 1:10000.
6.4.3 DISEÑO DE LA LÍNEA DE ADUCCIÓN BOCATOMA - DESARENADOR
De acuerdo con las normas, el desarenador debe situarse lo más cerca posible de
la bocatoma, entre 50 y 300 metros.
Las condiciones de diseño son las siguientes:
- Caudal de diseño (Qmáxd+pérdidas+requerim. de PTAP) = Q = 0.00728
m3/s
- Coeficiente de Manning para PVC = n = 0.009
- Longitud de Conducción = L = 60m
- Cota de entrada = (cota de salida bocatoma)= 3598.74
49
- Cota de salida = 3598.35
La cota de llegada al desarenador es determinada con la lectura directa en el
plano topográfico de su ubicación, mientras que la cota de entrada desde la
bocatoma es la cota de salida supuesta en ella, la cual se debe corregirá en este
diseño.
Utilizando el modelo de Manning para el cálculo del diámetro de la tubería se
tiene:
S = ((3598.74-3598.35)/60)*100=0.65%
8/32/1
8/32/1
)0065.0
00728.0*009.0(548.1)( ==
SnQ
D
D = 4.22”→5”
Tomando el diámetro comercial D = 5”= 0.127m
009.00065.0*127.0
*312.02/13/8
=Qo
Qo = 0.0113 m3/s
Vo = 0.892m/s
Ro = 0.032m
Q/Qo = 0.00728/0.0113=0.64→ valor con el que se ingresa a la tabla del anexo 1:
Vr/Vo = 0.918 d/D = 0.651 R/Ro = 1.151 H/D = 0.568
Vr = 0.918*0.892=0.818 m/s > 0.6 m/s
d = 0.651*0.127=0.083m (lámina de agua en la tubería)
R = 1.151*0.032=0.037m (Radio hidráulico par la sección de flujo)
50
H = 0.568*0.127= 0.072m (profundidad hidráulica en la tubería)
ι = γRS = 9810*0.037*0.0065=2.36N/m2, esfuerzo cortante que permite el arrastre
de la mayor parte de materiales, según las tablas 8.3 y 8.4.
6.4.3.1 Verificación de la cota a la salida de la bocatoma
En el diseño de la bocatoma se adoptó una profundidad igual a 40cm desde la
lámina de agua en la cámara de recolección de la bocatoma hasta el fondo de la
cámara. Esta profundidad debería ser:
g2818.0
5.1083.02
+ = 0.134 ≅ 0.14
Al subir la cota de fondo de la cámara de recolección de 3598.66 a 3598.92 (14
cm de h), y definir la cota de batea de la tubería a la llegada como 3598.35-
0.083=3598.27, se tiene:
S=(3598.92-3598.27)/60*100=1.08%
8/32/1
8/32/1
)0108.0
00728.0*009.0(548.1)( ==
SnQ
D
D= 0.097m = 3.84"
Tomando el diámetro comercial de D= 4"=0.1016 m
Qo= 0.0081 m3/s
Vo= 0.999 m/s
Ro= D/4 = 0.0254 m
Q/Qo== 0.899
Vr/Vo= 1.018 d/D=0.826 R7Ro= 1.212 H/D=0.915
51
Vr= 1.018*0.999= 1.017 m/s > 0.6 m/s
D= 0.826*0.1016= 0.084 m
R= 1.212*0.0254=0.031 m
H= 0.915*0.1016=0.093
τ= 9810*0.03*0.0108 = 3.28 N/m3
El caudal de exceso máximo previsto será de:
Qexc= Qlleno-Qdiseño= 0.0081-0.00728=0.00082 m3/s
Este será el caudal que habrá que considerar en el diseño de la estructura de
excesos del desarenador.
Las cotas definitivas y las condiciones hidráulicas serán:
Cota de batea a la salida de la bocatoma: 3598.92 m
Cota clave a la salida de la bocatoma: 3599.02 m
Cota batea a la llegada del desarenador: 3598.27 m
Cota clave a la llegada del desarenador: 3598.37 m
Cota de la lámina de agua a la llegada al desarenador: 3598.36 m
6.4.4 DISEÑO DEL DESARENADOR
6.4.4.1 Condiciones de la tubería de entrada
Q= 7.436 l/s = 0.0074 m3/s
V= 1.62 m/s
D= 3” (0.0762 m)
52
6.4.4.2 Condiciones de diseño del Desarenador
• Periodo de diseño = 20 años
• Número de módulos = 1
• Caudal medio diario (año 2024) = 0.0052 m3/s
• Caudal máximo diario (año 2024)= 0.00676 m3/s
• Caudal medio diario (año 2004) = 0.004 m3/s
• Requerimiento de agua en la planta de purificación = 0.00026 m3/s
• Caudal de diseño de cada módulo = 0.0052 m3/s
• Remoción de partículas de diámetro: d= 0.05mm
• Porcentaje de remoción = 75
• Temperatura: 15 ºC
• Viscosidad cinemática = 0.01146 cm2/s
• Grado del Desarenador = 1 (sin deflector)
• Relación longitud:ancho = 4:1
• Cota de la lámina en la tubería a la entrada del Desarenador = 3598.36
• Cota de la batea en la tubería a la entrada del Desarenador = 3598.27
• Cota de la corona de muros = 3598.66
6.4.4.3 Cálculo de los parámetros de sedimentación
Velocidad de sedimentación de la partícula, ds = 0.05mm
2**18
dsg
Vsµ
ρρ −=
196.00050.0*01146.0
00.165.2*
18981 2 =
−=Vs
53
Vs = 0.2 cm/s
De la tabla 9.3 se obtiene para n=1 y remoción del 75%:
θ / t = 3.00
Suponiendo la profundidad útil de sedimentación, H, igual a 1.5 m, el tiempo que
tardaría la partícula de diámetro igual a 0.05mm en llegar al fondo sería de:
t = H/Vs = 150/0.2 = 750 seg
El período de retención hidráulico será de:
θ = 3.0 x 750 = 2250seg = 0.625hrs (0.5hr[θ[4hr)
El volumen del tanque será, por consiguiente:
V = θxQ = 2250x0.0052 ≅ 11.7 m3
V = 11.7 m3
El área superficial del tanque es:
As = V/H = 11.7/1.5 = 7.8m2
Para L:B = 4:1
B = (As/4)1/2 = (7.8/4)1/2=1.396 ≅ 1.4m
L = 4 x 1.4 = 5.6 m
La carga hidráulica superficial para este tanque será de:
q = Q/As= 0.0052/7.8 = 0.000666 m3/m2*s*86400s= 57.6m3/m2*d (15[q[80)
54
La carga hidráulica superficial es igual a la velocidad de sedimentación de la
partícula crítica en condiciones teóricas, Vo, la cual debe corresponder a la de un
diámetro menor:
Vo = q = 0.000666 m/s = 0.0666 cm/s
)(**18*
ρρµ
−=
sgVo
do
)65.1(*98101146.0*18*0666.0
=do
do≅0.03 mm
Por otra parte, la relación de tiempos es igual a la relación de velocidades, es
decir:
θ / t = Vs/Vo = 0.200/0.0666 ≅ 3.0
En resumen, en las condiciones teóricas, se removerían partículas hasta un
diámetro igual a 0.03mm, pero al tener en consideración las condiciones reales
(flujo no uniforme, corrientes de densidad, cortocircuitos, zonas muertas, velocidad
horizontal variable), el diámetro máximo posible de ser removido se aumenta a
0.05mm.
La velocidad horizontal será:
55
Vh = Q/W ≅ voL/H
Vh = (0.0052/1.4*1.5)*100 ≅ (0.0666*5.6)/1.5 ≅ 0.277 cm/s
Vhmáx = 20Vs = 20*0.2 = 4 cm/s
Y la velocidad de resuspensión máxima es:
005.0*65.1*981*03.0
04.0*8=V
Vr = 9.29 cm/s
Vh < Vr
6.4.4.4 Condiciones de operación de los módulos
• Operación inicial en el año 2003:
Caudal de operación = Caudal medio diario de 2004 = 4 l/s
θ= V/Q = 11.7 / 0.004 ≅ 0.81 hr (0.5hr[θ[4hr)
q= Q/As= 0.004 / 7.8 * 86400= 44.30 m3/m2*d (15[q[80)
• Uno de los módulos sale de operación por emergencia o mantenimiento,
condición en la que se debe garantizar que a la planta de purificación llegue
el caudal máximo diario del año 2023 más el consumo de la planta de
purificación:
Caudal de operación = (1.3*0.0052) + (0.05*0.0052) = 7.02 l/s
θ = V/Q=11.7/7.02= 1.66 hr (0.5hr[θ[4hr)
q = Q/As= 0.00702/7.8*86400= 77.76 m3/m2*d (15[q[80)
Se mantiene la eficiencia del desarenado en esta condición temporal
6.4.4.5 Cálculo de los elementos del Desarenador
• Vertedero de salida
56
3/23/2 )4.1*84.1
0052.0()
84.1( ==
BQ
H
Hv = 0.0159≅1.6cm
Vv=(0.0052)/(1.4*0.016)=0.23 m/s ⇒ Vv = 0.3 m/s Luego, Hv= 1.5 cm
La velocidad sobre la cresta del vertedero debe ser, en teoría mayor o igual a 0.3
m/s para poder aplicar en rigor la ecuación del alcance horizontal de la vena
vertiente. Recalculando para la velocidad de 0.3 m/s se obtiene una Hv≅0.015m
Xs = 0.36(Vv)2/3+0.60(Hv)4/7 = 0.36(0.3)2/3+(0.015)4/7
Xs = 0.21m ⇒ Lv = 0.35m
• Pantalla de salida
Profundidad = H/2 = 1.5/2 = 0.75m
Distancia al vertedero de salida = 15Hv = 15(0.015) ≅ 0.25m
• Pantalla de entrada
Profundidad H/2 = 0.75
Distancia a la cámara de aquietamiento = L/4 = 5.6/4 = 1.4m
• Almacenamiento de lodos
- Relación longitud: Prof. lodos = 10
- Profundidad máxima = 5.6/10 = 0.56m
- Profundidad máxima adoptada = 0.85m
- Profundidad mínima adoptada = 0.75m
- Dist. Pto. de salida a la cámara de aquietamiento = L/3 = 1.87m
- Dist. Pto. de salida al vertedero de salida 2L/3 = 3.73m
- Pendiente transversal = (0.85-0.75)/1.4 = 7.1%
- Pendiente longitudinal (en L/3) = 0.1/1.87 = 5.3%
- Pendiente longitudinal (en 2L/3) = 0.1/3.73 = 2.7%
57
• Cámara de aquietamiento
Profundidad = H/3 = 0.50 m
Ancho = B/3 = 0.47m
Largo (adoptado) = 1.00m
• Rebose de la cámara de aquietamiento
Qexc= Qo-Q= 0.0081-0.00728
He= (0.00082/1.84*0.90)2/3=0.006 m
Ve= (0.00082/0.006*0.90)= 0.16 m/s
Xs= 0.36(0.16)2/3+0.60(0.006)4/7=0.14
Lr= 0.24 m
(B-ancho)/2= 0.47 ⇒ se adopta 0.47 m
6.4.4.6 Perfil hidráulico
El perfil hidráulico se establece para las condiciones de funcionamiento con un
módulo que trabaja con el caudal máximo diario más las necesidades de la planta
de purificación, es decir, con un caudal igual a 7.02 l/s.
Se deben tener en consideración las pérdidas por ampliación de secciones y por el
paso por debajo de las pantallas.
• Pérdidas a la entrada de la cámara de aquietamiento
Tomando k = 0.2 debido a la disminución de velocidad,
g
Vkh
2
2
∆=
V1≅0.90 m/s
V2= 0.00702/(0.47*0.5)=0.03 m/s
58
Hm= 0.2((0.92-0.032)/2*9.81)= 0.008 m
• Pérdidas a la entrada de la zona de sedimentación
V1= 0.03 m/s
V2= Vh= 0.01 m/s
Hm= 0.1*((0.032-0.012)/2*9.81)=0.00m
• Pérdidas por las pantallas inicial y final
Éstas se calcularían como las pérdidas de un orificio sumergido de grandes
dimensiones.
Q= CdAo(2gH)1/2
Ao= 1.4*0.734=1.03 m2
H=(0.00702)2/0.6*1.03*2*9.81=0.00 m
6.4.4.7 Cálculo de los diámetros de la tubería de exceso
Debido a la magnitud de los caudales, esta tubería resulta siempre en un
diámetro mínimo de 6”.
4.4.4.8 Cálculo de cotas
Cota de batea de la tubería de entrada: 3598.27 m
Cota lámina de agua en tubería de entrada: 3598.36 m
Cota lámina de agua en cámara aquietamiento: 3598.352 m
Cota de la cresta del vertedero cámara de aquietamiento: 3598.352-0.006 = 3598.346 m
Cota fondo de la cámara de aquietamiento: 3598.352-0.5= 3597.852 m
Cota lámina de agua en zona de sedimentación: 3598.352-0.00= 3598.352 m
Cota de la corona de los muros del Desarenador: 3598.36+0.30= 3598.66 m
Cota inferior de pantallas de entrada y salida: 3598.352-0.75= 3597.602 m
Cota del fondo de profundidad útil de sedimentación: 3598.352-1.5= 3596.852 m
59
Cota placa fondo a la entrada y salida del Desarenador: 3596.852-0.75 = 3596.102 m
Cota placa fondo en punto de desagüe: 3596.852-0.85= 3596.002 m
Cota de batea de la tubería de lavado: 3596.002 m
Cota clave de la tubería de lavado: 3596.002+0.2= 3596.202 m
Cota cresta del vertedero de salida: 3598.352-0.016= 3598.336 m
Cota lámina de agua de la cámara de recolección: 3598.336-0.15= 3598.186 m
Cota fondo de la cámara de recolección (supuesta): 398.186-0.30= 3597.886 m.
6.4.5 CONDICIONES DE CONDUCCION DESARENADOR - TANQUE DE
ALMACENAMIENTO
Debido a las dificultades de conducción y a l gran diferencia de nivel entre las
estructuras de captación y la planta de tratamiento el diseño de dividió en cuatro
tramos enmarcados entre los quiebres de presión necesarios.
TRAMO I (Desarenador – primera cámara de quiebre).
Calculo del diámetro.
Utilizando la formula de Hazen-williams tenemos:
Q = 0.2785*C*D2.63J0.54
Donde:
Q = caudal (m3/s)
D = diámetro interno de la tubería (m)
J = perdidas de carga unitaria (m/m de conducción)
C = coeficiente de rugosidad de Hazen-Williams
Entonces:
60
Q = 0.005171979 m3/s
J = dif de niv / longitud tota l = 120 / 5669.11 = 0.021167344 m/m
C = 150 (para PVC)
63.21
54.02785.0
∗∗=
JCQ
D
D = 0.072132246 m = 2.84” = 3”
Diámetro = 3”
6.4.5.1 Cálculo de la presión
Presión estática máxima en la abscisa 5669.11 = (3600 – 3480) = 120m.
Presión de diseño = 1.3 * 120 = 130 m. = 15.6 Kg/cm2
Se determina la utilización de tubería en PVC con las siguientes características:
• Clase de tubería = RDE 21 Tipo 1, Grado 1.
• Presión de trabajo = 14.06 Kg / cm2. = 140 m.
• Coeficiente de rugosidad de Hazen - Williams C = 150.
TRAMO II (Primera cámara de quiebre – Segunda cámara de quiebre).
Calculo del diámetro.
Utilizando la formula de Hazen-williams tenemos:
Q = 0.2785*C*D2.63J0.54
Donde:
Q = caudal (m3/s)
D = diámetro interno de la tubería (m)
J = perdidas de carga unitaria (m/m de conducción)
61
C = coeficiente de rugosidad de Hazen-Williams
Entonces:
Q = 0.005171979 m3/s
J = dif de niv / longitud total = 90 / 441.74 = 0.20373976 m/m.
C = 150 (para PVC)
63.21
54.02785.0
∗∗=
JCQ
D
D = 0.045311944 m = 1.78” = 2”
Diámetro = 2”
6.4.5.2 Calculo de la presión
Presión estática máxima en la abscisa 5633.366 = (3480 – 3390) = 90m.
Presión de diseño = 1.3 * 90= 117 m. = 11.7 Kg/cm2
Se determina la utilización de tubería en PVC con las siguientes características:
• Clase de tubería = RDE 21 Tipo 1, Grado 1.
• Presión de trabajo = 14.06 Kg / cm2. = 140 m.
• Coeficiente de rugosidad de Hazen-Williams C = 150.
TRAMO III (Segunda cámara de quiebre – tercera cámara de quiebre).
Calculo del diámetro.
Utilizando la formula de Hazen-williams tenemos:
Q = 0.2785*C*D2.63J0.54
62
Donde:
Q = caudal (m3/s)
D = diámetro interno de la tubería (m)
J = perdidas de carga unitaria (m/m de conducción)
C = coeficiente de rugosidad de Hazen-Williams
Entonces:
Q = 0.005171979 m3/s
J = dif de niv / longitud total = 110 / 228.21 = 0.48201218 m/m.
C = 150 (para PVC)
63.21
54.02785.0
∗∗=
JCQ
D
D = 0.037968677 m = 1.49” = 2”
Diámetro = 2”
6.4.5.3 Calculo de la presión
Presión estática máxima en la abscisa 6060.374 = (3390 – 3280) = 110m.
Presión de diseño = 1.3 * 110 = 143 m. = 14.3 Kg/cm2
Se determina la utilización de tubería en PVC con las siguientes características:
• Clase de tubería = RDE 21 Tipo 1, Grado 1.
• Presión de trabajo = 14.06 Kg / cm2. = 140 m.
• Coeficiente de rugosidad de Hazen-Williams C = 150.
TRAMO IV (Tercera cámara de quiebre – Cuarta cámara de quiebre).
Calculo del diámetro.
63
Utilizando la formula de Hazen-williams tenemos:
Q = 0.2785*C*D2.63J0.54
Donde:
Q = caudal (m3/s)
D = diámetro interno de la tubería (m)
J = perdidas de carga unitaria (m/m de conducción)
C = coeficiente de rugosidad de Hazen-Williams
Entonces:
Q = 0.005171979 m3/s
J = dif de niv / longitud total = 59 / 95.983 = 0.61469219 m/m.
C = 150 (para PVC)
63.21
54.02785.0
∗∗=
JCQ
D
D = 0.036119639 m = 1.42” = 2”
Diámetro = 2”
6.4.5.4 Calculo de la presión
Presión estática máxima en la abscisa 6257.141 = (3280 – 3221) = 59m.
Presión de diseño = 1.3 * 59 = 76.7 m. = 7.7 Kg/cm2
Se determina la utilización de tubería en PVC con las siguientes características:
• Clase de tubería = RDE 21 Tipo 1, Grado 1.
• Presión de trabajo = 14.06 Kg / cm2. = 140 m.
64
• Coeficiente de rugosidad de Hazen-Williams C = 150.
TRAMO V (Cuarta cámara de quiebre – Planta de tratamiento).
Calculo del diámetro.
Utilizando la formula de Hazen-williams tenemos:
Q = 0.2785*C*D2.63J0.54
Donde:
Q = caudal (m3/s)
D = diámetro interno de la tubería (m)
J = perdidas de carga unitaria (m/m de conducción)
C = coeficiente de rugosidad de Hazen-Williams
Entonces:
Q = 0.005171979 m3/s
J = dif de niv / longitud total = 111 / 8098.47 = 0.01370629 m/m.
C = 150 (para PVC)
63.21
54.02785.0
∗∗=
JCQ
D
D = 0.078864847 m = 3.11” = 4”
Diámetro = 4”
6.4.5.5 Calculo de la presión
65
Presión estática máxima en la abscisa 6330.819 = (3221 – 3110) = 111m.
Presión de diseño = 1.3 * 111 = 144.3 m. = 14.43 Kg/cm2
Se determina la utilización de tubería en PVC con las siguientes características:
• Clase de tubería = RDE 21 Tipo 1, Grado 1.
• Presión de trabajo = 14.06 Kg / cm2. = 140 m.
• Coeficiente de rugosidad de Hazen-Williams C = 150.
CUADRO No. 5
RESUMEN DE TUBERÍA
TRAMO TIPO DE TUBERÍA
LONGITUD CARACTERÍSTICAS
Aducción 60 PVC RDE 21 d = 4 “
1 5669.11 PVC RDE 21 d = 3 “
2 441.74 PVC RDE 21 d = 2 “
3 228.21 PVC RDE 21 d = 2 “
4 97.94 PVC RDE 21 d = 2 “
5 8098.47 PVC RDE 21 d = 4 “
66
7. ESTUDIO FINANCIERO
Uno de los elementos más importantes en la evaluación de proyectos es la
elaboración de los flujos de caja ya que la evaluación del mismo se hará con base
en los resultados obtenidos con estos. La información básica para la elaboración
de los flujos de caja esta contenida en el estudio de mercado y en el estudio
técnico que ya realizamos. Por supuesto tenemos que incorporar información
adicional como impuestos, depreciación amortizaciones de inversiones nominales,
amortización de créditos y pago de intereses.
Estos flujo de caja quedan compuestos entonces de los ingresos que ya los
estimamos en el estudio de mercado, las inversiones y los egresos que ya los
obtuvimos del estudio técnico, un horizonte de proyección y un posible valor de
salvamento.
El total de inversiones de acuerdo al estudio técnico queda así:
CUADRO No. 6. INVERSION TOTAL
ACTIVIDADES Y/O COMPONENTES INVERSION
BOCATOMA Y ADUCCIÓN 9.313.958 DESARENADOR
1155..001166..880088
CONDUCCIÓN 429.828.377 CÁMARAS DE QUIEBRE 2.938.735 INTERVENTORÍA TÉCNICA 27.425.872 INTERVENTORÍA ADMINISTRATIVA Y FINANCIERA 22.188.096
MITIGACIÓN AMBIENTAL 9.141.957 ADMINISTRACION 114.274.469
TOTAL INVERSIÓN 630.128.276
Fuente: Anexo No. 1
67
El total de ingresos y de acuerdo al estudio de mercado se encuentran relacionados en el cuadro No. 4 El total de costos de operación – a precios de 2004 - de acuerdo al informe de la Secretaria de Planeación, Obras y Servicios Públicos son:
CUADRO No. 7
GASTOS ADMINISTRATIVOS
Fuente: Secretaria de Planeación, Obras y Servicios Públicos CUADRO No. 8
GASTOS DE OPERACION
Fuente: Secretaria de Planeación, Obras y Servicios Públicos
Sueldos 4.908.871 Honorarios 640.000 Prestaciones Sociales 1.405.915 Primas legales 394.209 Fondo de pensiones 821.724 Caja de Compensación 189.259 ICBF 133.608 Seguridad social 357.726 SENA 89.076 Contribuciones especiales 142.410 Servicios públicos 256.891 Otros gastos administrativos 5.200 Gastos administrativos anuales 9.345.000
Sueldos 3.676.822 Prestaciones Sociales 819.152 Primas legales 323.982 Fondo de pensiones 356.099 Caja de Compensación 157.039 ICBF 108.945 Seguridad social 333.906 SENA 72.626 Combustibles y lubricantes 118.800 Mantenimiento y reparaciones 3.680.400 Compra de agua 4.461.976 Gastos de operación anuales 14.109.750
68
La suma de los gastos administrativos más los de operación nos dan el total de
costos anuales $ 23.454.750. Los costos anteriores – a precios de hoy -- se
estiman que crecerán a una tasa del 1.3 % de acuerdo al incremento en la
prestación del servicio.
Depreciación y amortización son de $ 31.507.000 anuales y se mantendrán
constantes durante el horizonte del proyecto.
El valor de salvamento le damos un valor de $ 0.00 por cuanto al final del proyecto
seria más costoso desenterrar las tuberías que dejarlas en su sitio.
Con la anterior información procedemos a realizar la evaluación del proyecto con
dos escenarios:
A. En un primer escenario - pesimista – desde el unto de vista de la
financiación, consideramos que únicamente conseguimos un 50% de
cofinanciacion a través del Fondo Nacional de Regalías y un 50% de
recursos de crédito por los cuales debe una responder el municipio de
Tausa.
B. Un segundo escenario –optimista – consideráramos que obtenemos un
75% de cofinanciacion y que Tausa solo debe responder por un 25% de los
recursos a través del crédito.
Es decir que a pesar que la inversión total es de $ 630’128.000 en el primer caso
el municipio de Tausa tiene que responder por $ 315’064.000 y en el segundo
caso respondería por $ 157’.532.000 y en los flujos de caja proyectados de cada
una de las alternativas de financiación aparecen las obligaciones financiera -
intereses y amortización de la deuda - para cada uno de los casos.
69
Cuadro No.9
70
Cuadro No.10
71
De acuerdo a la alternativa A. de cofinanciación y con los cálculos realizados en el cuadro No. 9
A. Obtenemos un VPN de 15.251.142 y TIR del 2 % , que nos indica que es
rentable desde el punto de vista privado y social, que en ultima instancia lo
que interesa es el mejoramiento en el servicio. Además desde el punto de
vista de flujos de caja la posible dificultad seria mínima para los dos
primeros años; y si miramos el horizonte del proyecto estos nos permitirían
cumplir con las obligaciones financieras sin ninguna dificultad
De acuerdo a la alternativa B. de financiación y con los cálculos realizados en el
cuadro No. 10
B. Obtenemos un VPN de 395’818.455 y una TIR del 17% que nos indica que
además de los beneficios sociales que están representados en los ahorros
del municipio, el proyecto es adecuado desde el punto de vista privado. En
ambos casos la tasa de interés real para evaluar el crédito y la rentabilidad
del proyecto es del 2% que se obtuvo de la siguiente relacion
(1+TIO)/(1+Inflación).
Al hablar de optimismo y pesimismo en la financiación lo hacemos porque el
Fondo Nacional de Regalías tiene recursos específicos de cofinanciación para el
desarrollo de acueductos de municipios de categoría 4, 5 y 6 y que esta
financiando – sin reembolso del 50% hasta el 100% - y que lo mínimo que se
obtendría seria el 50% de los recursos necesarios para el desarrollo del proyecto.
72
8. EVALUACION SOCIOECONOMICA
8.1 INTRODUCCION
La evaluación social o socioeconómica de proyectos consiste en comparar los
beneficios con los costos que dichos proyectos implican para la sociedad, de
manera de determinar su verdadera contribución de ellos al incremento de la
riqueza del país.
Es así como un proyecto de inversión será socialmente rentable en la medida que
el bienestar económico alcanzado con el proyecto sea mayor al bienestar que el
país como un todo habría alcanzado sin el proyecto.
En el desarrollo de programas de abastecimiento de aguas, con calidad adecuada
para el consumo humano, se encuentran limitaciones asociadas al deterioro de las
cuencas y fuentes de agua, lo que determina la necesidad de abordar dos
aspectos de gran relevancia: 1. La conservación de las cuencas, micro cuencas y
fuentes de agua y 2. El diseño y construcción de plantas de tratamiento.
La conservación de la cuenca exige un trabajo coordinado entre instituciones y
comunidad, que permite conservar las fuentes a largo plazo y disminuir el riesgo
para que la planta de tratamiento sea más eficiente y menos costosa en su función
de mejorar la calidad de agua. La planta de tratamiento se considera fundamental
para mantener las condiciones ambientales, socioeconómicas y culturales de la
localidad de Tausa, con el fin de lograr la sostenibilidad del acueducto.
73
8.2 IDENTIFICACIÓN Y VALORACION DE BENEFICIOS
El beneficio con mayor relevancia consiste en el ahorro que tendría el municipio al
dejar de comprar el agua al acueducto privado, teniendo en cuenta lo anterior
será el único beneficio que impactara económica y socialmente el proyecto .
GASTOS DE OPERACION
Como observamos en el cuadro anterior (que es el cuadro No. 8) este ahorro es
equivalente a $ 4.461.976 anuales; por cuanto los demás gastos administrativos y
de operación permanecen iguales, ya que el agua que se compra es sin tratar.
Al recalcular el VPN y TIR restándole de los flujos de caja la compra de agua
observamos una gran mejoría de los resultados de los dos escenarios, que en
última instancia es el incremento de riqueza para la comunidad. Cuadros 9A y 10A
Sueldos 3.676.822 Prestaciones Sociales 819.152 Primas legales 323.982 Fondo de pensiones 356.099 Caja de Compensación 157.039 ICBF 108.945 Seguridad social 333.906 SENA 72.626 Combustibles y lubricantes 118.800 Mantenimiento y reparaciones 3.680.400 Compra de agua 4.461.976
Gastos de operación anuales 14.109.750
74
Cuadro No.9A
75
Cuadro No.10A
76
8.3 EVALUACIÓN AMBIENTAL.
IMPACTOS NEGATIVOS
Impactos negativos por la localización del sistema 1 2 3
Ø Rechazo por parte de la comunidad de la construcción de línea de aducción y distribución del agua de abasto humano.
- L C
ü Contaminación y efectos nocivos sobre el entorno. - L C
Ø Destrucción o degradación de áreas de alto valor ecológico. - L C
Ø Cambio en el uso de suelo puntual. P L M
Ø Pérdidas de zonas de recreación para la comunidad del entorno. - L M
Impactos negativos con la fase constructiva 1 2 3
Ø Relleno de zanjas y restauración de áreas intervenidas por el proyecto.
R L M
Ø Transporte, cargue, descargue y adecuación de un sitio para la disposición final del material sobrante de la excavación.
R L M
Ø Superficies expuestas durante las excavaciones y áreas de descapote.
R M M
Ø Permiso de servidumbre para el trazo de la línea de conducción y del cambio de acceso a los sistemas.
R L C
Impactos negativos relacionados con la fase operativa 1 2 3
Ø Desvalorización de los predios e integración del sistema de acueducto con el entorno y la economía familiar.
R F C
Ø Incentivos para el desarrollo del área de influencia puntual y regional por la ampliación.
R F C
Fuente: Autores
COLUMNA 1 EXISTENCIA: (R) Real (P) Potencial (-) Poco Probables
COLUMNA 2 MAGNITUD: (L) Leve (M) Mediano (F) Fuerte
COLUMNA 3 CONTROL: (I) Incontrolable (M) Mitigable (C) Controlable
77
8.3.1 Medidas de Mitigación.
1. Medidas para el recurso suelo.
2. Medidas para el Agua de escorrentía superficial.
3. Medidas para el aire.
4. Medidas para la flora y la fauna.
5. Medidas por usos del suelo.
78
9. CONCLUSIONES
Como resultado del presente estudio presentamos algunas conclusiones a la
administración del municipio de tausa para que tome la decisión más aceptada
para que preste ahora y en el futuro un servicio de acueducto en óptimas
condiciones.
La alternativa escogida y evaluada a través de todo el trabajo es la ampliación del
sistema de acueducto actual porque de acuerdo a las proyecciones se acabaría la
dependencia de agua del acueducto privado que suministra el 50% del agua al
sistema; y se tendría un servicio mas continuo y eficiente que produciría beneficios
económicos y sociales al municipio de tausa
Los ahorros obtenidos por la no compra de agua los cuales están expresados en
los cuadros No. 9A y 10A, el municipio los podría transferir a la comunidad por vía
de subsidios a las tarifas o en otras inversiones de tipo social.
Por todo el análisis y el estudio realizado en el presente trabajo recomendamos a
la administración municipal que gestione los recursos a través del FONDO
NACIONAL DE REGALIAS ya que estos se encuentran disponibles, y si fuera
posible conseguir la cofinanciación en un 75% ya que esta la opción por la que
saldría mejor beneficiado.
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BIBLIOGRAFIA
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REPUBLICA. Ley 142 de 1994.
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Chile. Año 2.000.
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OSORIO, Julio Cesar. Evaluación Socioeconomica de Proyectos. ESAP. Modulo
de Postgrados. Año 2004.
80
SAPAG CHAIN, Nassir. Preparación y Evaluación de Proyectos. Cuarta Edición.
Año 2000.
81
ANEXO. 2. ANÁLISIS FISICO – QUIMICO
Análisis Según Nivel de Calidad de acuerdo al grado de polución PARÁMETROS Norma
Técnica NTC Standard
Method ASTM 1.Fuente Aceptable
2. Fuente Regular
3.Fuente Deficiente
4. Fuente Muy deficiente
DBO 5 días 3630 Promedio Mensual mg/L
= 1.5 1.5 - 2.5 2.5 - 4 >4
Máximo Diario mg/L 1. – 3 3. – 4 4. - 6 >6 Coliformes totales (NMP/100 ml)
Promedio Mensual D - 3870 0 – 50 50 – 500 500 - 5000 >5000 Oxigeno Disuelto mg/L 4705 D - 888 > =4 > =4 > =4 < 4 PH Promedio 3651 D 1293 6.0 - 8.5 5.0 - 9.0 3.8 - 10.5 Turbiedad (UNT) 4707 D 1889 <2 2.0 – 40 40 - 150 >= 150 Color Verdadero (UPC) <10 10.0 – 20 20 - 40 >= 40 Gusto Y Olor D 1292 Inofensivo Inofensivo Inofensivo Inaceptable Cloruros (mg/L - CI) D 512 < 50 50 – 150 150 - 200 300 Fluoruros (mg/L - F) D 1179 > 1.2 > 1.2 > 1.2 > 1.7
