Diseño de un sistema de aprovechamiento de aguas lluvia ...
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Universidad de La Salle Universidad de La Salle Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle Ingeniería Ambiental y Sanitaria Facultad de Ingeniería 1-1-2017 Diseño de un sistema de aprovechamiento de aguas lluvia para la Diseño de un sistema de aprovechamiento de aguas lluvia para la alimentación de la planta de producción de herrajes Dudi S.A.S en alimentación de la planta de producción de herrajes Dudi S.A.S en la localidad de Fontibón la localidad de Fontibón Miguel Ángel Díaz García Universidad de La Salle, Bogotá Hanllela Vanessa Landaeta Ballesteros Universidad de La Salle, Bogotá Follow this and additional works at: https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_ambiental_sanitaria Citación recomendada Citación recomendada Díaz García, M. Á., & Landaeta Ballesteros, H. V. (2017). Diseño de un sistema de aprovechamiento de aguas lluvia para la alimentación de la planta de producción de herrajes Dudi S.A.S en la localidad de Fontibón. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_ambiental_sanitaria/379 This Trabajo de grado - Pregrado is brought to you for free and open access by the Facultad de Ingeniería at Ciencia Unisalle. It has been accepted for inclusion in Ingeniería Ambiental y Sanitaria by an authorized administrator of Ciencia Unisalle. For more information, please contact [email protected].
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Universidad de La Salle Universidad de La Salle
Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle
Ingeniería Ambiental y Sanitaria Facultad de Ingeniería
1-1-2017
Diseño de un sistema de aprovechamiento de aguas lluvia para la Diseño de un sistema de aprovechamiento de aguas lluvia para la
alimentación de la planta de producción de herrajes Dudi S.A.S en alimentación de la planta de producción de herrajes Dudi S.A.S en
la localidad de Fontibón la localidad de Fontibón
Miguel Ángel Díaz García Universidad de La Salle, Bogotá
Hanllela Vanessa Landaeta Ballesteros Universidad de La Salle, Bogotá
Follow this and additional works at: https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_ambiental_sanitaria
Citación recomendada Citación recomendada Díaz García, M. Á., & Landaeta Ballesteros, H. V. (2017). Diseño de un sistema de aprovechamiento de aguas lluvia para la alimentación de la planta de producción de herrajes Dudi S.A.S en la localidad de Fontibón. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_ambiental_sanitaria/379
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DISEÑO DE UN SISTEMA DE APROVECHAMIENTO DE AGUAS LLUVIA PARA LA
ALIMENTACIÓN DE LA PLANTA DE PRODUCCIÓN DE HERRAJES DUDI S.A.S EN LA
LOCALIDAD DE FONTIBÓN.
MIGUEL ANGEL DÍAZ GARCÍA
HANLLELA VANESSA LANDAETA BALLESTEROS
UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PROGRAMA DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA
BOGOTÁ D.C
2017
DISEÑO DE UN SISTEMA DE APROVECHAMIENTO DE AGUAS LLUVIA PARA LA
ALIMENTACIÓN DE LA PLANTA DE PRODUCCIÓN DE HERRAJES DUDI S.A.S EN LA
LOCALIDAD DE FONTIBÓN.
MIGUEL ANGEL DÍAZ GARCÍA
HANLLELA VANESSA LANDAETA BALLESTEROS
Proyecto de grado para optar al título de Ingeniero Ambiental y Sanitario
Director
JULIO CÉSAR RAMÍREZ RODRÍGUEZ
INGENIERO QUÍMICO - UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PROGRAMA DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA
BOGOTÁ D.C
2017
Nota de aceptación:
___________________________
___________________________
___________________________
___________________________
___________________________
Ing. Julio Cesar Ramírez Rodríguez
Director de Tesis
___________________________
Ing. Jesús Torres Ortega
Jurado 1
___________________________
Ing. Rafael Eduardo Ladino Peralta
Jurado 2
Bogotá D.C., marzo de 2017
La información presentada en este documento
es responsabilidad de los Autores y en ningún
momento compromete a la Universidad de la
Salle.
Agradecimientos
En este proyecto de grado queremos agradecer primeramente a la Universidad de La Salle
por darnos la oportunidad de estudiar y ser profesionales.
A nuestro director de tesis, el Ing. Julio Cesar Rodríguez Ramírez por su esfuerzo y
dedicación, por otra parte, a nuestros jurados el Ing. Rafael Eduardo Ladino Peralta y el Dr.
Jesús Alfonso Torres Ortega que, con su conocimiento y experiencia, nos asesoraron para
perfeccionar este proyecto.
De igual manera queremos agradecer a nuestros padres William Díaz y Ángel Landaeta, a
nuestras madres Aracely García y Blanca Ballesteros, por el apoyo incondicional durante el
tiempo dedicado a este proyecto.
Adicionalmente agradecemos a la empresa HERRAJES DUDI S.A.S, por el apoyo con cada
hora dedicada al desarrollo de las actividades concernientes a la elaboración de los
componentes de esta monografía, además por los recursos económicos destinados al proyecto
para la construcción del mismo.
Tabla De Contenido
Pág.
Introducción ............................................................................................................................... 1
Planteamiento Del Problema...................................................................................................... 2
Objetivos .................................................................................................................................... 4
Objetivo general ..................................................................................................................... 4
Objetivos específicos.............................................................................................................. 4
1. Marco Conceptual .................................................................................................................. 5
1.1. Marco teórico................................................................................................................... 5
1.1.1. Descripción física ..................................................................................................... 5
1.1.2. Componentes del sistema ......................................................................................... 8
1.1.3. Información pluviométrica ..................................................................................... 11
1.1.4. Pasos para el diseño de un sistema de captación de agua de lluvia ........................ 12
2. Estado Del Arte .................................................................................................................... 18
3. Marco Legal ......................................................................................................................... 22
3.1. Leyes, Decretos Y Legislación Pertinente .................................................................... 22
5. Metodología ......................................................................................................................... 23
5.1. Materiales y herramientas ............................................................................................. 23
5.2. Fase I. Recopilación de información ............................................................................. 24
5.3. Fase II. Análisis actual de la planta y Oferta del sistema .............................................. 24
5.4. Fase III. Diseño del sistema de captación ..................................................................... 26
5.5. Fase IV. Diseño del sistema de tratamiento .................................................................. 28
5.6. Fase V. Entrega del diseño ............................................................................................ 29
6. Resultados ............................................................................................................................ 30
6.1. Cálculos del sistema de almacenamiento de agua de lluvia para la planta de
HERRAJES DUDI S.A.S. .................................................................................................... 31
6.1.1. Áreas de contribución ............................................................................................. 32
6.1.2. Estimativa del caudal en las canales ....................................................................... 33
6.1.3. Estimativa del caudal en los conductores verticales o bajantes .............................. 34
6.1.4. Dimensionamiento de las canales por método iterativo ......................................... 36
6.1.5. Dimensionamiento del conductor vertical o bajante .............................................. 38
6.1.6. Dimensionamiento del conductor horizontal .......................................................... 39
6.2. Dimensionamiento del sistema de filtración para la planta........................................... 39
6.2.1. Cálculo del caudal .................................................................................................. 40
6.2.2. Cálculo de la arena requerida ................................................................................. 40
6.2.3. Cálculo de la grava requerida ................................................................................. 43
6.2.4. Pérdida de carga a través del filtro ......................................................................... 44
6.3. Dimensionamiento del sistema de captación del tejado ................................................ 46
6.4. Dimensionamiento del sistema de bombeo ................................................................... 48
6.4.1. Descarga ................................................................................................................. 48
6.4.2. Succión ................................................................................................................... 50
6.5. Dimensionamiento del sistema de filtración para las oficinas ...................................... 54
6.5.1. Cálculo del caudal .................................................................................................. 54
6.5.2. Cálculo de la arena requerida ................................................................................. 55
6.5.3. Cálculo de la antracita requerida ............................................................................ 57
6.5.4. Pérdida de carga a través del filtro ......................................................................... 58
6.6. Diseño del ramal de distribución ................................................................................... 61
6.6.1. Dimensionamiento de la red de distribución de agua ............................................. 61
6.6.2. Trechos ................................................................................................................... 61
6.6.3. Peso unitario ........................................................................................................... 62
6.6.4. Caudal ..................................................................................................................... 63
6.6.5. Diámetro ................................................................................................................. 63
6.6.6. Velocidad ................................................................................................................ 63
6.6.7. Pérdida de carga unitaria ........................................................................................ 64
6.6.8. Diferencia de cotas ................................................................................................. 64
6.6.9. Presión disponible................................................................................................... 65
6.6.10. Longitudes ............................................................................................................ 65
6.6.11. Pérdida de carga .................................................................................................... 65
6.6.12. Presión disponible y residual ................................................................................ 66
6.6.13. Presión requerida en el punto de utilización ......................................................... 67
6.7. Dimensionamiento del sistema para los sanitarios de la planta .................................... 70
6.7.1 Diseño del ramal de distribución ............................................................................. 73
6.8. Resultados análisis de agua colectada de lluvia ............................................................ 77
6.9. Riesgo de falla por el método de la simulación ............................................................ 82
6.9.1. Comportamiento del sistema para el año de mayor precipitación .......................... 82
6.9.2. Comportamiento del sistema para el año de menor precipitación .......................... 86
6.9.3. Dinero a ahorrar con el sistema .............................................................................. 89
7. Análisis De Costos ............................................................................................................... 90
7.1. Cálculo de la tasa interna de retorno ............................................................................. 98
8. Análisis De Resultados ...................................................................................................... 101
9. Conclusiones Y Recomendaciones .................................................................................... 105
10. Referencias ....................................................................................................................... 107
11. Anexos ............................................................................................................................. 112
Lista De Figuras
Pág.
FIGURA 1. UBICACIÓN EMPRESA HERRAJES DUDI S.A.S. ....................................................... 5
FIGURA 2. ESTRUCTURA DEL PROCESO DE PRODUCCIÓN.. ........................................................... 6
FIGURA 3. DISTRIBUCIÓN DEL AGUA EN EL PLANETA. ................................................................. 7
FIGURA 4. TECHO DE CAPTACIÓN DE AGUAS LLUVIA. ................................................................. 8
FIGURA 5. FORMA DE CANALETAS DE ACUERDO A LA EDIFICACIÓN. ........................................... 9
FIGURA 6. CANALETAS CON REJILLAS. ........................................................................................ 9
FIGURA 7. TANQUE POLIETILENO DE 5 M3. ................................................................................ 10
FIGURA 8. FILTRO. .................................................................................................................... 10
FIGURA 9. ÁREA DE CONTRIBUCIÓN .......................................................................................... 13
FIGURA 10. LÁMINA DE AGUA................................................................................................... 14
FIGURA 11. ABACO CANALETA CON SALIDA EN ARISTA VIVA ................................................... 15
FIGURA 12. COMPONENTES DEL SISTEMA ................................................................................. 16
FIGURA 13. IDF PARA LA LOCALIDAD DE FONTIBÓN ................................................................ 31
FIGURA 14. DIMENSIONES DEL TECHO ...................................................................................... 32
FIGURA 15. PROFUNDIDAD DEL TECHO ..................................................................................... 32
FIGURA 16. MEDIDAS DE LAS ÁREAS 1 Y 2 ................................................................................ 34
FIGURA 17. MEDIDAS DE LAS ÁREAS 3 Y 4 ................................................................................ 35
FIGURA 18. DIMENSIONES DEL CANAL DE CONDUCCIÓN ........................................................... 37
FIGURA 19. SISTEMA DE BOMBEO, ALMACENAMIENTO, FILTRACIÓN Y DISTRIBUCIÓN .............. 47
FIGURA 20. ESPECIFICACIONES BOMBAS MODELO CP 600 DE PEDROLLO ................................. 54
FIGURA 21. DIMENSIONES DE LA RED DE DISTRIBUCIÓN DEL SEGUNDO PISO ............................. 61
FIGURA 22. DISTRIBUCIÓN DE LA RED DEL PRIMER PISO ........................................................... 70
FIGURA 23. DIMENSIONES DE LA RED DE DISTRIBUCIÓN DEL PRIMER PISO ................................ 73
FIGURA 24. RENDER DE LA RED DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA DEL PRIMER PISO .......................... 74
FIGURA 25. ÉPOCAS DE COMIENZO Y FINALIZACIÓN DEL FENÓMENO HIDROLÓGICO DE LA NIÑA
........................................................................................................................................ 102
FIGURA 26. ÉPOCAS DE COMIENZO Y FINALIZACIÓN DEL FENÓMENO HIDROLÓGICO DEL NIÑO..
........................................................................................................................................ 102
FIGURA 27. PORCENTAJES DE RIESGO DE FALLA PARA CADA SUBSISTEMA .............................. 103
FIGURA 28. PERIODO DE RETORNO DE LA INVERSIÓN INICIAL ................................................. 104
Lista De Tablas
Pág.
TABLA 1. CAPACIDAD DE CONDUCTORES HORIZONTALES DE SECCIÓN CIRCULAR (CAUDALES L/
MIN) ................................................................................................................................... 16
TABLA 2. LEYES, DECRETOS, ARTÍCULOS REFERENTES AL PROYECTO. ...................................... 22
TABLA 3. PARÁMETROS SEGÚN RESOLUCIÓN 2115 DEL 2007. .................................................. 28
TABLA 4. ITERACIÓN DE LA LÁMINA DE AGUA EN LA CANAL H1. .............................................. 38
TABLA 5. ITERACIÓN DE LA LÁMINA DE AGUA EN LA CANAL H2. .............................................. 38
TABLA 6. RANGO PARA LA SELECCIÓN DEL DIÁMETRO DEL CONDUCTOR HORIZONTAL. ........... 39
TABLA 7. DATOS PARA EL DISEÑO DEL SISTEMA DE FILTRACIÓN DE LA PLANTA GALVÁNICA. .. 40
TABLA 8. CONSUMO DE AGUA POR MES. ................................................................................... 47
TABLA 9. PERDIDAS DE CARGA LOCALIZADAS. – SU EQUIVALENCIA EN METROS DE TUBERÍA DE
PVC RÍGIDO. ...................................................................................................................... 49
TABLA 10. CONEXIONES Y REGISTROS DEL SISTEMA DE DESCARGA .......................................... 50
TABLA 11. CONEXIONES Y REGISTROS DEL SISTEMA DE SUCCIÓN ............................................. 50
TABLA 12. DATOS PARA EL DISEÑO DEL SISTEMA DE FILTRACIÓN DEL PRIMER PISO. ................ 55
TABLA 13. PESOS UNITARIOS PARA EL CÁLCULO DEL CAUDAL. ................................................ 62
TABLA 14. PESOS Y SUMATORIA DE LOS MISMOS. ..................................................................... 62
TABLA 15. CÁLCULO DE LA VELOCIDAD REQUERIDA. ............................................................... 68
TABLA 16. CÁLCULO DE LA PRESIÓN REQUERIDA. .................................................................... 69
TABLA 17. DEMANDA DE AGUA PARA LOS SANITAROS. ............................................................. 71
TABLA 18. MÍNIMO DE AGUA OFERTADA PARA UNA PRECIPITACIÓN DE 360 MINUTOS. ............. 72
TABLA 19. SUMATORIA PESOS PARA LOS RAMALES 1 Y 2 .......................................................... 74
TABLA 20. CÁLCULO DE LA VELOCIDAD REQUERIDA PARA LOS BAÑOS DEL PRIMER PISO. ........ 75
TABLA 21. CÁLCULO DE LA PRESIÓN REQUERIDA PARA LOS BAÑOS DEL PRIMER PISO. .............. 76
TABLA 22. RESULTADOS DEL ANÁLISIS FISICOQUÍMICO DE LA MUESTRA DE AGUA. .................. 77
TABLA 23. VALORES PERMITIDOS SEGÚN RESOLUCIÓN 2115 DEL AÑO 2007............................. 79
TABLA 24. VALORES DE PUNTAJE IRCA SEGÚN PUNTAJE DE RIESGO. ....................................... 80
TABLA 25. CLASIFICACIÓN DEL IRCA SEGÚN EL PORCENTAJE DE RIESGO. ............................... 81
TABLA 26. MÉTODO DE LA SIMULACIÓN GALVANO PARA EL AÑO DE MAYOR PRECIPITACIÓN. .. 83
TABLA 27. MÉTODO DE LA SIMULACIÓN BAÑOS PLANTA PARA EL AÑO DE MAYOR
PRECIPITACIÓN. ................................................................................................................. 84
TABLA 28. MÉTODO DE LA SIMULACIÓN BAÑOS OFICINA PARA EL AÑO DE MAYOR
PRECIPITACIÓN. ................................................................................................................. 85
TABLA 29. MÉTODO DE LA SIMULACIÓN GALVANO PARA EL AÑO DE MENOR PRECIPITACIÓN. .. 86
TABLA 30. MÉTODO DE LA SIMULACIÓN BAÑOS PLANTA PARA EL AÑO DE MENOR
PRECIPITACIÓN. ................................................................................................................. 87
TABLA 31. MÉTODO DE LA SIMULACIÓN BAÑOS OFICINA PARA EL AÑO DE MENOR
PRECIPITACIÓN. ................................................................................................................. 88
TABLA 32. VALOR MONETARIO A AHORRAR PROVISTO PARA EL AÑO DE MAYOR PRECIPITACIÓN.
.......................................................................................................................................... 89
TABLA 33. VALOR MONETARIO A AHORRAR PROVISTO PARA EL AÑO DE MENOR PRECIPITACIÓN.
.......................................................................................................................................... 89
TABLA 34. ANÁLISIS DETALLADO DE PRESUPUESTO ................................................................. 90
TABLA 35. COSTOS TOTALES .................................................................................................... 94
TABLA 36. COSTOS PARA EL SISTEMA DE LA PLANTA GALVÁNICA ........................................... 95
TABLA 37. COSTO SISTEMA DE ALIMENTACIÓN BAÑOS PLANTA ................................................ 96
TABLA 38. COSTO SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE LOS BAÑOS DE LA OFICINA.......................... 97
TABLA 39. DATOS INICIALES PARA CÁLCULO DE LA TIR .......................................................... 99
TABLA 40. TASA INTERNA DE RETORNO ................................................................................... 99
TABLA 41. FLUJO DE EFECTIVO .............................................................................................. 100
TABLA 42. COMPORTAMIENTO DEL FENÓMENO HIDROLÓGICO DEL NIÑO Y LA NIÑA ............... 101
Lista De Anexos
Pág.
Anexo A – Certificado de análisis realizado por INTERLABCO S.A.S............................... 112
Anexo B – Grafico para el dimensionamiento de la red de distribución de agua.................. 114
Anexo C – Datos hidrológicos suministrados por el IDEAM................................................ 115
Anexo D – Planos del Sistema de aprovechamiento de aguas lluvia...................................... 118
i
Glosario
Para la compresión del contenido desarrollado en el siguiente documento se hace referencia
a continuación de algunos conceptos básicos:
Aguas lluvias: Aguas provenientes de la precipitación pluvial.
Agua potable: Agua que, por reunir los requisitos organolépticos, físico, químicos, y
microbiológicos, en las condiciones señaladas en el decreto 1575 de 2007, puede ser consumida
por la población humana sin producir efectos adversos a la salud. (Ministerio de la Protección
Social, Decreto 1575, 2007)
Almacenamiento: Acción destinada a almacenar un determinado volumen de agua para
cubrir los picos horarios.
Captación: Conjunto de estructuras necesarias para obtener el agua de una fuente de
abastecimiento.
Caudal de diseño: Caudal estimado con el cual se diseñan los equipos, dispositivos y
estructuras de un sistema determinado.
Canaleta: Elemento de conducción de agua pluvial acumulada de la superficie de recogida
que posteriormente se dirigirá a través de bajantes hacia el almacenamiento para reingresar en
el sistema de aprovechamiento de agua de lluvia (AQUA ESPAÑA, 2016).
ii
Filtración: Proceso mediante el cual se remueven las partículas del agua.
Pluviometría: Cantidad total de precipitación anual por unidad de superficie, comúnmente
metro cuadrado. (AQUA ESPAÑA, 2016)
Precipitación: Cantidad de agua lluvia caída en una superficie durante un tiempo
determinado.
Presión: Fuerza por unidad de superficie.
Sistema de conducción: Conjunto de tuberías, ductos o canales que sirven para conducir
un fluido.
iii
Resumen
El proyecto DISEÑO DE UN SISTEMA DE APROVECHAMIENTO DE AGUAS
LLUVIA PARA LA ALIMENTACIÓN DE LA PLANTA DE PRODUCCIÓN DE
HERRAJES DUDI S.A.S EN LA LOCALIDAD DE FONTIBÓN, tiene como fin la
implementación de un sistema de aprovechamiento de aguas pluviales, que consiste en una
serie de reservatorios en los cuales se va a almacenar el agua proveniente de las precipitaciones
en el sector.
La alternativa propuesta para el consumo de agua en el proceso productivo se lleva a cabo para
reducir el consumo de agua potable en la fábrica de producción de HERRAJES DUDI S.A.S
ubicado en la localidad de Fontibón, Bogotá D.C. El sistema fundamentalmente está compuesto
por cuatro tanques, los cuales, son alimentados por una sección de tubería, que se encuentra
ubicada posterior a un sistema de filtración, que estará compuesto por unos tamices y unas
rejillas ubicadas en las canaletas de aguas lluvias.
La recepción de las aguas pluviales se lleva a cabo por el desplazamiento de las mismas a
través de una sección ubicada en el techo hacia unas canaletas, las cuales van ligadas a unos
tubos verticales, que se encargan de trasladar el agua hacia la unidad de filtración. El sistema
trabaja con cuatro tanques, tres inferiores ubicados en la planta y uno superior ubicado en el
tejado, además de eso cuenta con válvulas de control de flujo; así mismo, cuenta con un ramal
de distribución del agua que funcionará por gravedad.
iv
Resumo
O projeto DESENHO DE UM SISTEMA DE APROVEITAMENTO DAS ÁGUAS
CHUVAS PARA A ALIMENTAÇÃO DA PLANTA DE PRODUÇÃO DOS HERRAJES
DUDI S.A.S. NA LOCALIDADE DO FONTIBÓN, tem como fim a implementação de um
sistema do aproveitamento das aguas pluviais, este é um sistema de reservatórios no qual vai
se armazenar a agua proveniente das precipitações no sector.
A alternativa proposta para o consumo do agua no processo produtivo se leva a cabo para
reduzir o consumo da agua potável na fábrica da produção de Herrajes DUDI S.A.S. localizado
na localidade de Fontibón, Bogotá D.C. O sistema fundamentalmente esta composto por três
reservatórios, os quais, são alimentados dá uma seção da tubulação, localizada posterior a um
sistema de filtração.
A recepção das aguas pluviais se leva a cabo pelo deslocamento das mesmas a traves dá
uma seção localizada no teto dirigido até umas calhas, aonde estas vão ligadas a umas
tubulações verticais, que são responsáveis do movimento da agua até o filtro. O sistema
trabalha com três reservatórios, dois na parte inferior e outro na parte superior, além disso,
conta com válvulas de controle do fluxo, assim mesmo, conta com um ramal de distribuição da
agua, posterior ao reservatório superior, que vai trabalhar somente por efeito da gravidad.
1
Introducción
En la ciudad de Bogotá se están implementando sistemas de uso de aguas lluvia para
abastecimiento de instalaciones hidráulicas y sanitarias, además de abastecimiento de procesos
industriales que no requieren de agua potable. Las industrias que utilizan agua suministrada
por el sistema de acueducto en sus procesos industriales desperdician grandes cantidades de
agua. La implementación de captación de aguas lluvia para la alimentación de los sistemas
industriales es la solución económica y ambiental para la protección del recurso hídrico en la
ciudad. En este caso se diseñará este sistema en la empresa de HERRAJES DUDI S.A.S, con
el fin de reducir el consumo de agua potable en el proceso de galvanizado y vibrado, en la
fábrica ubicada en el parque industrial Montevideo en la localidad de Fontibón. Además, se
quiere abastecer las instalaciones sanitarias con el sistema de captación de agua lluvia, con el
fin de reducir el uso de agua proporcionada por el acueducto.
2
Planteamiento Del Problema
En la fábrica HERRAJES DUDI S.A.S, el consumo mensual de agua es elevado, en el
proceso de vibrado se utiliza agua para remover todas las partículas adheridas al material de
fabricación del herraje con el fin de lograr un mejor galvanizado de la pieza. La materia prima
es el zamak, que es una aleación de zinc, aluminio, magnesio y cobre, siendo el 94.95%
aproximadamente zinc. El consumo de agua en este proceso es de aproximadamente 22.14
m3/mes. La otra unidad es el proceso de galvanizado cuyo consumo es aproximadamente de
15.82 m3/mes. El otro problema a abordar es el uso de las instalaciones sanitarias donde se
tiene un consumo aproximado de 10.27 m³/mes. El objetivo es reducir estos consumos con el
sistema de utilización de aguas pluviales, y reducir los costos en la tarifa de agua, cobrada por
la empresa de acueducto y alcantarillado de Bogotá.
El sistema básicamente es una red de captación de aguas lluvia, por medio de unas áreas de
contribución, en este caso una superficie inclinada, la cual dirige las aguas hasta unos
conductores horizontales. A partir de los interceptores de aguas se debe captar el agua en unos
tanques para después suministrarla al proceso de vibrado y posteriormente galvanizado. En el
proceso de galvanizado se debe proveer agua para realizar la limpieza del herraje, el cual debe
ser despojado de todas las imperfecciones y sustancias que estén adheridas a la superficie de
su estructura. En este proceso se plantea inyectar agua de lluvia, después de ser almacenadas
en un tanque.
Se plantea usar un sistema de filtración para poder garantizar las condiciones fisicoquímicas
necesarias para su uso en la planta de galvano, para poder llevar acabo el procedimiento se
debe almacenar aproximadamente 16 m3/mes de agua en un tanque ubicado en la fábrica. Se
3
estableció el periodo en que se puede usar el sistema de acuerdo con los regímenes de lluvias
del sector y, de acuerdo al consumo del proceso industrial.
La segunda formulación a abordar es el abastecimiento de agua a los sanitarios de la zona de
oficinas y planta de herrajes, con el fin de crear un sistema integrado de uso de aguas lluvia.
Básicamente se propone implementar cuatro tanques los cuales alimentarán el proceso
industrial y los dispositivos para uso sanitario, tanto de la planta como del área administrativa.
4
Objetivos
Objetivo general
Diseñar un sistema de aprovechamiento de agua de lluvia compuesto por un sistema de
captación y un sistema de tratamiento, con el fin de abastecer el proceso de vibrado,
galvanizado y las instalaciones sanitarias del complejo administrativo e industrial, para la
empresa HERRAJES DUDI S.A.S, ubicada en el parque industrial Montevideo de la localidad
de Fontibón.
Objetivos específicos
o Analizar el estado fisicoquímico del agua de lluvia y posteriormente diseñar un
sistema de tratamiento.
o Diseñar el sistema de recolección de agua lluvia con todos sus componentes,
asegurando las condiciones de presión en cada ramal de tubería, para su
posterior distribución.
o Calcular la demanda de los procesos de galvanizado y vibrado para determinar
la oferta de agua requerida por dichos procesos del sistema.
o Establecer un sistema de captación independiente al sistema de recolección de
agua de lluvia del tejado para suplir la demanda de agua de los sanitarios del
área administrativa.
o Determinar por medio del método de la simulación el porcentaje de falla del
sistema diseñado, para definir las posibles limitaciones de un sistema de
captación de agua de lluvia en la localidad de Fontibón.
5
1. Marco Conceptual
1.1 Marco teórico
1.1.1. Descripción física
La empresa de HERRAJES DUDI S.A.S está ubicada en la localidad de Fontibón en el
parque industrial Salitre sobre la avenida Boyacá. Su principal enfoque industrial es la
producción de bisutería, accesorios para ropa y elementos de campañas publicitarias.
Ubicación geográfica: 4°39’13.63” N - 74° 7’12.87” O
Figura 1. Ubicación empresa HERRAJES DUDI S.A.S. Fuente: (DigitalGlobe, 2016)
6
Figura 2. Estructura del proceso de producción. Fuente: Autores.
En el proceso se describen una serie de etapas donde se hace uso de agua para lavado y
remoción de imperfecciones en los herrajes, siendo el proceso de vibrado el que más consume.
Por otro lado, se encuentra el proceso de galvanizado donde para la remoción de cualquier
imperfección del herraje se le adiciona ácido clorhídrico al agua para mejorar la eficiencia del
proceso. A continuación, se establece una sinopsis teórica que abarca los componentes de un
sistema de aprovechamiento de aguas pluviales para llevar a cabo su diseño, en donde infieren
cuatro aspectos. En primera medida se encuentra el aspecto del ahorro, de la misma manera, el
diseño del sistema hidráulico el cual abarca desde cálculos en diámetros de tuberías a emplear
7
y pérdidas de energía desde el tanque hasta los puntos de consumo, costos y por último la
incidencia que genera en el sistema actual. Con base a lo mencionado anteriormente se
evaluarán los aspectos positivos y negativos del sistema adyacente que se implementará y la
calidad de agua que se tendrá como suministro (aguas pluviales). Aunque Colombia tiene una
ubicación relevante en el escalafón de países con mayores recursos, es un país donde las
actividades antropogénicas se están presentando de manera exponencial, lo que ocasiona una
fuerte afectación a estos, por lo cual, continuamente se están implementado medidas que
reduzcan el consumo de los recursos que se utilizan en los procesos productivos de estas
actividades. Por otro lado, cabe resaltar también, para enfatizar de manera directa la magnitud
del uso adecuado del agua, su distribución en el planeta, teniendo como agua dulce apenas un
2,5%, como se puede ver en la siguiente figura:
Figura 3. Distribución del agua en el planeta. Fuente: (Rodda., 2003)
Ahorro
Teniendo en cuenta la creciente demanda de uso del agua como recurso para abastecimiento,
el diseño del sistema de reaprovechamiento de aguas lluvias permitirá el uso de agua
8
responsable, es decir, habrá una disminución del consumo de agua potable y se verá una
reducción indirecta de la generación de energía para implementar la potabilización.
1.1.2. Componentes del sistema
El sistema de abastecimiento parte de cuatro conceptos generales los cuales tienen un orden
aplicativo, que serán mencionados a continuación: Captación, recolección, almacenamiento y
sistema de distribución.
Sistema de captación: Está compuesto por el techo básicamente. (Hernández, 2005).
Figura 4. Techo de captación de aguas lluvia. Fuente: (Hernández, 2005)
Para este caso es un techo fabricado en arcilla, y tiene como función captar las aguas y
desplazarlas hasta las canaletas horizontales de intercepción de aguas lluvia.
Después vienen las canaletas, que se encargan de transportar las aguas de lluvia hasta los
conductores verticales, las cuales trabajan con una altura que debe ser superior a la lámina de
agua en la misma, como lo plantea Hernández (2005).
9
Figura 5. Forma de canaletas de acuerdo a la edificación. Fuente: (Hernández, 2005)
Existen diferentes tipos de canaletas, entre las cuales resaltan las canaletas semiesféricas y
las canaletas rectangulares, los diseños de cada una van en función de su forma. Además de
esto las canaletas también pueden llevar una malla para evitar la filtración en la lámina de agua
conductora de hojas o cualquier otro tipo de sólido que la pueda obstruir.
Figura 6. Canaletas con rejillas. Fuente: (Hernández, 2005)
Después el sistema continúa con los conductores verticales, que básicamente son calculados
con la altura de este y con el caudal de manejo, además de la altura de la lámina de agua en la
canaleta, el largo habitual de estos conductores verticales es de 3 m.
El sistema de almacenamiento básicamente consiste en una cisterna o un tanque, como lo
define Hernández (2005), que se encarga de depositar el agua, para uso potable por un periodo
no mayor de 48 horas en el caso de almacenamiento para distribución después de un
10
tratamiento. En el caso del almacenamiento para uso industrial o primario este tiempo ya no se
considera, como lo plantea Harper (2013).
Figura 7. Tanque polietileno de 5 m3. Fuente: (Hernández, 2005)
Después se instala un sistema de tratamiento con unos tamices, unas rejas de cribado, o un
filtro. Estas unidades tienen como función separar los sólidos del agua, a través de medios
filtrantes, con diferentes grados de porosidad. Según Hernández (2005), las aguas interceptadas
deben ser almacenadas las primeras lluvias contaminadas, para ser usada con fines de riego.
Figura 8. Filtro. Fuente: (Acquasave); (Bravo, 2014)
Por último, se instala el sistema de distribución que depende básicamente del uso que se le
valla a proporcionar al agua, ya sea para uso doméstico, un sistema de riego, uso en sistemas
11
industriales o en sistemas sanitarios. Además de esto va en función de la topografía y
condiciones de espacio y geográficas del proyecto, tal como lo plantea Hernández (2005).
1.1.3. Información pluviométrica
Para llevar a cabo la evaluación del diseño se debe tener en cuenta la información
pluviométrica de la zona, puesto que esta brinda mayor confiabilidad al sistema, abarcando
también dentro la información la presencia y los periodos del fenómeno del niño y la niña. Por
otro lado, para el diseño de sistemas de recolección y evacuación de aguas pluviales son
necesarias las curvas de intensidad-duración y frecuencia (IDF), las cuales constituyen la base
climatológica para la estimación de los caudales de diseño. (Natalia Palacio Castañeda, 2010).
Intensidad de precipitación
Como ya se ha dicho anteriormente la información pluviométrica es la base para el diseño
de un sistema de aprovechamiento de aguas lluvia, donde se resalta de la misma manera la
intensidad de precipitación puesto que esta se debe usar para la estimación del caudal pico de
aguas pluviales. La intensidad es la tasa temporal de precipitación, es decir:
𝑖 =𝑃
𝑇𝑑
Dónde:
P: profundidad de la lluvia (mm)
Td: Duración (horas)
Así como también se estiman los promedios mensuales de precipitación de la siguiente
manera (Natalia Palacio Castañeda, 2010):
12
𝑃𝑝𝑖 =∑ 𝑃𝑖𝑖=𝑛
𝑖=1
𝑛
Dónde:
Ppi: Precipitación promedio mensual del mes “i” de todos los años evaluados (mm/mes)
n: Número de años evaluados
pi: Valor de precipitación mensual del mes “i” (mm)
Agua de lluvia
La situación en materia de disponibilidad de agua no es favorable por lo cual resulta
relevante la implementación de alternativas para el abastecimiento a la misma, teniendo en
cuenta, la demanda generada y su cantidad específica. Con base en lo anterior se evaluará las
ventajas y desventajas que se obtienen del diseño de captación de aguas pluviales, así como
también su calidad.
La ventaja que presenta el sistema de captación de aguas de lluvia abarca la protección de
los sistemas naturales mejorando así el ciclo del agua en entornos urbanos, reduce el volumen
de escurrimiento y caudales pico. El uso de este sistema optimiza la gestión de las aguas
pluviales en cuanto al abastecimiento, al drenaje y el posterior tratamiento en zonas urbanas.
(Luis Herrera Monroy, 2010).
1.1.4. Pasos para el diseño de un sistema de captación de agua de lluvia
Diseño del sistema de captación de agua de lluvia
Con las precipitaciones se debe calcular el valor promedio de intensidad de lluvias en
milímetros sobre horas, para despues por medio del método racional proceder a calcular el
caudal que va a circular por las canales horizontales de conducción de agua lluvia.
13
- Para el dimensionamiento de la canal se debe calcular la altura de la lámina de agua,
por medio del cálculo del caudal. Este procedimiento se lleva acabo por medio del
método racional y las curvas de intensidad, duración y frecuencia de la zona en donde
se quiera realizar el diseño del sistema.
- 𝑄 = 𝐼 ×𝐴 ×𝐶 Siendo; I la intensidad, A el área de contribución del sistema, es decir el
área del techo, y C el coficiente de escorrentía que para el caso de cobertura de tejas
plásticas se encuentra entre 0.6 y 1. (Bravo, 2014).
Para el cálculo de este caudal se debe tener identificado el área total del tejado para este
caso el área de contribución se determina por medio de la siguiente ecuación:
- El área de contribución, o captura depende de la forma del tejado, si es un tejado plano
se calcula multiplicando el área del rectángulo que compone el tejado, si posee una
pendiente se utiliza la siguiente ecuación:
- 𝐴 = (ℎ
2+ 𝑎) ×𝑏 siendo a la distancia del extremo al centro del tejado, b el lado
transversal del tejado, y h la altura del centro del tejado al punto máximo del tejado,
verticalmente. (Harper, 2013).
Figura 9. Área de contribución. Fuente: (Harper, 2013)
14
Con base en la ecuación de la superficie inclinada en la ilustración 5, se muestra el área de
captación de aguas lluvia para el desarrollo del proyecto, debido a que el tejado de la empresa
está construido de este modo. (Harper, 2013).
Diseño del sistema de conducción de agua lluvia
El diseño del sistema de conducción básicamente está compuesto por un conductor vertical,
y un sistema de conducción horizontal, que conducen el agua hasta el tanque. Los conductores
verticales son diseñados a partir del cálculo de la altura de la lámina de agua en la canal como
se muestra en la siguiente imagen. (Harper, 2013).
Figura 10. Lámina de agua. Fuente: (Harper, 2013)
En la ilustración anterior se ve que la canal posee unas medidas de base y altura, esta lámina
se calcula a partir del caudal obenito por medio del método racional como se mostró
anteriormente y con los valores de a, b y la pendiente de la canal. Apartir de la ecuación de
Manning se determina la altura de acuerdo al valor de caudal obtenido. (Bravo, 2014).
- 𝑄 =𝐴𝑚
𝑛×𝑅𝐻
2
3×𝑆1
2 Donde RH es el radio hidráulico, S es la inclinación de la canal,
Am es el área mojada en la canal y n es la rugosidad del material de la tubería.
15
- El radio hidráulico se calcula apartir de la siguiente ecuación:
𝑅𝐻 =𝐴𝑚
𝑃𝑚 , 𝐴𝑚 = 𝑎×
𝑏
2 , 𝑃𝑚 = 𝑎 + 𝑏/2×2
- Por medio de esta ecuación se realizan iteraciones hasta que se encuentre el valor de la
altura de la lámina de agua para el caudal calculado. (Bravo, 2014).
El caudal del conductor vertical es igual al caudal que se desplaza através de la canal. A
partir del cálculo de la altura de la lámina de agua en la canal H, la longitud de la canal L según
el fabricante, y el caudal del sistema Q, se obtiene el valor del diámetro D, apartir de la siguiente
gráfica:
Figura 11. Abaco canaleta con salida en arista viva. Fuente : (Bravo, 2014).
La unión entre la sección de la canal y el conductor vertical es por medio de cornisa, con la
extensión de las paredes externas, de tal modo que los conductores verticales queden en el
interior del muro externo.
16
Figura 12. Componentes del sistema. Fuente: (Harper, 2013)
Para el cálculo de los conductores horizontales se debe conocer la rugosidad de la tuberia,
y la pendiente con la cual será diseñado, a partir de esto se puede obtener el valor del diámetro
con el flujo volumétrico que va a conducir el conductor vertical. (Harper, 2013).
Tabla 1. Capacidad de conductores horizontales de sección circular (Caudales L/ min)
Diámetro
interno
en (mm)
n=0.011 n=0.012 n=0.013
0.5% 1% 2% 4% 0.5% 1% 2% 4% 0.5% 1% 2% 4%
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
1 50 32 45 64 90 29 41 59 83 27 38 54 76
2 63 59 84 118 168 55 77 109 154 50 71 100 142
3 75 95 133 188 267 87 122 172 245 80 113 159 226
4 100 204 287 405 575 187 264 372 527 173 243 343 486
5 125 370 521 735 1.040 339 478 674 956 313 441 622 882
6 150 602 847 1.190 1.690 552 777 1.100 1.550 509 717 1.010 1.430
7 200 1.300 1.820 2.570 3.650 1.190 1.670 2.360 3.350 1.100 1.540 2.180 3.040
8 250 2.350 3.370 4.660 6.620 2.150 3.030 4.280 6.070 1.990 2.800 3.950 5.600
9 300 3.820 5.380 7.590 10.800 3.500 4.930 6.960 9.870 3.230 4.550 6.420 9.110
Fuente: (Harper, 2013)
Cálculo del riesgo de falla por medio del método de la simulación
Este método consiste en utilizar los registros de precipitación para simular el
comportamiento del volumen de agua en el tanque. (Bravo, 2014).
17
Se lleva a cabo a partir de las siguientes ecuaciones:
• 𝑆𝑖 = 𝑆𝑖 − 1 + 𝑉𝑖 − 𝐷
• 𝑉𝑖 = 𝐶×𝑃𝑖×𝐴
• Donde Si y Si-1 son el volumen de agua en el tanque en un intervalo de tiempo i e i-1,
respectivamente en litros.
• Pi: es la precipitación en el intervalo de tiempo i en mm.
• A: es el área de recolección de agua en metros cuadrados.
• Vi: es el volumen afluente al tanque en el intervalo de tiempo.
Estos sistemas aprovechan el agua lluvia mediante un sistema de captación, en el cual se
recibe la precipitación, acto seguido las aguas pluviales van descendiendo por unas tuberías o
canales instaladas en la infraestructura, en el cual para este caso las dos tuberías se encuentran
dentro de la bodega a los dos lados laterales, después de ser conducidas esta llega a un tanque
de almacenamiento o reservorio para posteriormente ser utilizada en los diferentes usos
propuestos para el aprovechamiento de las aguas en las edificaciones de HERRAJES DUDI
S.A.S.
Así como existen diferentes configuraciones complejas que pueden manejar los sistemas de
aprovechamiento de aguas lluvia, también existen sencillas, económicas y no económicas, el
sistema que se evaluará como sistema adyacente, se resalta como un sistema complejo, puesto
que este como anteriormente se ha venido nombrando cuenta con diferentes componentes,
dentro de los cuales, es necesario que el sistema abarque una unidad de filtración para así poder
almacenar el agua y como última medida distribuirla.
18
2. Estado Del Arte
La literatura que expone las diferentes metodologías para el diseño de sistemas de
aprovechamiento de aguas de lluvia es amplia. Plantea de forma general unos procedimientos
fundamentales en los cuales se exponen los pasos y la información necesaria con respecto a los
comportamientos hidrometeorológicos, para el cálculo de las componentes de un sistema de
aprovechamiento de aguas lluvia.
Estas metodologías se basan de forma general en la captación del agua en los techos de las
estructuras o construcciones, siendo función de la forma en la que este conformado el tejado
de las estructuras. Los componentes que describe un sistema de aprovechamiento de aguas
lluvia básicamente son, el sistema de captación que comprende el tejado, canales de conducción
horizontal (los interceptores), conductores verticales o bajantes de aguas lluvia, sistema de
almacenamiento, sea por medio de unos reservatorios o por medio de sistemas de barriles,
cisternas o cualquier otro tipo de almacenador y un sistema de distribución, ya sea que se
maneje un reservatorio superior con un sistema de bombeo o se use un sistema de
almacenamiento y después recepción por gravedad. Los sistemas que disponen del
aprovechamiento del agua de lluvia con fines potables deben tener un sistema de tratamiento
para potabilización, sea un filtro o cualquier otro tipo de sistema. Fundamentalmente para que
un sistema de aprovechamiento de aguas lluvia sea diseñado debe tener tres componentes
fundamentales según Abdulla (2009), un sistema interceptor, un sistema de captación, y un
sistema de almacenamiento.
El diseño de un sistema de aguas lluvia debe obedecer a las presiones hidráulicas según el
diseño de redes hidrosanitarias del proyecto, según Harper (2013), sea el caso residencial, o de
19
cualquier otro tipo, debe cumplir estas presiones en los puntos de utilización de cada aparato
hidrosanitario. Cuando se lleva a cabo el diseño de distribución desde el sistema de
almacenamiento las metodologías de la literatura existente, expone diferentes procedimientos,
siendo el más usado la construcción de un sistema de bombeo, para después pasar a un sistema
de distribución por gravedad, en el caso de la distribución a residencias, según Bravo (2014).
La implementación de los sistemas de utilización de aguas lluvia permiten modificar los
procesos de degradación y contaminación del agua. Según (Ballén S, 2006), con base en
estudios realizados por el IDEAM, si los procesos de degradación y contaminación del agua
no se modifican el 60% de la población colombiana puede estar en alto riesgo de
desabastecimiento de agua para el año 2015, teniendo una proyección para el año 2025 de 66%
de desabastecimiento.
Dentro del procedimiento de diseño los sistemas de uso de aguas lluvia, hay un factor
trascendental en el diseño, el periodo de retorno, el cual varía dependiendo el nivel de exigencia
por las autoridades en cuanto encharcamientos, y es seleccionado en función del área de
captación. Según Harper (2013), para techos y terrazas el periodo de retorno a usar debe ser de
5 años, pero si es un techo o un área en la cual los encharcamientos no pueden ser tolerados
debe disponerse de un periodo de retorno de 25 años. Adicional a esto plantea que para
construcciones hasta cien metros cuadrados de área de proyección horizontal se puede adoptar
una intensidad de 150 mm/h. Según la literatura consultada otro factor importante para el
diseño del sistema de reutilización de aguas pluviales, es la capacidad de almacenamiento del
sistema, que es función de la precipitación en el periodo de tiempo de mayor precipitación,
siendo básicamente el volumen máximo a almacenar. Para el diseño de los sistemas de
almacenamiento, se debe determinar primero la reserva de agua que se debe asegurar, para
después determinar la capacidad de reserva y por último la capacidad del tanque de bombeo,
20
en este caso se usa un sistema de elevación por bombeo para una posterior distribución por
gravedad. Según Harper (2013), la reserva mínima no se debe superar en más de un 50% para
obtener la reservación máxima. Plantea Harper que se debe realizar esto para evitar el consumo
de agua que tenga más de 48 horas de almacenada en el reservatorio en el caso de consumo de
agua potable.
Para el caso de reservación de agua de lluvia para usos industriales o sanitarios como en
vacías sanitarias este tiempo no es determinante en el momento del almacenamiento.
Teóricamente autores como Harper (2013), platean que la capacidad mínima de reserva del
tanque de almacenamiento debe ser un tercio de la reserva total. Para el almacenamiento
disponible según el Centro Panamericano De Ingeniería Sanitaria Y Ciencias Del Ambiente
División De Salud Y Ambiente Organización Panamericana De La Salud, CEPIS. (2001), se
calcula por medio de la precipitación promedio anual por el área de captación, por el coeficiente
de escorrentía. Mientras que autores como Harper (2013), nos mencionas que adicionalmente
se presenta la pérdida en la demanda disponible por efectos de evaporación que es alrededor
del 20% en la totalidad del sistema. Dentro de los factores que modifican el diseño de los
sistemas se encuentra, el coeficiente de escorrentía, el cual según autores como Bravo (2014),
varía dependiendo la cobertura de la superficie receptora. Para superficies que tienen una
escorrentía superficial absoluta se asume un valor de uno, y una superficie con cobertura
vegetal, un valor de cero punto cuatro. En cuanto a los diseños de los tejados o superficies
receptoras dependen del modelo del proyecto, pero usualmente se usan materiales como tejas
plásticas tejas de arcilla y concreto, según el CEPIS (2001).
Las canales pueden ser instaladas de diferentes maneras, existen diferentes tipos de
instalación, como lo son; la canal de cornisa, las canales tipo alero, y canal de aguas
21
encontradas. De acuerdo a Bravo (2014), dependiendo de las condiciones del proyecto, se lleva
a cabo la instalación de un tipo distinto de canaletas, en función de la construcción estructural.
En cuanto a los materiales más utilizados en las canaletas se encuentran, chapa galvanizada: es
muy usada, debido a su resistencia a los procesos de oxidación y corrosión por flujo del agua.
El otro material utilizado es el cobre, y el PVC siendo el último uno de los más utilizados en
canaletas y en conductores verticales.
Como último aspecto dentro del diseño se debe contemplar los sistemas por gravedad de
distribución y el riesgo de falla que se puede calcular por diferentes métodos como lo platea
Bravo (2014). Para la distribución por gravedad en el caso de las vacías sanitarias se debe
cumplir con las presiones de manejo de los aparatos sanitarios, como por ejemplo las válvulas
de descarga que trabajan con presiones de 15 KPa y los otros puntos con 5 KPa. En cuanto a
los métodos de simulación de fallas del sistema existen diferentes métodos, dentro de estos se
encuentran según Bravo (2014), método de la simulación, método de Azevedo Netto, método
practico alemán y método practico inglés, los cuales son utilizados para determinar el riesgo
de falla en el suministro del sistema de utilización de aguas lluvia. En Colombia muchas
empresas centros educativos y diversas constructoras, se han dado a la tarea de diseñar e
implementar los sistemas de utilización de aguas pluviales, debido a que es una alternativa que
reduce costos y disminuye el consumo de agua de la red del acueducto. Entre estas empresas
dos ejemplos claros son Alkosto de la autopista sur, y el colegio María Auxiliadora de Caldas,
Antioquia, según lo expone Natalia Palacio Castañeda (2010).
22
3. Marco Legal
3.1. Leyes, Decretos Y Legislación Pertinente
Tabla 2. Leyes, decretos, artículos referentes al proyecto.
LEY DECRETO ARTÍCULO RESOLUCIÓN DESCRIPCIÓN
142 de
1994
144 Referente a los instrumentos de medición del consumo. De
los medidores individuales. (Congreso de Colombia, Ley
142, 1994)
142 de
1994
145 Referente a los instrumentos de medición del consumo.
Control sobre el funcionamiento de los medidores.
(Congreso de Colombia, Ley 142, 1994)
2115 del 2007 Establece los parámetros para los diversos tratamientos de
aguas de acuerdo a su uso y disposición. (Ministerios de la
Protección Social, de Ambiente, Vivienda y Desarrollo
Territorial, Resolución 2115, 2007)
302 del
2000
17 Del régimen de acometidas y medidores. En el caso de
grandes consumidores deben instalarse dos (2) medidores. El
primero de ellos debe ser de tipo mecánico y el segundo de
ellos debe ser de tipo electrónico. (Congreso de Colombia,
Decreto 302, 2000)
99 de
1993
Por la cual se crea el Ministerio del Medio Ambiente, se
reordena el Sector Público encargado de la gestión y
conservación del medio ambiente y los recursos naturales
renovables, se organiza el Sistema Nacional Ambiental,
SINA, y se dictan otras disposiciones. (Congreso de
Colombia, Ley 99, 1993)
99 de
1993
43 El sistema y método establecidos por el artículo precedente
para la definición de los costos sobre cuya base se calcularán
y fijarán las tasas retributivas y compensatorias, se aplicarán
al procedimiento de fijación de la tasa de que trata el presente
artículo. (Congreso de Colombia, Ley 99, 1993)
1575 de
2007
35 El objeto del presente decreto es establecer el sistema para la
protección y control de la calidad del agua, con el fin de
monitorear, prevenir y controlar los riesgos para la salud
humana causados por su consumo, exceptuando el agua
envasada. (Ministerio de la Protección Social, Decreto 1575,
2007)
09 de
1979
Para los efectos de aplicación de esta Ley se entenderán por
condiciones sanitarias del Ambiente las necesarias para
asegurar el bienestar y la salud humana. (Congreso de
Colombia, Ley 09, 1979)
373 de
1997
Por la cual se establece el programa para el uso eficiente y
ahorro del agua. (República de Colombia, Ley 373, 1997)
689 DE
2001
Régimen de actos y contratos de las empresas (Congreso de
Colombia, Ley 689, 2001)
1096 del 2000 Por el cual se adopta el Reglamento Técnico para el sector
de Agua Potable y Saneamiento Básico – RAS. (República
de Colombia, Ministerio de Desarrollo Económico,
Resolución 1096, 2000)
Fuente: Propia.
23
5. Metodología
La metodología implementada es de carácter cuantitativo, y posee un alcance descriptivo,
correlacional y explicativo, ajustandose a los objetivos planteados en este proyecto y a los
resultados de la literatura consultada. (Sampieri, Fernández Collado, & Lucio, 2006, pp.76-
88).
Partiendo desde la descripción de un sistema de recolección de aguas pluviales, y del
comportamiento hidrológico en la localidad de Fontibón, se realizo la correlación entre los
volumenes de agua requeridos por la población beneficiada y la disponibilidad de agua
proveniente de la precipitacion pluvial. Esta correlación permitio determinar la viabilidad de
la implementacion del proyecto.
5.1. Materiales y herramientas
Para la elaboración de este proyecto se utilizaron software de diseño como AutoCad 2016
y Excel 2016. Con estos dos programas se desarrollo el modelamiento físico y matemático del
sistema de aprovechamiento de agua proveniente de la precipitación pluvial de acuerdo a los
criterios de diseño revisados en el marco conceptual.
En cuanto al uso de materiales de medición como cintas métricas y decámetros fueron
suministrados por la empresa HERRAJES DUDI S.A.S
A continuación se presentan las fases para llevar a cabo la recolección y análisis de datos
de las variables que se manejaron durante el avance de este proyecto, el cual se desarrolló en
cinco fases, donde se describió el proceso de diseño y prospección del sistema de
aprovechamiento de aguas de lluvia.
24
5.2. Fase I. Recopilación de información
Obtención de datos Hidrometeorológicos: Para el diseño del sistema de captura de agua
de lluvia, se recolectaron los datos de precipitaciones promedio mensuales de los años
requeridos, y el tiempo de duración promedio de un periodo de lluvia en la localidad de
Fontibón, estos datos se tomaron de la base de datos del IDEAM.
Los aspectos básicos implementados para el adecuado diseño del sistema de captación,
almacenamiento y tratamiento del agua de lluvia fueron:
Proyección de Materiales necesarios: Dentro de los materiales utilizados para el
emplazamiento del sistema se destacaron los tanques de almacenamiento, la instalación
y adecuación del filtro para remoción de sólidos, el sistema de dosificación del
reservatorio de almacenamiento para tratamiento del agua, los tramos de tubería
implementados, válvulas y flotadores para control del nivel del agua y el sistema de
bombeo para la alimentación de los baños de las oficinas.
Alternativas de Diseño: Las alternativas de diseño fundamentalmente se basaron en
las opciones disponibles en el mercado actual, en cuanto al costo y calidad de los
materiales con los cuales se diseñó el sistema de captación de agua para los sanitarios
de las oficinas. Adicionalmente la selección del mejor material de construcción, para
garantizar una óptima durabilidad del sistema.
5.3. Fase II. Análisis actual de la planta y Oferta del sistema
Visitas de campo: Las visitas de campo se hicieron con el fin de establecer la demanda
requerida por la planta de herrajes, y el consumo generado por el uso de los sanitarios y
lavamanos del complejo industrial. Se llevaron a cabo cuatro visitas de reconocimiento y toma
de datos.
25
Visitas: La primera visita a la planta se realizó el 5 de marzo de 2016, donde se hizo el
reconocimiento estructural de la planta y se llevó a cabo un análisis del espacio disponible para
implementar el sistema, junto con una charla donde estuvo presente el gerente de la empresa
con el fin de obtener datos del consumo promedio mensual de las operaciones de galvanizado
de la planta. La segunda visita fue el día 10 de julio donde se realizaron las mediciones
necesarias para proceder con el diseño. El día 18 de diciembre se realizó el muestreo del agua
de lluvia. Finalmente, el día 26 de diciembre se entregaron los certificados del análisis de agua
a los directivos de la empresa en una última visita.
Cálculo de la demanda: El cálculo de la demanda de los sanitarios y lavamanos se
fundamentó en la ecuación tomada de Bravo (2014). Cálculo de la cantidad de habitantes a
abastecer y volumen de reservación:
El cálculo del tanque de almacenamiento se determinó por medio del consumo diario,
para este caso el consumo esta compuesto por la cantiad de agua utilizada diariamente
por persona, la cual es utilizada en actividades de higiene personal (lavado de manos,
cepillado de dientes, cada una de las descargas de agua del sanitario etc). Teóricamente
el volumen del reservatorio debe ser un valor entre uno y tres consumos diarios. El
consumo diario se calculó a partir de la siguiente ecuación.
𝑉𝑖 = 𝐶𝐷 − 𝐴𝑖
Donde Vi es el volumen de agua lluvia a almacenar en un mes, CD es el consumo el
cual debe ser expresado en metros cúbicos por mes, y el Ai es el volumen de agua lluvia
almacenado en un periodo de un mes.
Se debe calcular el número de personas
𝑁𝑃 = (3𝑁𝐷𝑠 + 2𝑁𝐷𝑒)𝑁𝑜 𝑜𝑓𝑖𝑐𝑖𝑛𝑎𝑠×𝑁𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑖𝑠𝑜𝑠.
26
Donde: NDs es el número oficinas con área mayor a 12 m², y NDe es número de oficinas
con área hasta 12 m²
Por último el consumo diario se calculó multiplicando el número de personas
diariamente abastecidas por los tanques, por el consumo diario percápita.
𝐶𝐷 = 𝐶 (𝐿
𝑑𝑖𝑎∗𝑃𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎) ×𝑁𝑃(𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎𝑠 𝑎 𝑠𝑒𝑟 𝑎𝑡𝑒𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑒𝑙 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎).
Demanda Galvanizado
El cálculo de la demanda de la planta de galvanizado y vibrado se formuló a partir de un
tratamiento estadístico, tomando el mes más representativo del consumo medido en el año
2015, a partir del hidrómetro instalado en cada unidad de la planta.
Oferta Del Sistema De Captación: La oferta del sistema se calculó a partir de la siguiente
ecuación según Bravo (2014):
𝑂 =𝐼 ×𝐴 ×𝐶
1000
- Siendo; I la intensidad en mm/dia, A el área de contribucion del sistema en m², es decir
el área del techo, y C el coficiente de escorrentia que para el caso de cobertura de tejas
plásticas se encuentra entre 0.6 y 1.
5.4. Fase III. Diseño del sistema de captación
El diseño del sistema de captación se hizo en función de la recolección de los datos
hidrometeorológicos, la demanda requerida por el sistema de sanitarios, y la demanda requerida
por el área de galvanizado.
27
El diseño del sistema se dividió en las siguientes actividades:
Definición de los componentes: Los componentes del sistema se dividieron en
unidades según el uso determinado, si eran para alimentación de la planta o de los
sanitarios.
Los componentes del sistema de la planta fueron:
Tanque de almacenamiento en la planta, tubería de conducción horizontal, tubería
de conducción vertical, canaleta de conducción, sistema de filtración y área de
captación que para este caso fue el tejado de la planta. Adicionalmente se usaron
válvulas de registro y una válvula de flotador.
Los componentes del sistema de captación de los sanitarios de la planta fueron:
Un tanque de almacenamiento de aguas de lluvia, el tejado como área de captación,
una tubería de conducción vertical, una tubería de conducción horizontal, tubería
de distribución, válvulas de registro y válvula flotador.
Los componentes del sistema de captación de los sanitarios y lavamanos de las oficinas
correspondieron a:
Dos tanques de almacenamiento, sistema de bombeo, tubería de conducción de la
bandeja, tubería de conducción vertical, tubería de distribución, válvulas de registro
y válvulas flotador.
En los tres casos el volumen de cada uno de los tanques se determinó a partir de la demanda
de cada sistema y el espacio disponible. Los sistemas de conducción horizontal primarios
fueron las canales en los casos de la planta, y las tuberías de conducción vertical fueron las
bajantes del área de la planta.
En el caso de las oficinas el sistema de conducción y almacenamiento fue totalmente diseñado
desde cero.
28
5.5. Fase IV. Diseño del sistema de tratamiento
Para llevar a cabo el diseño del sistema de tratamiento primero se tomó la muestra del agua
de lluvia y posteriormente se le realizó un análisis fisicoquímico para determinar repecto a los
reultados obtenidos, el tipo de tratamiento. Con base en la resolución 2115 del 2007 se
analizaron los siguientes parámetros:
Tabla 3. Parámetros según Resolución 2115 del 2007.
Parámetro Baños Oficinas Baños Planta Galvanizado
Color Aparente X X X
pH (Unidades de pH) X X X
Cloro Residual Libre X X X
COT (mg/L) X X X
Turbiedad X X X
Alcalinidad Total (mg
CaCO3/L) X X X
Cloruros (mg Cl-/L) X X X
Dureza Total (mg CaCO3/L) X X X
Cromo Hexavalente (mg
Cr+6/L) X X X
Magnesio (mg Mg/L) X X X
Nitratos (mg NO3/L) X X X
Nitritos (mg NO2/L) X X X
Aluminio (mg/L) X X X
Coliformes Totales X X X
Escherichia Coli X X X
Fluoruros (mg/L) X X X
Hierro Total (mg/L) X X X
Sulfatos (mg/L) X X X
Zinc (mg/L) X X X
Fosfatos (mg/L) X X X
Calcio (mg/L) X X X
Molibdeno (mg/L) X X X
Manganeso (mg/L) X X X
Fuente: (MINISTERIO DE LA PROTECCIÓN SOCIAL; MINISTERIO DE AMBIENTE, VIVIENDA Y
DESARROLLO TERRITORIAL., 2007).
29
Adicionalmente se implementó un filtro para el sistema de los baños en la oficina, con el
cual se redujo un gran porcentaje de la concentración de sólidos en el agua, acumulados por
causa del arrastre de sólidos depositados en el tejado.
5.6. Fase V. Entrega del diseño
El proyecto final constó de un archivo donde se hizo entrega de todos los planos de diseño
con un documento que respalda los mismos por medio de los cálculos elaborados: trazados de
tuberías, instalación de tanques incluyendo volúmenes, manejo de válvula de flotador instalada
en el tanque, pasos para el montaje e instalación del sistema de captación con los trazados de
tuberías, volumen del tanque de almacenamiento, instalación y operación de los filtros.
Se presentaron los planos en planta y en 3D de la ubicación del sistema diseñado, indicando
su posicionamiento y dimensiones de cada unidad. Adicionalmente se presentó el informe del
análisis del riesgo de falla del sistema basado en los diseños realizados.
La entrega del diseño del sistema incluyo una charla con el personal administrativo de la
empresa. Por último, se hizo entrega de un análisis detallado de costos de construcción, con el
cual se presentó un listado de materiales por subsistema para que la empresa pueda ejecutar la
construcción del que económicamente sea más viable para ellos. Adicionalmente se realizó un
análisis financiero para mostrar el comportamiento del proyecto en un periodo de diez años.
30
6. Resultados
El proyecto tiene como finalidad disminuir el costo del proceso productivo de la empresa
de HERRAJES DUDI S.A.S implementando el diseño de un sistema de aprovechamiento de
aguas lluvia compuesto por un sistema de captación y tratamiento, con el fin de abastecer el
proceso de vibrado, galvanizado y las instalaciones sanitarias del complejo administrativo.
Para la elaboración del diseño del sistema de aprovechamiento de aguas lluvia se realizó
una serie de procedimientos matemáticos con el fin de poder determinar la cantidad de agua
disponible para el proyecto partiendo de la precipitación en la zona y el área del tejado,
posteriormente el dimensionamiento de los canales de conducción por medio de la iteración
de la lámina de agua, el dimensionamiento del conductor vertical, conductor horizontal de la
tubería y el sistema de filtración junto con la arena y la grava requerida, al igual que la perdida
de carga a través de los filtros. Se realizó el procedimiento para la determinación del caudal
esperado según el análisis hidrológico. Dentro de los resultados se recopila el procedimiento
técnico para la determinación de la potencia requerida por la bomba que alimenta el tanque de
almacenamiento superior.
Dentro de la correlación de datos se realizó el análisis por el método de la simulación con
la serie de precipitación para la localidad de Fontibón. A partir de este análisis se presenta los
porcentajes de la demanda que puede cubrir el sistema diseñado y el dinero que se ahorra a
partir del uso del sistema de aprovechamiento de aguas provenientes de la precipitación pluvial.
De esta forma se muestra a continuación paso a paso los cálculos realizados y
posteriormente los resultados obtenidos de forma cuantitativa.
En la siguiente página, se muestra la representación gráfica de las curvas de intensidad-
duración-frecuencia para la localidad de Fontibón.
31
6.1. Cálculos del sistema de almacenamiento de agua de lluvia para la planta de HERRAJES DUDI S.A.S.
IDF Fontibón
Figura 13. IDF para la localidad de Fontibón. Fuente: Propia
Intensidades para Tiempos de retorno de 5 años, 10 años, 25 años, 50 años y 100 años.
127.73 mm/h
0.00
25.00
50.00
75.00
100.00
125.00
150.00
175.00
200.00
225.00
250.00
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380
inte
nsi
dad
(m
m/h
)
Duración (min)
CURVAS IDF- FONTIBON
5 10 25 50 100
32
A partir de la gráfica 2, se obtienen los valores del tiempo de retorno (TR) y el tiempo de
duración del evento de precipitación (t).
Tomando los siguientes valore se determina el valor de la intensidad (𝑖):
TR=5 años, e t=5 min tenemos:
𝑖 = 127.73 mm/h
6.1.1. Áreas de contribución
La planta de HERRAJES DUDI S.A.S. cuenta con un área de cobertura tipo pendiente que
contribuye a la escorrentía del agua de lluvia hacia las canales. Esta área es de la siguiente
manera:
Figura 14. Dimensiones del techo. Fuente: Propia
Figura 15. Profundidad del techo. Fuente: Propia
33
Entonces el cálculo del área de contribución será:
𝐴1 = (ℎ
2+ 𝑎) ×𝑏
Donde:
A= 6 m
B= 45 m
H= 0.75 m
𝐴1 = (0.75𝑚
2+ 6 𝑚) ×42 𝑚 = 267.75 m²
𝐴1 = 𝐴2
El segundo plano inclinado tendrá un área de:
𝐴2 = 267.75 m²
El área total de contribución del tejado será un valor de:
𝐴2 + 𝐴1 = 535.5 𝑚²
6.1.2. Estimativa del caudal en las canales
Para las estimativas de las canales tenemos los conductores verticales posicionados a los
extremos, entonces tendremos:
𝑄𝐶𝑛= 𝑄𝐶𝑉𝑛
Con la siguiente ecuación del método racional se calcula el caudal:
𝑄 = 𝐶×𝑖×𝐴
A=área (m²)
34
C= coeficiente de escorrentía (1); Se asume este valor puesto que la superficie del tejado es
plástica el cual posee un coeficiente de escorrentía de 1 según lo plantea Harper (2013).
𝑖 = intensidad (mm/h)
Tendremos:
𝑄𝑐1 =1×127.73×267.75
60= 569.99 𝐿/𝑚𝑖𝑛
𝑄𝑐2 = 𝑄𝑐1
𝑄𝑐2 =1×127.73×267.75
60= 569.99 𝐿/𝑚𝑖𝑛
6.1.3. Estimativa del caudal en los conductores verticales o bajantes
Los conductores verticales existentes del sistema de distribución de aguas de lluvia son
cuatro, adicionalmente cabe mencionar que por ende las áreas de captación de agua de lluvia
serán entonces cuatro. En la siguiente figura se muestran las medidas de las áreas uno y dos.
Figura 16. Medidas de las áreas 1 y 2. Fuente: Propia
Como se puede observar el área uno y dos son equivalente, por ende, el cálculo de los
conductores verticales se lleva acabo de la siguiente manera:
35
𝑄𝑐𝑉1 = 𝑄𝑐𝑉2
𝑄𝑐𝑉1 = 𝐴1 ×𝐼 ×𝐶
Donde:
A1=área (m²)
C= coeficiente de escorrentía (1); Se asume este valor puesto que la superficie del tejado es
plástica la cual posee un coeficiente de escorrentía de 1 según lo plantea Harper (2013).
𝑖 = intensidad (mm/h)
𝑄𝑐𝑉1 =(7.2 + 7.26)× (
0.752 + 6) ×127.73 ×1
60= 196.2411
𝐿
𝑚𝑖𝑛
Con base en este cálculo se determina entonces que el caudal a través de los conductores
verticales 1 y 2, será de 196.2411 L/min.
Para el cálculo del caudal que fluye a través de los conductores verticales número 3 y 4 se
presenta la siguiente ilustración:
Figura 17. Medidas de las áreas 3 y 4. Fuente: Propia
36
Como se puede observar el área tres y cuatro son equivalentes, por ende, el cálculo de los
conductores verticales se lleva acabo de la siguiente manera:
𝑄𝑐𝑉3 = 𝑄𝑐𝑉4
𝑄𝑐𝑉3 = 𝐴3 ×𝐼 ×𝐶
Donde:
A3=área (m²)
C= coeficiente de escorrentía (1); Se asume este valor puesto que la superficie del tejado es
plástica la cual posee un coeficiente de escorrentía de 1 según lo plantea Harper (2013).
𝑖 = intensidad (mm/h)
𝑄𝑐𝑉3 =(7.24 + 20.22)× (
0.752 + 6) ×127.73 ×1
60= 372.66 𝐿/𝑚𝑖𝑛
Con base a este cálculo se determina entonces que el caudal a través de los conductores
verticales 3 y 4, será de 372.668 L/mi
6.1.4. Dimensionamiento de las canales por método iterativo
Como las canales tienen forma rectangular se procede a calcular la lámina de agua
asumiendo una dimensión para la base aleatoriamente. Para este caso la medida de la base es
de 30 cm. A partir de este dato por iteración de H con base en la ecuación de manning y los
caudales estimados se determinó una altura para la canal de 10 cm. Se determinaron dos alturas
de lámina de agua (H1 y H2), puesto que el sistema posee dos bajantes por cada lado del tejado,
con áreas y caudales diferentes. En este caso se estimó un valor de 10 cm para la altura de la
canal puesto que se tomó el menor periodo de retorno presentado en el análisis IDF. Para esta
37
estimación se seleccionó una altura de canal que sea más de dos veces el valor estimado del H
mayor.
Figura 18. Dimensiones del canal de conducción. Fuente: Propia.
A partir de la ecuación de manning:
𝑄𝑐1 = 𝐴𝑚
𝑛×𝑅𝐻
23×𝑆
12
Am= Área mojada
RH= Radio Hidráulico
S= Pendiente
n= coeficiente de manning para el cemento= 0.011
Siendo que: 𝑅𝐻 =𝐴𝑚
𝑃𝑚=
𝐵×𝐻
𝐵+𝐻+𝐻
Se calcula la altura H de agua dentro de la canal de conducción de aguas de lluvia.
Con una base de B= 30 cm tenemos los valores de la lámina de agua para los dos respectivos
caudales:
H1= 0,0230397 m
H2= 0,03475145 m
38
Iteración H1
Tabla 4. Iteración de la lámina de agua en la canal H1.
ITERACIÓN 1
n 0,011 Altura (m) 0.0230397
Am (m2) 0.00691191 Base (m) 0.3
Pm (m) 0.3460794 Caudal (L/min) 196.241
S 0.005 RH (m) 0.01997204
Fuente: Propia.
Iteración H2
Tabla 5. Iteración de la lámina de agua en la canal H2.
ITERACIÓN 2
n 0,011 Altura (m) 0.03475145
Am (m2) 0.01042544 Base (m) 0.3
Pm (m) 0.3695029 Caudal (L/min) 372.668
S 0.005 RH (m) 0.02821476
Fuente: Propia
El caudal para las dos iteraciones esta dado en litros por minutos.
6.1.5. Dimensionamiento del conductor vertical o bajante
Dimensionamiento por medio de ábacos de cálculo, mostrado en el gráfico 1 de la sección
1.1.4 del marco teórico.
El conductor vertical posee una longitud; L= 8 m
De este modo tenemos:
Qcv1= 372.668 𝐿/𝑚𝑖𝑛 H= 34.75 mm
D = 50 mm L= 8 m
Como la NTC 1500 (ICONTEC, 2004) exige como diámetro mínimo 0.075 m, entonces
tenemos que el diámetro con el cual trabajará el sistema será de 75 mm.
39
6.1.6. Dimensionamiento del conductor horizontal
Con la tabla a continuación se pueden calcular los diámetros necesarios para la tubería
horizontal. Se selecciona la tubería de 100 mm puesto que el caudal está más cercano a los 405
L/min.
Tabla 6. Rango para la selección del diámetro del conductor horizontal.
Fuente: (Harper, 2013)
El diámetro del conductor horizontal será entonces:
Pendiente del 2%
Caudal de 372.668𝐿
𝑚𝑖𝑛 Diámetro de 100 mm
PVC de rugosidad 0.011
6.2. Dimensionamiento del sistema de filtración para la planta
Se utilizó para el diseño del sistema de filtración un cilindro de policarbonato de 40 cm de
diámetro y una longitud de 70 centímetros. Estos valores se estimaron a partir de los datos de
40
la tabla 7. Se seleccionó un diámetro cilíndrico y las alturas de los medios para igualar el
volumen requerido con el fin de garantizar la velocidad de filtración teórica.
6.2.1. Cálculo del caudal
El caudal máximo esperado según el análisis hidrológico llevado a cabo para un periodo de
retorno de 5 años y una duración de 5 min es de 372.668 L/min. Como en el año solo se
presentaron 144.78 días con lluvia entonces tendremos que el caudal será:
𝑄𝑅 = 372.668𝐿
𝑚𝑖𝑛×
144.78 𝑑𝑖𝑎𝑠
360 𝑑𝑖𝑎𝑠 ×
𝑚𝑖𝑛
60 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜𝑠= 2.497
𝐿
𝑠
Por lo que el caudal máximo esperado durante el periodo de un año será de 2.497 L/s,
basado en los días probables con lluvia.
6.2.2. Cálculo de la arena requerida
Para el diseño del filtro se debe conocer la velocidad de filtración. En el proceso de filtración
rápida el agua atraviesa el lecho filtrante a velocidades que pueden oscilar entre 40 y 60 m/h.
(Temprano, Tejero, Suárez, & Jácome, 2015). Por lo que se toma este valor.
Tabla 7. Datos para el diseño del sistema de filtración de la planta Galvánica.
Características del lecho Filtro Rápido
Material Arena sílice
Espesor (m) 0.7-0.12
Tamaño efectivo (mm) 0.3-0.5
Coeficiente de uniformidad 1.5-1.8
Velocidad de filtración (m/h) 40-60
Pérdida de carga máxima (m) 10
Fuente: (Temprano, Tejero, Suárez, & Jácome, 2015).
41
Con base en lo anterior se procede a calcular el área que requiere cada medio.
𝐴𝑚 = 𝑄𝑅
𝑣𝑓
Donde:
Am: es el área del medio.
Vf: es la velocidad de filtración.
QR: es el caudal.
Tomando un valor intermedio para la velocidad de filtración de 50 m/h se determina que el
área del medio será:
𝐴𝑚 = 𝑄
𝑣𝑓=
2.497 𝐿𝑠 ×
3600𝑠1ℎ
×1𝑚³
1000𝐿
50 𝑚ℎ
= 0.1798 𝑚²
Volumen será entonces:
Altura de los medios: Arena 30 cm; Grava 10 cm
𝑉𝑇 = 0.1798 𝑚2 ×(0.3𝑚 + 0.10 𝑚) = 0.0719 𝑚3
Se trabajará con lámina de policarbonato para proporcionar un área disponible de:
𝐴𝐷 = 𝜋
4×𝐷2 =
𝜋
4×(0.4 𝑚)2 = 0.1256𝑚2
Entonces la altura de los medios debe ser de:
𝐴 =0.0719 𝑚3
0.1256 𝑚2= 0.5724 𝑚 ~ 0.6 𝑚
42
De este modo se dispondré de 40 cm de arena y 20 cm de soporte de grava.
𝑉𝑇 = 0.1256 𝑚2 ×(0.4 𝑚 + 0.2 𝑚) = 0.07536 𝑚3
El volumen del medio filtrante será:
𝑉𝑚 = 𝐴𝑚×𝑑
Donde:
d: es la profundidad del medio
Am: es el área del medio.
Vm será entonces:
𝑉𝑚 = 𝐴𝑚×𝑑 = 0.1256 𝑚2×0.4 𝑚 = 0.05024 𝑚³
La cantidad entonces de bultos necesarios para el medio de arena sílice serán:
𝑁𝑜 𝐵𝑢𝑙𝑡𝑜𝑠 = 𝜌𝐶×𝑉𝑚×1 𝑏𝑢𝑙𝑡𝑜
50 𝐾𝑔
Donde:
𝜌𝐶: Es la densidad de la arena.
𝑉𝑚: Es el volumen del medio.
Entonces serán:
𝑁𝑜 𝐵𝑢𝑙𝑡𝑜𝑠 = 1600 𝐾𝑔
𝑚3×0.05024 𝑚3×
1 𝑏𝑢𝑙𝑡𝑜
50 𝐾𝑔= 1.6 𝑏𝑢𝑙𝑡𝑜𝑠 ≈ 2 𝑏𝑢𝑙𝑡𝑜𝑠
Se requiere dos bultos de arena sílice.
43
6.2.3. Cálculo de la grava requerida
Para el cálculo de la grava fundamentalmente se requiere acatar la recomendación
establecida de la altura para el medio y del diámetro del cilindro donde será ubicado el medio.
Con base en eso entonces se define que para la grava la cantidad de bultos requeridos será
entonces:
𝑉𝑚 = 𝐴𝑚×𝑑
Donde:
d: es la profundidad del medio
Am: es el área del medio.
Vm será entonces.
Como el diámetro seleccionado para el filtro fue de 40 cm entonces el área de la sección
será de:
𝐴𝑚 = 𝜋
4 ×(0.4 𝑚)2 = 0.1256 𝑚²
𝑉𝑚 = 0. 1256 𝑚2×0.2 𝑚 = 0.02512 𝑚³
La cantidad entonces de bultos necesarios para el medio de grava será entonces:
𝑁𝑜 𝐵𝑢𝑙𝑡𝑜𝑠 = 𝜌𝐶×𝑉𝑚×1 𝑏𝑢𝑙𝑡𝑜
50 𝐾𝑔
Donde:
𝜌𝐶: Es la densidad del coque.
𝑉𝑚: Es el volumen del medio.
44
Entonces serán:
𝑁𝑜 𝐵𝑢𝑙𝑡𝑜𝑠 = 1450 𝐾𝑔
𝑚3×0.02512 𝑚3×
1 𝑏𝑢𝑙𝑡𝑜
50 𝐾𝑔= 0.72 𝑏𝑢𝑙𝑡𝑜𝑠 ≈ 1 𝑏𝑢𝑙𝑡𝑜
Se requiere un bulto de grava.
6.2.4. Pérdida de carga a través del filtro
La pérdida de carga en el sistema varía en función del diámetro de las partículas de los
medios filtrantes. Se debe conocer el coeficiente de arrastre CD y el número de Reynolds en el
cual se encuentra el flujo a través del filtro para poder determinar la energía que se pierde a
través de la unidad de filtración.
Con base en lo anterior la pérdida de carga se define según Rojas (2006) como:
ℎ = 1.067 𝐶𝐷
1
𝑒4×
𝐿
𝑑×
𝑣2
2𝑔
Donde:
𝑣: es la velocidad de filtración.
𝑑: es el diámetro de la partícula.
𝐿: es la profundidad del medio.
𝑒: es la porosidad del medio.
𝐶𝐷: es el coeficiente de arrastre.
𝑔: es la gravedad del lugar.
45
El coeficiente de arrastre se define según Rojas (2006) como:
𝐶𝐷 = 24
𝑁𝑅𝐸+
3
√𝑁𝑅𝐸
+ 0.34
Donde:
𝑁𝑅𝐸: es el número de Reynolds
El número de Reynolds según Rojas (2006) es:
𝑁𝑅𝐸 =𝑣×𝑑
𝑉
Donde:
𝑣: es la velocidad de filtración.
𝑑: es el diámetro de la partícula.
𝑉: es la viscosidad cinemática del agua.
El número de Reynolds para el sistema de filtración se calcula con el promedio aproximado
del diámetro de la partícula de los medios filtrantes que corresponden a 0.4 mm y la velocidad
de filtración de 50 m/h. De este modo el valor del número de Reynolds será de:
𝑁𝑅𝐸 =𝑣×𝑑
𝑉=
50𝑚ℎ
×1ℎ
3600 𝑠 ×0.0004 𝑚
1.02×10−6 𝑚2
𝑠
= 5.4466
El coeficiente de arrastre será entonces:
𝐶𝐷 = 24
5.4466+
3
√5.4466+ 0.340 = 6.03187
46
Con el valor del coeficiente de arrastre, una profundidad de medios filtrantes de 0.6 metros
y una porosidad de 0.5 se determina que la pérdida de carga a través del filtro será de:
ℎ = 1.067×6.0318×1
0.54×
0.6 𝑚
0.0004 𝑚×
(50𝑚ℎ
×1ℎ
3600 𝑠)2
2×9.81𝑚𝑠2
= 1.5186 𝑚
6.3. Dimensionamiento del sistema de captación del tejado
Para el cálculo de la oferta disponible por el sistema a partir del método racional se debe
conocer el área de escorrentía superficial del agua que alimentará el sistema. De este modo a
continuación se presentan las dimensiones del área de captación.
El área cuatro es la encargada de alimentar los baños de las oficinas entonces, el caudal que
aporta al sistema será;
𝑄4 = 𝐴4 ×𝐼 ×𝐶
Donde:
A4=área (m²)
C= coeficiente de escorrentía (1)
𝑖 = intensidad (mm/h)
𝑄4 =(7.24 + 20.22)× (
0.752 + 6) ×127.73 ×1
60= 372.66 𝐿/𝑚𝑖𝑛
Con base a este cálculo se determina entonces que el caudal a través del conductor es de
372.668 L/s
47
El conductor horizontal que lleva hasta el tanque el agua captada tendrá un diámetro de 100
mm y una inclinación de 2%, como se explica en la sección 6.1.6.
Los valores presentados en la tabla numero 8 fueron tomados de los hidrómetros instalados
en las oficinas e instalaciones industriales de la empresa de HERRAJES DUDI S.A.S.
Tabla 8. Consumo de agua por mes.
Año 2016 Consumo L/mes
Mes Galvano Vibrado Agua oficinas
Enero 11405 5086 10793
Febrero 19905 28772 15833
Marzo 14680 24004 15196
Abril 16510 19049 21961
Mayo 17360 16785 16050
Junio 15053 39153 14077
Promedio 15818.8 22141.5 15651.7
m³ 15.66
Fuente: Propia
Figura 19. Sistema de bombeo, almacenamiento, filtración y distribución. Fuente: Propia.
48
El sistema adicionalmente tendrá un reservatorio inferior que funcionará con una línea de
succión que llevará el agua captada por el área 4 del tejado hasta el reservatorio superior de los
baños. Como se muestra en la ilustración 13.
6.4. Dimensionamiento del sistema de bombeo
6.4.1. Descarga
Se debe determinar el caudal mínimo de descarga, que es definido por la siguiente fórmula:
Qr =CD
X
Donde:
CD : consumo diário (m³)
X: tiempo de llenado(s)
Para tanques de mil litros el tiempo de llenado se recomienda que sea menor o igual a una
hora, entonces para el llenado del reservatorio superior, se asume 1 hora. El consumo de agua
diariamente en las oficinas es de 0.783 m³/día. De este modo el caudal de descarga será:
Qr =0.783 𝑚³
1 ℎ= 0.783
𝑚3
ℎ𝑜𝑟𝑎
Con el valor calculado anteriormente es posible determinar a partir de la siguiente ecuación
el diámetro de la tubería de descarga:
Dr = 1.3√Qr. √X4
′
49
Donde:
Dr: Diámetro nominal de descarga (m)
X′ : número de horas de funcionamiento por día/24h
Qr: Caudal de descarga (m³/s)
Entonces tendremos que:
Dr = 1.3×√0.783
𝑚3
ℎ3600 𝑠
×√1 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠
24 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠
4
= 0.00866 𝑚
Como la tubería es tan pequeña entonces se acata un diámetro comercial de ½ pulgada, en
este caso para PAVCO una RDE 13.5 PVC de diámetro interno de 18.18 mm
En la siguiente tabla se presentan los valores para la longitud equivalente de cada pieza
utilizada en la línea de descarga para posteriormente llevar a cabo el cálculo de la perdida de
carga en la sección de la descarga Hr. Los valores de la longitud equivalente fueron tomados
de la tabla presentada a continuación:
Tabla 9. Perdidas de carga localizadas. – Su equivalencia en metros de tubería de PVC rígido.
Fuente: (Bravo, 2014)
50
A continuación, se presentan las piezas a usar y la cantidad:
Tabla 10. Conexiones y registros del sistema de descarga
Conexiones/registros DN (mm) Cantidad Le (m)
Le total
(m)
Registro de Compuerta 20 1 0.1 0.1
Válvula de retención 20 2 2.5 5
Codo de 90° 20 3 1.1 3.3
Entrada Tanque 20 1 0.9 0.9
Fuente: Propia
Sumando las longitudes equivalentes de cada pieza entonces se presenta un valor de 9.3 m.
De igual manera entonces se lleva a cabo la suma de la longitud total de la tubería obteniendo
un valor de 17.17 m.
6.4.2. Succión
Para el dimensionamiento de la tubería de la línea de succión se debe tener en cuenta que
es aconsejable que se cumpla la condición siguiente:
Ds>Dr (Diámetro de la tubería de succión mayor al diámetro de la tubería de descarga). Siendo
así se adoptó un diámetro de 1 pulgada, tubería de PVC. En la tabla a continuación se muestran
los registros y conexiones en la línea de succión.
Tabla 11. Conexiones y registros del sistema de succión
Conexiones/registros DN (mm) Cantidad Le (m) Le total (m)
Registro de Compuerta 32 1 0.3 0.3
Fuente: Propia
51
De este modo el valor de la longitud total será entonces de 0.3 m. El valor de la longitud de
la sección de la tubería será entonces 0.2 m.
Altura manométrica
Para determinar la potencia de la bomba además de los datos ya obtenidos (Q, Dr, Ds), es
necesario saber la altura manométrica. Esta altura depende de la perdida de carga en la succión
y la perdida de carga en la descarga. Estas pérdidas fueron calculadas a partir de la siguiente
formula.
𝐻 = 𝑗 ∙ (𝑙𝑟 + 𝑙𝑒)
Donde:
𝑗: Perdida de carga unitaria.
𝑙𝑟: Longitud real de la tubería
𝑙𝑒: Longitud equivalente (perdidas localizadas)
La pérdida de carga unitaria (j) necesaria para el cálculo es obtenida a partir de la siguiente
ecuación:
𝑗 = 10.65 𝑄1.85
𝐶1.85 𝐷4.87
Donde:
𝑄 = Caudal (m³/s)
𝐶 = Coeficiente de Hazen-Williams (para PVC, C=150)
D = Diámetro de la tubería
52
El caudal de trabajo es de 0.783 m3/h entonces se realizó la conversión a metros cúbicos por
segundo.
0.783 𝑚3
ℎ𝑜𝑟𝑎 ×
1 ℎ𝑜𝑟𝑎
60 𝑚𝑖𝑛 ×
1 𝑚𝑖𝑛
60 𝑠𝑒𝑔= 0.0002175
𝑚3
𝑠
𝑗 = 10.65 ×0.00021751.85
1501.85 × 0.018184.87 = 0.05031
𝐻𝑟 = 𝑗×(𝑙𝑟 + 𝑙𝑒) = 0.05031 ×(26.47 𝑚) = 1.33 𝑚
Del mismo modo se presenta entonces que el valor de Hs será:
𝑗 = 10.65 ×0.00021751.85
1501.85 × 0.028484.87 = 0.00565289
𝐻𝑠 = 𝑗×(𝑙𝑟 + 𝑙𝑒) = 0.00565289 ×(0.5 𝑚) = 0.0028264 𝑚
Teniendo los valores de Hr y de Hs, se puede obtener la altura manométrica con la formula
presentada a continuación:
𝐻𝑚 = 𝐻𝑟 + 𝐻𝑠 + H𝑔
Donde:
𝐻𝑟 = Perdida de carga en el trecho de descarga.
𝐻𝑠 = Perdida de carga en el trecho de succión.
𝐻𝑔 = Desnivel entre el nivel mínimo en el tanque inferior y la salida de agua en el tanque
superior.
𝐻𝑚 = 1.33 𝑚 + 0.0028264 𝑚 + 9.98 𝑚 = 11.31 𝑚
La altura manométrica (Hm) calculada para el caso fue de 11.31 m (Con un valor de
Hg=9.98 m).
53
Potencia Requerida
La potencia requerida por la bomba entonces se calcula a partir del valor de Hm, el caudal
de recalque o descarga, y la eficiencia esperada de la bomba. Este valor se determina a partir
de la siguiente expresión:
𝑁 = 𝛾×𝑄𝑟×𝐻𝑚
𝑒𝑀
Donde:
𝛾 : Peso específico del agua a 20°C
𝑄𝑟: Caudal de descarga
𝐻𝑚: Altura manométrica
𝑒𝑀 : Eficiencia del sistema
𝑁 = 9.79 ×103 𝑁
𝑚3 ×0.0002175 𝑚³𝑠 ×11.31 𝑚
0.75= 32.11 𝑊
Expresado en caballos entonces se obtiene un valor de:
32.11 𝑊×1 𝐻𝑃
745.7 𝑊= 0.0430 ~ 0.5 𝐻𝑃
Como la potencia requerida por el sistema es tan baja se selecciona una bomba de ½ caballo
de potencia con una eficiencia del 75% para el funcionamiento del sistema.
La bomba se seleccionó con base en el gráfico del fabricante Pedrollo. Dado este caso se
puede utilizar una bomba modelo CP 600 /3450 rpm (60 Hz). A continuación, se presenta el
gráfico suministrado por el fabricante.
54
Figura 20. Especificaciones bombas modelo CP 600 de Pedrollo. Fuente: (Pedrollo, 2017)
En color rojo indica el punto de intersección entre el caudal necesario y la altura
manométrica, por lo que una bomba de ½ Hp CP 600 de Pedrollo se ajusta para este trabajo.
6.5. Dimensionamiento del sistema de filtración para las oficinas
Para el sistema de filtración de esta unidad se debe tener en cuenta el espacio disponible y
el caudal máximo esperado. Por lo que se procede inicialmente a calcular el área requerida por
cada medio. El filtro será un filtro de medio dual que consta de carbón activado y arena sílice.
6.5.1. Cálculo del caudal
El caudal máximo esperado según el análisis hidráulico será entonces el caudal con el que
trabajará la bomba en la línea de descarga, siendo en este caso 0.783 metros cúbicos en un
tiempo de una hora. Por lo tanto, tendremos que:
55
𝑄𝑅 = 0.783𝑚3
𝑑𝑖𝑎 𝑙𝑎𝑏𝑜𝑟𝑎𝑙×
𝑑𝑖𝑎 𝑙𝑎𝑏𝑜𝑟𝑎𝑙
8 ℎ = 0.09787
𝑚³
ℎ
Por lo que el caudal máximo esperado es de 0.02718 L/s, teniendo en cuenta que el caudal
es el demandado por los baños de las oficinas.
6.5.2. Cálculo de la arena requerida
Para el diseño del filtro es necesario conocer la velocidad de filtración. En el proceso de
filtración multicapa el agua atraviesa el lecho filtrante a velocidades que pueden oscilar entre
10 y 15 m/h. (Temprano, Tejero, Suárez, & Jácome, 2015). Por lo que se toma este valor.
Tabla 12. Datos para el diseño del sistema de filtración del primer piso.
Características del lecho Filtro multicapa
Material Antracita
Arena sílice
Espesor (m) 0.45-0.70
0.85-1.30
Tamaño efectivo (mm) 1.25-2.50
0.50-0.80
Coeficiente de uniformidad 1.5-1.8
Velocidad de filtración (m/h) 10-15
Pérdida de carga máxima (m) 1.5
Fuente: (Temprano, Tejero, Suárez, & Jácome, 2015).
Con base en lo anterior se procede a calcular el área que requiere cada medio.
𝐴𝑚 = 𝑄𝑅
𝑣𝑓
Donde:
Am: es el área del medio.
vf: es la velocidad de filtración.
QR: es el caudal.
56
Tomando un valor para la velocidad de filtración de 10 m/h se tiene que el área del medio
será:
𝐴𝑚 = 𝑄
𝑣𝑓=
0.09787
10 𝑚ℎ
= 0.009787 𝑚²
Volumen será entonces:
Altura de los medios: Antracita 50 cm; Arena 85 cm
𝑉𝑇 = 0.009787 𝑚2 ×(0.5𝑚 + 0.85 𝑚) = 0.01321 𝑚3
Como la tubería de PVC es de 8 pulgadas entonces habrá un área disponible de:
𝐴𝐷 = 𝜋
4×𝐷2 =
𝜋
4×(0.2 𝑚)2 = 0.03141 𝑚2
Entonces la altura de los medios debe ser de:
𝐴 =0.01321 𝑚3
0.03141 𝑚2= 0.42 𝑚 ~ 0.42 𝑚
De este modo se dispondrá de 15.6 cm de antracita y 26.4 cm de arena sílice.
𝑉𝑇 = 0.03141 𝑚2 ×(0.156 𝑚 + 0.264 𝑚) = 0.01320 𝑚3
El volumen del medio filtrante será entonces:
𝑉𝑚 = 𝐴𝑚×𝑑
Donde:
d: es la profundidad del medio
Am: es el área del medio.
Vm: será entonces:
𝑉𝑚 = 𝐴𝑚×𝑑 = 0.03141 𝑚2×0.264 𝑚 = 0.00829 𝑚³
La cantidad entonces de bultos necesarios para el medio de arena sílice serán:
57
𝑁𝑜 𝐵𝑢𝑙𝑡𝑜𝑠 = 𝜌𝐶×𝑉𝑚×1 𝑏𝑢𝑙𝑡𝑜
50 𝐾𝑔
Donde:
𝜌𝐶: Es la densidad de la arena.
𝑉𝑚: Es el volumen del medio.
Entonces serán:
𝑁𝑜 𝐵𝑢𝑙𝑡𝑜𝑠 = 1600 𝐾𝑔
𝑚3×0.00829 𝑚3×
1 𝑏𝑢𝑙𝑡𝑜
50 𝐾𝑔= 0.265 𝑏𝑢𝑙𝑡𝑜𝑠 ≈ 1 𝑏𝑢𝑙𝑡𝑜
Se requiere un bulto de arena sílice.
6.5.3. Cálculo de la antracita requerida
Para el cálculo de la antracita fundamentalmente se requiere acatar la recomendación
establecida de la altura para el medio, y el diámetro de la tubería de PVC en la cual será ubicado
el medio. Con base en eso entonces tendremos que para la antracita la cantidad de bultos
requeridos será entonces:
𝑉𝑚 = 𝐴𝑚×𝑑
Donde:
d: es la profundidad del medio
Am: es el área del medio.
Vm: será entonces.
58
Como la tubería seleccionada para el filtro fue de 8 pulgadas entonces el área de la sección
será de:
𝐴𝑚 = 𝜋
4 ×(0.2 𝑚)2 = 0.03141 𝑚²
𝑉𝑚 = 0. 03141 𝑚2×0.156 𝑚 = 0.0049 𝑚³
La cantidad de bultos necesarios para el medio de antracita será entonces:
𝑁𝑜 𝐵𝑢𝑙𝑡𝑜𝑠 = 𝜌𝐶×𝑉𝑚×1 𝑏𝑢𝑙𝑡𝑜
50 𝐾𝑔
Donde:
𝜌𝐶: Es la densidad de la antracita.
𝑉𝑚: Es el volumen del medio.
Entonces serán:
𝑁𝑜 𝐵𝑢𝑙𝑡𝑜𝑠 = 1450 𝐾𝑔
𝑚3×0.0049 𝑚3×
1 𝑏𝑢𝑙𝑡𝑜
50 𝐾𝑔= 0.1421 𝑏𝑢𝑙𝑡𝑜𝑠 ≈ 1 𝑏𝑢𝑙𝑡𝑜
Se requiere un bulto de antracita.
6.5.4. Pérdida de carga a través del filtro
Se calculó la pérdida en cada medio y se sumó. La pérdida de carga en el sistema varía en
función del diámetro de las partículas de los medios filtrantes. Se debe conocer el coeficiente
de arrastre CD y el número de Reynolds en el cual se encuentra el flujo a través del filtro para
poder determinar la energía que se pierde a través de la unidad de filtración.
Con base en lo anterior la pérdida de carga se define según Rojas (2006) como:
59
ℎ = 1.067 𝐶𝐷
1
𝑒4×
𝐿
𝑑×
𝑣2
2𝑔
Donde:
𝑣: es la velocidad de filtración.
𝑑: es el diámetro de la partícula.
𝐿: es la profundidad del medio.
𝑒: es la porosidad del medio.
𝐶𝐷: es el coeficiente de arrastre.
𝑔: es la gravedad del lugar.
El coeficiente de arrastre se define según Rojas (2006) como:
𝐶𝐷 = 24
𝑁𝑅𝐸+
3
√𝑁𝑅𝐸
+ 0.34
Donde:
𝑁𝑅𝐸: es el número de Reynolds
El número de Reynolds según Rojas (2006) es:
𝑁𝑅𝐸 =𝑣×𝑑
𝑉
Donde:
𝑣: es la velocidad de filtración.
𝑑: es el diámetro de la partícula.
𝑉: es la viscosidad cinemática del agua.
El número de Reynolds para el sistema de filtración se calcula con el promedio aproximado
del diámetro de la partícula de los medios filtrantes que corresponden a 1.4 mm y la velocidad
de filtración que es de 10 m/h. De este modo el valor del número de Reynolds será:
60
Antracita
𝑁𝑅𝐸 =𝑣×𝑑
𝑉=
10𝑚ℎ
×1ℎ
3600 𝑠 ×0.001875 𝑚
1.02×10−6 𝑚2
𝑠
= 5.106
El coeficiente de arrastre será entonces:
𝐶𝐷 = 24
5.106+
3
√5.106+ 0.340 = 6.3679
Arena Sílice
𝑁𝑅𝐸 =𝑣×𝑑
𝑉=
10𝑚ℎ
×1ℎ
3600 𝑠 ×0.00065𝑚
1.02×10−6 𝑚2
𝑠
= 1.77
El coeficiente de arrastre será entonces:
𝐶𝐷 = 24
1.77+
3
√1.77+ 0.340 = 16.155
Con el valor del coeficiente de arrastre, una profundidad de medios filtrantes de 0.156, 0.264
metros y una porosidad de 0.414 se obtuvo que la pérdida de carga a través del filtro es de:
ℎ = (1.067×6.3679×1
0.4144×
0.156 𝑚
0.001875 𝑚×
(10𝑚ℎ
×1ℎ
3600 𝑠)2
2×9.81𝑚𝑠2
)
+ (1.067×16.155×1
0.4144×
0.264 𝑚
0.00065 𝑚×
(10𝑚ℎ
×1ℎ
3600 𝑠)2
2×9.81𝑚𝑠2
) = 1.16 𝑚
61
6.6. Diseño del ramal de distribución
6.6.1. Dimensionamiento de la red de distribución de agua
El dimensionamiento de la red fue hecho desde el barrilete hasta cada punto de utilización.
Los cálculos fueron hechos con base en una secuencia definida, que se muestra a continuación:
Figura 21. Dimensiones de la red de distribución del segundo piso. Fuente: Propia
A continuación, se muestran los pasos a seguir para el dimensionamiento del sistema:
6.6.2. Trechos
La tubería debe ser dividida en secciones para que en cada uno se consiga calcular las
variables hidráulicas correctamente.
62
6.6.3. Peso unitario
Para poder calcular el caudal en cada sección, es necesario realizar el análisis de cada
aparato sanitario de la red, junto con los pesos unitarios de cada uno de cada trecho en su punto
de utilización. Para el dimensionamiento a partir de esta metodología se usó como referencia
los pesos de la norma NBR 5626 (1998), que se presenta a continuación en una tabla:
Tabla 13. Pesos unitarios para el cálculo del caudal.
Aparato Sanitario Pieza de utilización Caudal del proyecto en
L/s
Peso relativo
(Adimensional)
Sanitario
Caja de descarga 0.15 0.3
Válvula de descarga 1.70 32
Lavamanos Grifo o mezclador 0.15 0.3
Fuente: (Asociación Brasilera de Normas Tecnicas, 1998)
A partir de la anterior tabla y la división en trechos o secciones del sistema se realizó una
tabla para presentar los pesos y su sumatoria.
Ramal 1:
Tabla 14. Pesos y sumatoria de los mismos.
Baños Oficina
Aparato Cantidad Peso relativo (Adimensional) Total
Sanitario con válvula de descarga 2 32 64
Lavamanos de grifo 2 0.3 0.6
Sumatoria Pesos 64.6
Fuente: Propia
Así se realiza la sumatoria de los pesos en función del aparato sanitario o de los aparatos
sanitarios utilizados para el cálculo del caudal. El peso relativo es adimensional.
63
6.6.4. Caudal
Teniendo los pesos unitarios y su sumatoria, es posible encontrar los valores del caudal en
cada sección. Se usó el criterio del máximo caudal probable. Entonces se calcula el caudal a
partir de la siguiente fórmula:
𝑄 = 0. 3 ∙ √Σ𝑃
Donde:
Q: Caudal necesario en el trecho(l/s)
D: Diámetro de la tubería en el trecho (mm)
ΣP: Peso Acumulado
6.6.5. Diámetro
Enseguida, se calcula el diámetro, entrando con el peso y el caudal ya calculados en la tabla
presentada en el anexo B. Con estos datos de entrada, es posible identificar el diámetro de la
tabla, que representa el diámetro interno. A partir de este diámetro se escoge uno de la tabla
del fabricante en este caso PAVCO PVC que sea un diámetro por encima del valor obtenido.
6.6.6. Velocidad
Para calcular la velocidad, es preciso el valor del caudal y del diámetro interno del fabricante
que está igualmente ya definido. De este modo se puede obtener la velocidad por la siguiente
formula fórmula:
𝑉 =𝑄
𝜋 ∙ 𝐷𝑖𝑛𝑡2
4
64
Donde:
𝑄: Caudal (L/s)
𝐷𝑖𝑛𝑡: Diámetro interno de la tubería en el trecho (mm)
Esta velocidad calculada debe ser verificada cumpliéndose la siguiente condición:
𝑉 ≤ 3 m𝑠⁄ O 𝑉 ≤ 14×√𝐷𝑖𝑛𝑡
Si el valor de la velocidad no es el acertado entonces se debe cambiar el valor del diámetro
por encima del determinado y de este modo obtener un valor en el rango.
6.6.7. Pérdida de carga unitaria
En la secuencia, para cada trecho la pérdida de carga unitaria debe ser calculada. Se define
a partir de la siguiente formula:
𝐽 = 8. 69 ∙ 106 ∙𝑄1,75
𝐷𝑖𝑛𝑡4,75
Donde:
j: Pérdida de Carga Unitaria (kPa/m)
𝐷𝑖𝑛𝑡: Diámetro interno de la tubería en el trecho (mm)
𝑄: Caudal en el trecho. (l/s)
6.6.8. Diferencia de cotas
La diferencia de cotas está definida por el desnivel geométrico entre el punto inicial del
trecho hasta el final. Puede ser negativa o positiva en función de:
-Si el punto inicial está en una cota mayor a la del punto final: SIGNO POSITIVO.
-Caso contrario: SIGNO NEGATIVO.
65
6.6.9. Presión disponible
La presión disponible es definida por:
𝑃𝑑𝑖𝑠𝑝 = 𝑃𝑑𝑖𝑠𝑝 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑑 𝑎𝑛𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟 + Δ 𝐶𝑜𝑡𝑎×𝛾
Donde:
𝑃𝑑𝑖𝑠𝑝: Presión disponible en el inicio del trecho (kPa)
𝑃𝑑𝑖𝑠𝑝 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑑 𝑎𝑛𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟: Presión residual disponible en el final del trecho anterior (kPa)
Δ 𝐶𝑜𝑡𝑎: Diferencia de cotas (m)
𝛾 : Peso específico del agua a 20 °C
6.6.10. Longitudes
-Longitud real: es la longitud real del trecho de tubería.
- Longitud equivalente: longitud en metros de tubería que genera una pérdida de carga
distribuida igual a la pérdida de carga localizada producida por la pieza. Los valores son
tabulados por diferentes autores, en este caso fueron tomados los de la NBR 5626 (1998), así
como en el catálogo de los fabricantes. Hay valores para cada diámetro nominal.
- Longitud total: es la suma de las longitudes reales y equivalente.
6.6.11. Pérdida de carga
La pérdida de carga existe en los tubos y en las conexiones y registros. Para calcular la
pérdida de carga en los tubos, se usa la ecuación a seguir:
𝑗𝑡𝑢𝑏𝑜𝑠 = J ∙ 𝑙𝑟
66
Donde:
𝑗𝑡𝑢𝑏𝑜𝑠: Pérdida de carga en el trecho
J: Pérdida de carga unitaria del trecho
𝑙𝑟: Longitud real del trecho
La pérdida de carga en las conexiones y registro es calculada de la siguiente forma:
𝑗𝑐𝑜𝑛𝑒𝑥õ𝑒𝑠 = J ∙ 𝑙𝑒
Donde:
𝑗𝑐𝑜𝑛𝑒𝑥õ𝑒𝑠: Pérdida de carga en el trecho
J: Pérdida de carga unitaria del trecho
𝑙𝑒: Longitud equivalente del trecho
La pérdida de carga total será la suma de la pérdida del trecho y de las conexiones, por lo
tanto:
𝑗 = 𝑗𝑡𝑢𝑏𝑜𝑠+𝑗𝑐𝑜𝑛𝑒𝑥õ𝑒𝑠
Donde:
𝑗: Pérdida de carga total en el trecho
𝑗𝑡𝑢𝑏𝑜𝑠: Pérdida de carga en los tubos de trecho
𝑗𝑐𝑜𝑛𝑒𝑥õ𝑒𝑠: Pérdida de carga en las conexiones y registros del trecho
6.6.12. Presión disponible y residual
La presión residual es calculada por:
𝑃𝑑𝑖𝑠𝑝 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑑 = 𝑃𝑑𝑖𝑠𝑝 − 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
67
Donde:
𝑃𝑑𝑖𝑠𝑝 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑑: Presión disponible residual
𝑃𝑑𝑖𝑠𝑝: Presión que está disponible en el inicio del trecho
6.6.13. Presión requerida en el punto de utilización
Es necesaria una verificación de la presión calculada para la certificación de que esta puede
ser aceptada. Existen unas condiciones establecidas:
-Condiciones estáticas (Desnivel geométrico): Las presiones no pueden ultrapasar 400 kPa.
-Condiciones dinámicas (Desnivel geométrico – pérdidas de carga): En cualquier punto de
utilización la presión no debe ser inferior a 10 kPa.
Excepciones:
*Punto da caja de descarga: mínimo de 5 kPa.
*Punto de válvula de descarga: mínimo de 15 kPa.
Cualquier punto de la red de distribución: presiones mínimas de 5 kPa.
-Sobre-presiones admisibles de hasta 200 kPa.
La presión puede variar de acuerdo con el trecho, pero debe siempre ser respetada. Cuando
la presión calculada está dentro del intervalo, el diámetro escogido está aceptado. Cuando la
presión se encuentra fuera del intervalo, es preciso alterar el diámetro de la tubería para adecuar
la presión. Ese proceso es repetido hasta que el valor de la presión quede dentro de los límites.
68
Tabla 15. Cálculo de la velocidad requerida.
TUBERÍA RDE 21 PVC PRESIÓN PAVCO 2''- TUBERÍA RDE 13.5 PVC PRESIÓN PAVCO 1'’
Columna de Distribución Trecho
Pesos
Caudal
Diámetro
interno
Diámetro
interno
Fabricante
Diámetro
nominal
Fabricante
Velocidad
Para verificación de
la velocidad (V<3
m/s y V<14(D)0.5)
Unitario Acumulado
∑ P ∑ P (l/s) (mm) (mm) (mm) (m/s)
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9)
Barrilete Z-X 64.6 64.6 2.41 40 54.58 60 1.03 OK
X-Y 64.6 64.6 2.41 40 54.58 60 1.03 OK
Y-A 64.6 64.6 2.41 40 54.58 60 1.03 OK
A-B 32 32 1.70 40 54.58 60 0.73 OK
A-C 32 32.6 1.71 40 54.58 60 0.73 OK
C-D 0.6 0.6 0.23 15 28.48 33 0.36 OK
D-E 0.3 0.6 0.23 15 28.48 33 0.36 OK
E-F 0.3 0.3 0.16 15 28.48 33 0.26 OK
Entrega
B-B' 32 32 1.70 40 54.58 60 0.73 OK
C-C' 32 32 1.70 15 54.58 60 0.73 OK
E-E' 0.3 0.3 0.16 15 28.48 33 0.26 OK
F-F' 0.3 0.3 0.16 15 28.48 33 0.26 OK
Fuente: Propia
69
Tabla 16. Cálculo de la presión requerida.
Perdida de carga
unitaria
Diferencia de
cotas Presión
disponible
Longitudes Perdida de carga Presión
disponible
residual
Presión
requerida en el
punto de la red
de distribución
Atiende la
presión
mínima
Sube (-) Real Equivalente Total Tubos
Conexiones y
registros Total
Baja (+)
(kPa/m) (m) (kPa) (m) (m) (m) (kPa) (kPa) (kPa) (kPa) (kPa)
(8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18)
0.2275 0.0 25.0 1.0 17.5 18.5 0.228 3.982 4.209 20.791 5.0 ok
0.2275 0.0 20.8 1.0 17.5 18.5 0.228 3.982 4.209 16.582 5.0 ok
0.2275 1.0 26.4 1.00 8.76 9.8 0.228 1.993 2.221 24.151 5.0 ok
0.1230 0.0 24.2 0.47 3.4 5.7 0.058 0.418 0.701 23.450 5.0 ok
0.1251 0.0 24.2 0.27 7.6 7.9 0.034 0.950 0.984 23.167 5.0 ok
0.0833 0.0 23.2 2.17 3.4 5.6 0.181 0.283 0.464 22.703 5.0 ok
0.0833 0.0 22.7 0.35 7.6 8.0 0.029 0.633 0.662 22.040 5.0 ok
0.0454 0.0 22.0 0.35 3.4 3.8 0.016 0.154 0.170 21.870 5.0 ok
0.1230 1.6 39.1 1.60 10.8 5.7 0.197 1.329 0.701 38.412 15.0 ok
0.1230 1.6 38.8 1.60 10.8 12.4 0.197 1.329 1.526 37.305 15.0 ok
0.0454 1.4 35.7 1.40 10.8 12.2 0.064 0.491 0.554 35.192 5.0 ok
0.0454 1.4 35.6 1.40 10.8 12.2 0.064 0.491 0.554 35.021 5.0 ok
Fuente: Propia.
70
6.7. Dimensionamiento del sistema para los sanitarios de la planta
Para el diseño del sistema de abastecimiento de los sanitarios de la planta, se tomó la bajante
más próxima a los baños, es decir, la bajante del área frontal.
Figura 22. Distribución de la red del primer piso. Fuente: Propia
Como podemos observar el área uno y dos son equivalentes, por ende, el cálculo del caudal
en los conductores verticales, se lleva a cabo de la siguiente manera:
𝑄𝑐𝑉1 = 𝑄𝑐𝑉2
𝑄𝑐𝑉1 = 𝐴1 ×𝐼 ×𝐶
Donde:
A1=área (m²)
C= coeficiente de escorrentía (1)
I= intensidad (mm/h)
𝑄𝑐𝑉1 =(7.2 + 7.26)× (
0.752 + 6) ×127.73 ×1
60= 196.2411
𝐿
𝑚𝑖𝑛
71
Con base a este cálculo se determinó entonces que el caudal a través del conductor vertical,
será de 196.2411 L/min.
El diámetro de la tubería de conducción vertical de colección de aguas de lluvia en la planta
es de tres pulgadas, por ende, el tubo de derivación que va hasta el tanque debe ser de tres
pulgadas también. La demanda en los baños de la planta se calcula a partir de los inodoros
instalados en el área de la planta, y el número de trabajadores existente.
Tabla 17. Demanda de agua para los sanitaros.
Inodoros Trabajadores
4 de consumo de 6 litros por descarga. 60
Fuente: Propia
Con base en lo anterior entonces se tiene que el valor total de agua gastada por el sistema
será:
6 𝐿
𝐷𝑒𝑠𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 × 60 𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎𝑠 × 2
𝐷𝑒𝑠𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎𝑠
𝐷𝑖𝑎 ∗ 𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎 = 720
𝐿
𝑑∗ 20
𝑑𝑖𝑎𝑠 𝑙𝑎𝑏𝑜𝑟𝑎𝑙𝑒𝑠
𝑚𝑒𝑠
= 14400 𝐿
𝑚𝑒𝑠 ×
1 𝑚3
1000 𝐿= 14.4
𝑚3
𝑚𝑒𝑠
Para calcular el porcentaje de la demanda que logra cubrir el dispositivo en las oficinas
entonces se requiere calcular con el número de días en un año de lluvias el volumen de agua
disponible mensualmente que se podría ofertar.
𝑂𝑓𝑒𝑟𝑡𝑎 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑎 = 196.2411 𝐿
𝑚𝑖𝑛×
1𝑚3
1000 𝐿×
60 𝑚𝑖𝑛
1 ℎ ×
24 ℎ
1 𝑑𝑖𝑎 ×
144.78 𝑑𝑖𝑎𝑠 𝑐𝑜𝑛 𝑙𝑙𝑢𝑣𝑖𝑎
1 𝑎ñ𝑜
= 40912.97 𝑚3
𝑎ñ𝑜 ×
1 𝑎ñ𝑜
12 𝑚𝑒𝑠𝑒= 3409.41
𝑚3
𝑚𝑒𝑠
Este valor calculado anteriormente es el máximo esperado de agua en un año con un periodo
de retorno de 5 años y una duración de 5 minutos, por lo que la cantidad de agua esperada
puede variar en función del tiempo de duración de un evento de precipitación.
72
Asumiendo para un periodo de retorno una duración de precipitación de 360 minutos a partir
de la siguiente tabla se obtiene que el mínimo de agua ofertada posible es:
Tabla 18. Mínimo de agua ofertada para una precipitación de 360 minutos.
PERÍODO DE RETORNO 5
Tiempo (min) Tiempo (horas) Intensidad (mm/hr)
45 0.75 30.62
50 0.83 28.59
55 0.92 26.88
60 1.00 25.40
120 2.00 16.19
180 3.00 12.44
240 4.00 10.32
300 5.00 8.92
360 6.00 7.93 Fuente: Propia
𝑄𝑐𝑉1 =(7.2 + 7.26)× (
0.752 + 6) ×7.93 ×1
60= 12.183
𝐿
𝑚𝑖𝑛
𝑂𝑓𝑒𝑟𝑡𝑎 𝑚𝑖𝑛𝑖𝑚𝑎 = 12.183 𝐿
𝑚𝑖𝑛×
1𝑚3
1000 𝐿×
60 𝑚𝑖𝑛
1 ℎ ×
24 ℎ
1 𝑑𝑖𝑎 ×
144.78 𝑑𝑖𝑎𝑠 𝑐𝑜𝑛 𝑙𝑙𝑢𝑣𝑖𝑎
1 𝑎ñ𝑜
= 2540 𝑚3
𝑎ñ𝑜 ×
1 𝑎ñ𝑜
12 𝑚𝑒𝑠𝑒= 211.67
𝑚3
𝑚𝑒𝑠
Es claro entonces que el valor de la oferta está muy por encima del valor demandado por lo que la
oferta durante los días de lluvia, es del 100%.
Durante un periodo de un año entonces se podrá cubrir el siguiente porcentaje de la demanda:
145 𝑑𝑖𝑎𝑠
360 𝑑𝑖𝑎𝑠 ×100% = 40.27%
Para el correcto funcionamiento del sistema entonces se debe instalar una válvula de flotador que
permita cerrar el tanque cuando esté lleno y una válvula de registro que, de cierre al paso del agua
hacia el tanque, enviándola de nuevo por el conductor vertical hacia el sistema de alcantarillado
pluvial.
73
6.7.1 Diseño del ramal de distribución
El dimensionamiento de la red fue hecho desde el barrilete hasta cada punto de utilización. Los cálculos fueron hechos con base en una secuencia
definida, que se muestra a continuación:
Figura 23. Dimensiones de la red de distribución del primer piso. Fuente: Propia.
74
Figura 24. Render de la red de distribución de agua del primer piso. Fuente: Propia.
Para el sistema de la bajante, (tubería de color anaranjado) se debe instalar una válvula que
permita direccionar el paso hacia el tanque de almacenamiento.
Como ya se explicó en la sección número 6.6.1, se debe efectuar exactamente el mismo
procedimiento para obtener los valores del caudal, el diámetro de la tubería, la velocidad de
flujo en la tubería, las pérdidas de carga en las secciones de tubería, las diferencias
piezométricas, y las presiones disponibles residuales, además de la verificación de la presión
mínima requerida en los puntos de utilización del sistema.
El baño de la planta está compuesto por dos ramales, uno para el baño de los hombres y otro
para el baño de las mujeres. Ambos tienen las mismas longitudes y unidades sanitarias.
Tabla 19. Sumatoria pesos para los ramales 1 y 2
Baños Planta
Aparato Cantidad Peso relativo
(Adimensional) Total
Sanitario con Válvula de descarga 4 32 128
Sumatoria Pesos 128
Fuente: Propia
75
Tabla 20. Cálculo de la velocidad requerida para los baños del primer piso.
Fuente: Propia
Todas las tuberías de ramal deben ser de 2 pulgadas- RDE 21 PVC Presión de Trabajo a 23°C: 200 PSI
Columna de
Distribución Trecho
Pesos
Caudal
Diámetro
interno
Diámetro
interno
fabrica
Diámetro
nominal
fabrica
Velocidad
Para verificación
de la velocidad
(V<3m/s e
V<14(D)0,5)
Unitario Acumulado
∑ 𝑃 ∑ 𝑃 (l/s) (mm) (mm) (mm) (m/s)
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9)
Barrilete X-Y 128 128 3.39 40 54.58 60 1.45 OK
Y-B 64 64 2.40 40 54.58 60 1.03 OK
B-A 32 32 1.70 40 54.58 60 0.73 OK
B-C 32 32 1.70 40 54.58 60 0.73 OK
Entrega A-D 32 32 1.70 40 54.58 60 0.73 OK
C-E 32 32 1.70 40 54.58 60 0.73 OK
Y-G 64 64 2.40 40 54.58 60 1.03 OK
G-F 32 32 1.70 40 54.58 60 0.73 OK
G-H 32 32 1.70 40 54.58 60 0.73 OK
Entrega F-I 32 32 1.70 40 54.58 60 0.73 OK
H-J 32 32 1.70 40 54.58 60 0.73 OK
76
Tabla 21. Cálculo de la presión requerida para los baños del primer piso.
Fuente: Propia
Tubería RDE 21 PVC Presión de Trabajo a 23 °C: 200 PSI
Pérdida de
carga
unitaria
Diferencia de
cotas Presión
disponible
Longitudes Perdida de carga Presión
disponible
residual
Presión
requerida en el
punto de la red
de distribución
Atiende la
presión
mínima
Sube (-) Real Equivalente Total Tubos
Conexiones y
registros Total
Baja (+)
(kpa/m) (m) (kpa) (m) (m) (m) (kpa) (kpa) (kpa) (kpa) (kpa)
(8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18)
0.4139 0.0 17.6 0.15 10.9 11.1 0.062 4.511 4.573 13.027 5.0 Ok
0.2257 0.0 13.0 4.40 18.4 22.8 0.993 4.152 5.145 7.881 5.0 Ok
0.1230 0.0 7.9 0.80 3.4 5.7 0.098 0.418 0.701 7.180 5.0 Ok
0.1230 0.0 7.9 0.22 3.4 3.6 0.027 0.418 0.445 7.436 5.0 Ok
0.1230 1.8 25.2 1.80 10.8 12.6 0.221 1.329 1.550 23.629 5.0 Ok
0.1230 1.8 25.4 1.80 10.8 5.7 0.221 1.329 0.701 24.734 5.0 Ok
0.2257 0.0 13.0 4.40 18.4 22.8 0.993 4.152 5.145 7.881 5.0 Ok
0.1230 0.0 7.9 0.80 3.4 4.2 0.098 0.418 0.517 7.364 5.0 Ok
0.1230 0.0 7.9 0.22 3.4 5.7 0.027 0.418 0.701 7.180 5.0 Ok
0.1230 1.8 25.4 1.80 10.8 12.6 0.221 1.329 1.550 23.814 5.0 Ok
0.1230 1.8 25.2 1.80 10.8 12.6 0.221 1.329 1.550 23.629 5.0 Ok
77
6.8. Resultados análisis de agua colectada de lluvia
Los valores presentados a continuación son los resultados de los análisis llevados a cabo a
partir de la muestra de agua de lluvia colectada en el complejo industrial. El análisis de la
muestra de agua de lluvia fue llevado a cabo el 10 de diciembre del 2016 en INTERLABCO
S.A.S. Laboratorio Químico Internacional de La Villa de San Diego de Ubaté Cundinamarca.
Los análisis a continuación están todos incluidos dentro del análisis fisicoquímico y
microbiológico que ofrece el laboratorio, como se evidencia en el Anexo A.
Tabla 22. Resultados del análisis fisicoquímico de la muestra de agua.
Parámetro Método Resultado V/L Admisible según
decreto 1575 de 2007
Bicarbonatos, como HCO3- Titulación 14.64 -
Carbonatos, como CO3 Titulación 0 ≤250 mg/L
Cloruros, como CL- Argentometría 14.20 ≤10 mg/L
Nitratos, como NO3 Electrodo 8 ≤0,1 mg/L
Nitritos, como NO2- Electrodo 0.15 ≤250 mg/L
Sulfatos, como SO4= Colorimetría 200 -
Fosfatos, como P Fotocolorimetría 0.10 -
Temperatura, °C Termometría 18 -
Color unidades PT-CO Colorimetría 5 ≤ 15 UC
PH Potenciométrico a 18
°C Potenciométrico 6,5 6,5 – 9,0
Dureza Total (Ca, Mg),
como CaCO3 mg/L Titulación 12 ≤ 300 mg CaCO3/L
78
Parámetro Método Resultado V/L Admisible según
decreto 1575 de 2007
Alcalinidad Parcial, como
CaCO3 mg/L Titulación 0 -
Alcalinidad Total como
CaCO3 mg/L Titulación 3.2 ≤ 200 mg CaCO3/L
Conductividad Específica a
25 °C, micro H Conductimetría 31.54 -
Sólidos Totales (EVAP, a
105°), mg/L Desecación a 105 °C 76 -
Sólidos en Solución
(EVAP, a 105°), mg/L Desecación a 105 °C 52 -
Sólidos en Suspensión,
mg/L
Filtración Crisol
Gooch 24 -
Turbiedad, NTU Colorimetría 1 ≤ 5
Calcio, como Ca++ Absorción Atómica 1.70 ≤60 mg/L
Hierro Total, como Fe Absorción Atómica 0.10 ≤0.3 mg/L
Magnesio, como Mg++ Absorción Atómica 0.90 -
Manganeso, como Mn Absorción Atómica 0.08 -
Potasio, como K+ Absorción Atómica 0.92 -
COT WALKLEY -
BLACK 2.0 ≤5.0 mg/L
Molibdeno Absorción Atómica 0.05 ≤0.07 mg/L
Zinc Absorción Atómica 1 ≤3 mg/L
Aluminio Absorción Atómica 0.05 ≤0.2 mg/L
Cloro Residual Libre Titulación 0.12 0.5-1.0
Fuente: Propia
79
A continuación, se presentan los valores exigidos por la resolución 2115 del año 2007.
Tabla 23. Valores permitidos según resolución 2115 del año 2007
Parámetro Unidades Valor máximo
aceptables Medición
pH UPH 6.5-9.0 6.5
Nitritos mg/L 0.1 0.15
Nitratos mg/L 10 8.0
Turbiedad NTU 2 1
Calcio mg/L 60 1.70
Dureza Total mg/L 300 12
Alcalinidad Total mg/L 200 3.2
Molibdeno mg/L 0.07 0.05
Hierro total mg/L 0.3 0.1
Conductividad ms 1000 31.56
Zinc mg/L 3 1.00
Fosfatos mg/L 0.5 0.10
Color Aparente UPC 15 5
Cloruros mg/L 250 14.20
Magnesio mg/L 36 0.90
Aluminio mg/L 0.2 0.05
Manganeso mg/L 0.1 0.08
Coliformes
Totales Ausencia en 100 cm³ 0
Sulfatos mg/L 250 200
COT mg/L 5 2.00
Escherichia Coli Ausencia en 100 cm³ 0
Fluoruros mg/L 1 0.70
Cloro Residual
Libre mg/L 0.3-2.0 0.12
Fuente: (Ministerios de la Protección Social, de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, Resolución 2115,
2007)
80
Calculo del IRCA:
Los valores en la columna de la derecha indican los puntajes de riesgo.
Tabla 24. Valores de puntaje IRCA según puntaje de riesgo.
Análisis IRCA
Característica Puntaje de Riesgo Muestra Analizada
pH 1.5 0
Nitritos 3 3
Nitratos 1 0
Turbiedad 15 0
Calcio 1 0
Dureza Total 1 0
Alcalinidad Total 1 0
Molibdeno 1 0
Hierro total 1.5 0
Zinc 1 0
Fosfatos 1 0
Color Aparente 6 0
Cloruros 1 0
Magnesio 1 0
Aluminio 3 0
Manganeso 1 0
Coliformes Totales 15 0
Sulfatos 1 0
COT 3 0
Escherichia Coli 25 0
Fluoruros 1 0
Cloro Residual Libre 15 0
Puntaje De Riesgo Asignado A Las Características
No Aceptables 3
Fuente: (Ministerios de la Protección Social, de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, Resolución 2115,
2007)
Para el cálculo del valor del índice de riesgo de la calidad del agua para consumo humano,
(Ministerios de la Protección Social, de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial,
Resolución 2115, 2007), se emplea la siguiente ecuación:
81
IRCA (%) = ∑ P untajes de riesgo asignado a las caracteristicas no aceptables
∑ Puntajes de riesgo asignados a todas las caracteristicas analizadas ×100%
Con base en el total obtenido a partir de la tabla número 24 se determinó que el índice de
riesgo de la calidad del agua para consumo humano es:
IRCA (%) = 3
100 ×100% = 3%
Tabla 25. Clasificación del IRCA según el porcentaje de riesgo.
Calificación
IRCA (%)
Nivel de
Riesgo
IRCA por muestra (Notificaciones
que adelantará la autoridad
sanitaria de manera inmediata)
IRCA mensual (Acciones)
80.1 -100 Inviable
Sanitariamente
Informar a la persona prestadora,
al COVE, Alcalde, Gobernador,
SSPD, MPS, INS, MAVDT,
Contraloría General y
Procuraduría General
Agua no apta para consumo
humano, gestión directa de
acuerdo a su competencia de
la persona prestadora,
alcaldes, gobernadores y
entidades del orden nacional.
35.1-80 Alto
Informar a la persona prestadora,
al COVE, Alcalde, Gobernador,
SSPD.
Agua no apta para consumo
humano, gestión directa de
acuerdo a su competencia de
la persona prestadora, alcaldes
y gobernadores respectivos.
14.1-35 Medio Informar a la persona prestadora,
al COVE, Alcalde, Gobernador.
Agua no apta para consumo
humano, gestión directa de la
persona prestadora.
5.1-14 Bajo Informar a la persona prestadora,
al COVE.
Agua no apta para consumo
humano, susceptible de
mejoramiento.
0-5 Sin Riesgo Continuar el Control y la
Vigilancia
Agua apta para consumo
humano. Continuar la
vigilancia
Fuente: (Ministerios de la Protección Social, de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, Resolución 2115,
2007)
Según la resolución 2115 del 2007 el puntaje obtenido da como resultado un nivel de riesgo
“SIN RIESGO” para el agua colectada, lo que indica que el agua es apta para el consumo
humano. (Ministerios de la Protección Social, de Ambiente, Vivienda y Desarrollo
Territorial, Resolución 2115, 2007).
82
6.9. Riesgo de falla por el método de la simulación
Para el cálculo del porcentaje de cobertura mensual del sistema se tomó la serie de datos
de precipitación media mensual suministrados por el IDEAM (Anexo C), y se calculó el
comportamiento de los volúmenes en una serie temporal anual para el año con más
precipitación, y para el año con menor precipitación. De este modo se mostró cómo se comporta
el sistema bajo dos escenarios diferentes permitiendo describir más acertadamente el posible
comportamiento de un sistema de aprovechamiento de agua proveniente de la precipitación en
un lugar como la ciudad de Bogotá.
Cabe aclarar que para las tablas 26 a la 31 los valores de la columna Volumen, son negativos
puesto que indican que el valor de la demanda supera el valor de la oferta disponible por el
sistema de aprovechamiento de aguas provenientes de la precipitación pluvial.
Este valor se estima a partir de la siguiente ecuación: Volumen Afluente – Demanda= Volumen
Con respecto al ahorro en pesos colombianos que se presentan en las tablas 26 a la 31, se
calculó a partir de la multiplicación del volumen afluente por el costo del metro cubico de agua.
El costo del metro cúbico se estimó a partir de los valores suministrados por la empresa de
acueducto y alcantarillado de Bogotá, en un valor de $ 6,777.16. (Empresa de Acueducto y
Alcantarillado de Bogotá, 2016).
6.9.1. Comportamiento del sistema para el año de mayor precipitación
Los años evaluados son los comprendidos dentro del periodo de 1998 al año 2015. Dentro
de este intervalo el periodo con registro de todos los meses con precipitaciones más elevadas
fue el del año 2010.
83
Sistema para la alimentación del proceso de galvano:
Tabla 26. Método de la simulación galvano para el año de mayor precipitación.
Tiempo Precipitación
(mm)
V afluente
(m³)
Volumen
(m³)
Demanda
(m³)
Falla
atendimiento
% Demanda
mensual Cubrir
Calculado
% Demanda
mensual a
Cubrir Real
% Reales Ahorro en pesos
Colombianos
Enero 0.80 0.1 -11.3 11.4 1 1% El mismo 1% $ 953.95
Febrero 18.50 3.3 -27.9 19.9 1 16% El mismo 16% $ 22,060.16
Marzo 30.90 5.4 -37.1 14.6 1 37% El mismo 37% $ 36,846.44
Abril 177.80 31.3 -22.3 16.5 1 190% 100 100% $ 111,823.14
Mayo 159.10 28.0 -11.6 17.3 1 162% 100 100% $ 117,244.87
Junio 90.70 16.0 -14.3 18.7 1 85% El mismo 85% $ 108,154.43
Julio 118.80 20.9 -9.8 16.4 1 127% 100 100% $ 111,145.42
Agosto 44.30 7.8 -19.2 17.2 1 45% El mismo 45% $ 52,825.15
Septiembre 69.70 12.3 -26.0 19 1 65% El mismo 65% $ 83,113.16
Octubre 119.80 21.1 -23.5 18.6 1 113% 100 100% $ 126,055.18
Noviembre 214.30 37.7 -3.8 18.03 1 209% 100 100% $ 122,192.19
Diciembre 175.50 30.9 13.2 13.85 0 223% 100 100% $ 93,863.67
Fuente: Propia
84
Sistema para la alimentación de los sanitarios de la planta:
Tabla 27. Método de la simulación baños planta para el año de mayor precipitación.
Tiempo Precipitación
(mm)
V afluente
(m³)
Volumen
(m³)
Demanda
(m³)
Falla
atendimiento
% Demanda
mensual Cubrir
Calculado
% Demanda
mensual a Cubrir
Real
% Reales Ahorro en pesos
Colombianos
Enero 0.80 0.1 -14.1 14.14 1 1% El mismo 1% $ 499.79
Febrero 18.50 1.7 -26.5 14.14 1 12% El mismo 12% $ 11,557.61
Marzo 30.90 2.8 -37.8 14.14 1 20% El mismo 20% $ 19,304.33
Abril 177.80 16.4 -35.5 14.14 1 116% 100 100% $ 95,829.04
Mayo 159.10 14.7 -35.0 14.14 1 104% 100 100% $ 95,829.04
Junio 90.70 8.4 -40.8 14.14 1 59% El mismo 59% $ 56,663.51
Julio 118.80 11.0 -44.0 14.14 1 77% El mismo 77% $ 74,218.58
Agosto 44.30 4.1 -54.0 14.14 1 29% El mismo 29% $ 27,675.78
Septiembre 69.70 6.4 -61.8 14.14 1 45% El mismo 45% $ 43,544.07
Octubre 119.80 11.0 -64.9 14.14 1 78% El mismo 78% $ 74,843.32
Noviembre 214.30 19.8 -59.2 14.14 1 140% 100 100% $ 95,829.04
Diciembre 175.50 16.2 -57.2 14.14 1 114% 100 100% $ 95,829.04
Fuente: Propia
85
Sistema para la alimentación de los sanitarios de la oficina:
Tabla 28. Método de la simulación baños oficina para el año de mayor precipitación.
Tiempo Precipitación
(mm)
V afluente
(m³)
Volumen
(m³)
Demanda
(m³)
Falla
atendimiento
% Demanda
mensual Cubrir
Calculado
% Demanda
mensual a Cubrir
Real
%
Reales
Ahorro en pesos
Colombianos
Enero 0.80 0.14076 -10.7 10.8 1 1% El mismo 1% $ 953.83
Febrero 18.50 3.25508 -23.2 15.8 1 21% El mismo 21% $ 22,057.23
Marzo 30.90 5.43686 -33.0 15.2 1 36% El mismo 36% $ 36,841.54
Abril 177.80 31.28391 -23.7 22.0 1 142% 100 100% $ 148,813.45
Mayo 159.10 27.99365 -11.7 16.1 1 174% 100 100% $ 108,768.46
Junio 90.70 15.95867 -9.8 14.1 1 113% 100 100% $ 5,341.98
Julio 118.80 20.90286 -4.6 15.7 1 133% 100 100% $ 106,116.23
Agosto 44.30 7.79459 -12.7 15.9 1 49% El mismo 49% $ 52,818.13
Septiembre 69.70 12.26372 -15.2 14.8 1 83% El mismo 83% $ 83,102.12
Octubre 119.80 21.07881 -9.7 15.5 1 136% 100 100% $ 105,032.03
Noviembre 214.30 37.70609 12.4 15.7 0 240% 100 100% $ 106,387.28
Diciembre 175.50 30.87923 27.3 15.9 0 194% 100 100% $ 107,742.53
Fuente: Propia.
86
6.9.2. Comportamiento del sistema para el año de menor precipitación
Los años evaluados son los comprendidos dentro del periodo de 1998 al año 2016. Dentro de este intervalo el periodo con registro de todos los
meses con menor precipitación fue el del año 2001.
Sistema para la alimentación del proceso de galvano:
Tabla 29. Método de la simulación galvano para el año de menor precipitación.
Tiempo Precipitación
(mm)
V afluente
(m³)
Volumen
(m³)
Demanda
(m³)
Falla
atendimiento
% Demanda
mensual
Cubrir
Calculado
% Demanda
mensual a
Cubrir Real
% Reales Ahorro en pesos
Colombianos
Enero 11.3 2.0 -9.4 11.4 1 17% El mismo 17% $ 13,474.59
Febrero 14 2.5 -26.8 19.9 1 12% El mismo 12% $ 16,694.18
Marzo 20.8 3.7 -37.8 14.6 1 25% El mismo 25% $ 98,946.54
Abril 10.1 1.8 -52.5 16.5 1 11% El mismo 11% $ 111,823.14
Mayo 82.9 14.6 -55.2 17.3 1 84% El mismo 84% $ 117,244.87
Junio 24.9 4.4 -69.5 18.7 1 23% El mismo 23% $ 29,691.79
Julio 32.5 5.7 -80.2 16.4 1 35% El mismo 35% $ 38,754.34
Agosto 9.8 1.7 -95.7 17.2 1 10% El mismo 10% $ 11,685.92
Septiembre 39.4 6.9 -107.8 19 1 36% El mismo 36% $ 46,982.19
Octubre 18.5 3.3 -123.1 18.6 1 18% El mismo 18% $ 126,055.18
Noviembre 48.2 8.5 -132.7 18.03 1 47% El mismo 47% $ 22,192.19
Diciembre 51.4 9.0 -137.5 13.85 1 65% El mismo 65% $ 93,863.67
Fuente: Propia
87
Sistema para la alimentación de los sanitarios de la planta:
Tabla 30. Método de la simulación baños planta para el año de menor precipitación.
Tiempo Precipitación
(mm)
V
afluente
(m³)
Volumen
(m³)
Demanda
(m³)
Falla
atendimiento
% Demanda
mensual Cubrir
Calculado
% Demanda mensual
a Cubrir Real
%
Reales
Ahorro en pesos
Colombianos
Enero 11.3 1.0 -13.1 14.14 1 7% El mismo 7% $ 7,059.51
Febrero 14 1.3 -25.9 14.14 1 9% El mismo 9% $ 8,746.30
Marzo 20.8 1.9 -38.2 14.14 1 14% El mismo 14% $ 12,994.50
Abril 10.1 0.9 -51.4 14.14 1 7% El mismo 7% $ 6,309.83
Mayo 82.9 7.6 -57.9 14.14 1 54% El mismo 54% $ 51,790.58
Junio 24.9 2.3 -69.7 14.14 1 16% El mismo 16% $ 15,555.92
Julio 32.5 3.0 -80.9 14.14 1 21% El mismo 21% $ 20,303.91
Agosto 9.8 0.9 -94.1 14.14 1 6% El mismo 6% $ 6,122.41
Septiembre 39.4 3.6 -104.6 14.14 1 26% El mismo 26% $ 24,614.58
Octubre 18.5 1.7 -117.0 14.14 1 12% El mismo 12% $ 11,557.61
Noviembre 48.2 4.4 -126.7 14.14 1 31% El mismo 31% $ 30,112.25
Diciembre 51.4 4.7 -136.1 14.14 1 34% El mismo 34% $ 32,111.41
Fuente: Propia.
88
Sistema para la alimentación de los sanitarios de la oficina:
Tabla 31. Método de la simulación baños oficina para el año de menor precipitación.
Tiempo Precipitación
(mm)
V afluente
(m³)
Volumen
(m³)
Demanda
(m³)
Falla
atendimiento
% Demanda mensual
Cubrir Calculado
% Demanda
mensual a
Cubrir Real
%
Reales
Ahorro en
pesos
Colombianos
Enero 11.3 1.98824 -8.8 10.8 1 18% El mismo 18% $ 13,472.80
Febrero 14 2.46330 -22.2 15.8 1 16% El mismo 16% $ 16,691.96
Marzo 20.8 3.65976 -33.7 15.2 1 24% El mismo 24% $ 24,799.49
Abril 10.1 1.77710 -53.9 22.0 1 8% El mismo 8% $ 12,042.06
Mayo 82.9 14.58626 -55.4 16.1 1 91% El mismo 91% $ 98,840.26
Junio 24.9 4.38116 -65.0 14.1 1 31% El mismo 31% $ 29,687.85
Julio 32.5 5.71838 -75.0 15.7 1 37% El mismo 37% $ 38,749.20
Agosto 9.8 1.72431 -89.2 15.9 1 11% El mismo 11% $ 11,684.37
Septiembre 39.4 6.93243 -97.0 14.8 1 47% El mismo 47% $ 46,975.95
Octubre 18.5 3.25508 -109.3 15.5 1 21% El mismo 21% $ 22,057.23
Noviembre 48.2 8.48079 -116.5 15.7 1 54% El mismo 54% $ 57,468.04
Diciembre 51.4 9.04383 -123.4 15.9 1 57% El mismo 57% $ 61,283.34
Fuente: Propia.
89
6.9.3. Dinero a ahorrar con el sistema
Se evaluó para los dos escenarios propuestos como sería el valor de ahorro en el
servicio de acueducto y alcantarillado para la empresa de HERRAJES DUDI S.A.S.
Periodo de alta precipitación: Como la empresa de acueducto y alcantarillado de
Bogotá realiza los cobros de forma bimensual entonces el valor aproximado que se
ahorrará bimensualmente será de:
Tabla 32. Valor monetario a ahorrar provisto para el año de mayor precipitación.
Ahorro Total Bimensual en Galvano $ 164,379.63
Ahorro bimensual en Baños de la planta $ 115,270.53
Ahorro bimensual en Baños de la oficina $ 162,329.14
Fuente: Propia
El ahorro total es bimensualmente de pesos colombianos $ 441,979.29
Periodo de menor precipitación: Como la empresa de acueducto y alcantarillado de
Bogotá realiza los cobros de forma bimensual entonces el valor aproximado que se
ahorrará bimensualmente será de:
Tabla 33. Valor monetario a ahorrar provisto para el año de menor precipitación.
Ahorro Total Bimensual en Galvano $ 137,901.43
Ahorro bimensual en baños de la planta $ 37,879.80
Ahorro bimensual en baños de la oficina $ 72,292.09
Fuente: Propia
El ahorro total es bimensualmente de pesos colombianos $ 248,073.32
90
7. Análisis De Costos
A continuación, se presenta el valor económico de la ejecución del proyecto en su totalidad:
Tabla 34. Análisis detallado de presupuesto
Herrajes DUDI S.A.S. Sistema de Captación de agua proveniente de la precipitación pluvial - Costos Sistema Captación
ANÁLISIS DETALLADO DE PRESUPUESTO
ÍTEM DESCRIPCIÓN TIPO U.M. Cantidad Valor Unitario Valor. Total
1 COSTOS MATERIALES INFRAESTRUCTURA
1.1 Almacenamiento UNITARIA $ 1,413,298
Tanque PAVCO de 1000 Litros INSUMO CANTIDAD 4 $ 340,939 $ 1,363,755
Kit Tanque Plástico INSUMO CANTIDAD 4 $ 12,386 $ 49,543
1.2 Sistema de Válvulas UNITARIA $ 662,415
Válvula de Bola de 1" INSUMO CANTIDAD 8 $ 12,445 $ 99,559
Válvula de Bola de 2" INSUMO CANTIDAD 10 $ 33,746 $ 337,462
Válvula de Bola de 1-1/4" INSUMO CANTIDAD 1 $ 15,604 $ 15,604
Válvula de Bola de 3" INSUMO CANTIDAD 5 $ 41,958 $ 209,790
91
Herrajes DUDI S.A.S. Sistema de Captación de agua proveniente de la precipitación pluvial - Costos Sistema Captación
ANÁLISIS DETALLADO DE PRESUPUESTO
ÍTEM DESCRIPCIÓN TIPO U.M. Cantidad Valor Unitario Valor. Total
1 COSTOS MATERIALES INFRAESTRUCTURA
1.3 Secciones de Tubería UNITARIA $ 904,888
Tubería de 2" INSUMO 6 metros 5 $ 92,988 $ 464,940
Tubería de 1" INSUMO 6 metros 6 $ 37,331 $ 223,987.68
Tubería de 1-1/4" INSUMO 6 metros 1 $ 46,441 $ 46,441.35
Tubería de 3" INSUMO 6 metros 3 $ 56,506 $ 169,519.23
1.4 Estructuras de Soporte UNITARIA $ 729,000
Estructura Metálica en aluminio de 2 m de alto INSUMO CANTIDAD 1 $ 405,000 $ 405,000
Estructura Metálica en aluminio de 1 m de alto INSUMO CANTIDAD 1 $ 202,500 $ 202,500
Placa Metálica Para Soporte De Tanque INSUMO CANTIDAD 1 $ 121,500 $ 121,500
92
Herrajes DUDI S.A.S. Sistema de Captación de agua proveniente de la precipitación pluvial - Costos Sistema Captación
ANÁLISIS DETALLADO DE PRESUPUESTO
ÍTEM DESCRIPCIÓN TIPO U.M. Cantidad Valor Unitario Valor. Total
1 COSTOS MATERIALES INFRAESTRUCTURA
1.5 Sistema de Tratamiento UNITARIA 1 $ 690,263
Antracita INSUMO Bultos 1 $ 34,263 $ 34,263
Arena INSUMO Bultos 2 $ 38,880 $ 77,760
Grava INSUMO Bultos 1 $ 28,350 $ 28,350
Tubo PVC Sanitario 8" INSUMO 1 metro 1 $ 85,050 $ 85,050
Caneca de 30 gal INSUMO CANTIDAD 2 $ 45,360 $ 90,720
Lamina de Policarbonato de 3 mm de Grosor INSUMO 1.22 m X 2.44 m 1 $ 374,120 $ 374,120
1.6 Accesorios PVC UNITARIA $ 410,994
Codos 90° PVC Sanitaria 3" INSUMO CANTIDAD 3 $ 6,712 $ 20,134.98
Codos 90° PVC 1" INSUMO CANTIDAD 9 $ 1,763 $ 15,863
Codos 90° PVC 2" INSUMO CANTIDAD 7 $ 10,365 $ 72,553.32
T PVC 2" INSUMO CANTIDAD 4 $ 16,039 $ 64,157.40
T PVC 1" INSUMO CANTIDAD 1 $ 2,454 $ 2,454
Reducción de PVC 2" a 1" INSUMO CANTIDAD 1 $ 4,923 $ 4,923.18
T sanitaria 3" INSUMO CANTIDAD 3 $ 7,417 $ 22,251.51
Flotador Eléctrico Pearl03 16a 3mt Pearl Technologiestrade INSUMO CANTIDAD 4 $ 52,164 $ 208,656.00
93
Herrajes DUDI S.A.S. Sistema de Captación de agua proveniente de la precipitación pluvial - Costos Sistema Captación
ANÁLISIS DETALLADO DE PRESUPUESTO
ÍTEM DESCRIPCIÓN TIPO U.M. Cantidad Valor Unitario Valor. Total
1 COSTOS MATERIALES INFRAESTRUCTURA
1.7 Bombas UNITARIA $ 328,050
Bomba De Agua Periférica Toolcraft 1/2hp Tc2666 INSUMO CANTIDAD 3 $ 109,350 $ 328,050
1.8 Insumos Adicionales UNITARIA $ 69,566
Pegamento PAVCO de PVC 1/8 Galones INSUMO CANTIDAD 1 $ 46,158 $ 46,158
Limpiador PAVCO tubería PVC 300 grms INSUMO CANTIDAD 1 $ 23,408 $ 23,408.19
2 COSTOS POR SERVICIOS
2.1 Análisis Calidad del agua UNITARIA $ 249,480
Análisis Fisico-Quimico-Microbiologico del agua SERVICIO UNITARIO 1 $ 249,480 $ 249,480
2.2 Mano de Obra UNITARIA $ 781,204
Oficial Plomero SERVICIO HORA 40 $ 11,414 $ 456,568
Ayudante Plomero SERVICIO HORA 40 $ 8,116 $ 324,637
El Análisis Detallado de Presupuesto anterior presenta el costo sin incluir el IVA.
Fuente: Propia.
94
Los costos presentados en la tabla 34 están estimados con base a los precios de PAVCO para el año 2017, y teniendo en cuenta los precios más
recientes encontrados tomando como referencia base el año 2017, (PAVCO, 2017).
Tabla 35. Costos Totales
Costo Total Sin IVA $ 6,239,158
Valor IVA $ 1,185,440
Costo Total Con IVA $ 7,424,598
Fuente: Propia
Los costos totales presentados en la tabla 35 establecen el precio de todo el proyecto teniendo en cuenta el IVA para el año 2017, es decir el
costo sin IVA es el costo total menos el 19% del valor total del proyecto.
Cabe aclarar adicionalmente que dentro del presupuesto presentado en la tabla 34, se encuentran todos los materiales para la construcción del
sistema de aprovechamiento de agua proveniente de la precipitación pluvial.
A continuación, se presentan los costos por cada sub sistema diseñado, para la aclaración de las componentes constructivas de cada uno.
95
Tabla 36. Costos para el sistema de la Planta Galvánica
Costo sistema de alimentación de la planta galvánica
ÍTEM TIPO COSTO CANTIDAD IVA TOTAL
1 Filtro de Agua $ 660,043.75 $ 125,408.31 $ 785,452.07
Arena INSUMO $ 38,880 1 $ 7,387.20 $ 46,267.20
Grava INSUMO $ 28,350 1 $ 5,386.50 $ 33,736.50
Válvula de Bola 1" INSUMO $ 24,889.68 2 $ 4,729.04 $ 29,618.72
Tubo PVC 1" RDE 13.5 INSUMO $ 37,331 1 $ 7,092.94 $ 44,424.22
Caneca 30 gal INSUMO $ 45,360 1 $ 8,618.40 $ 53,978.40
Bomba De Agua Periférica Toolcraft
1/2hp Tc2666 INSUMO $ 109,350 1 $ 20,776.50 $ 130,126.50
Codo 90° PVC 1" INSUMO $ 1,763 1 $ 334.89 $ 2,097.45
Cilindro PC INSUMO $ 374,120 1 $ 71,082.84 $ 445,203.08
2 Sistema de Aducción de agua $ 189,797.58 $ 36,061.54 $ 225,859.12
Tubería 3" PVC INSUMO $ 56,506 1 $ 10,736.22 $ 67,242.63
T Sanitaria PVC 3" INSUMO $ 7,417 1 $ 1,409.26 $ 8,826.43
Válvula de Bola 3" INSUMO $ 125,874 3 $ 23,916.06 $ 149,790.06
3 Sistema de Almacenamiento de agua $ 555,824.43 $ 105,606.64 $ 661,431.07
Tanque de 1000 L PAVCO INSUMO $ 340,939 1 $ 64,778.36 $ 405,717.08
Estructura Metálica en aluminio de 1 m de
alto INSUMO $ 202,500 1 $ 38,475.00 $ 240,975.00
Kit de Tanque INSUMO $ 12,386 1 $ 2,353.28 $ 14,738.99
4 Sistema de Control $ 52,164 $ 9,911.16 $ 62,075.16
Flotador Eléctrico Pearl03 16a 3mt Pearl
Technologiestrade INSUMO $ 52,164 1 $ 9,911.16 $ 62,075.16
VALOR TOTAL $ 1,734,817
96
Fuente: Propia
Tabla 37. Costo sistema de alimentación baños planta
Costo sistema de alimentación baños planta
ÍTEM TIPO COSTO CANTIDAD IVA TOTAL
1 Sistema de Aducción de agua $ 683,611.65 $ 129,886.21 $ 813,497.86
Tubería 2" PVC RDE 21 INSUMO $ 278,964 3 $ 53,003.16 $ 331,967.16
Tubería 3" PVC INSUMO $ 56,506 1 $ 10,736.22 $ 67,242.63
Válvula de Bola 3" INSUMO $ 41,958 1 $ 7,972.02 $ 49,930.02
T PVC 2" INSUMO $ 48,118.05 3 $ 9,142.43 $ 57,260.48
Codo 90° Sanitaria PVC 3" INSUMO $ 6,712 1 $ 1,275.22 $ 7,986.88
Codo 90° PVC 2" INSUMO $ 41,459.04 4 $ 7,877.22 $ 49,336.26
Válvula de Bola 2" INSUMO $ 202,477.32 6 $ 38,470.69 $ 240,948.01
T Sanitaria PVC 3" INSUMO $ 7,417.17 1 $ 1,409.26 $ 8,826.43
2 Sistema de Almacenamiento de
agua $ 474,824.43 $ 90,216.64 $ 565,041.07
Tanque de 1000 L PAVCO INSUMO $ 340,939 1 $ 64,778.36 $ 405,717.08
Placa Metálica Para Soporte De
Tanque INSUMO $ 121,500 1 $ 23,085.00 $ 144,585.00
Kit de Tanque INSUMO $ 12,386 1 $ 2,353.28 $ 14,738.99
3 Sistema de Control $ 52,164 $ 9,911.16 $ 62,075.16
Flotador Eléctrico Pearl03 16a
3mt Pearl Technologiestrade INSUMO $ 52,164 1 $ 9,911.16 $ 62,075.16
VALOR TOTAL $ 1,440,614
Fuente: Propia
97
Tabla 38. Costo sistema de alimentación de los baños de la oficina
Costo Sistema de Alimentación de los Baños de la Oficina
ÍTEM TIPO COSTO CANTIDAD IVA TOTAL
1 Filtro de Agua $ 378,649.08 $ 71,943.33 $ 450,592.41
Arena INSUMO $ 38,880 1 $ 7,387.20 $ 46,267.20
Antracita INSUMO $ 34,263 1 $ 6,509.97 $ 40,772.97
Válvula de Bola 1" INSUMO $ 24,889.68 2 $ 4,729.04 $ 29,618.72
Tubo PVC 1" RDE 13.5 INSUMO $ 37,331 1 $ 7,092.94 $ 44,424.22
Caneca 30 gal INSUMO $ 45,360 1 $ 8,618.40 $ 53,978.40
Bomba De Agua Periférica Toolcraft 1/2hp Tc2666 INSUMO $ 109,350 1 $ 20,776.50 $ 130,126.50
Codo 90° PVC 1" INSUMO $ 3,525.12 2 $ 669.77 $ 4,194.89
Tubo PVC Sanitario 8" INSUMO $ 85,050 1 $ 16,159.50 $ 101,209.50
2 Sistema de Aducción de agua $ 845,014.41 $ 160,552.74 $ 1,005,567.15
Tubo PVC 1" RDE 13.5 INSUMO $ 149,325.12 4 $ 28,371.77 $ 177,696.89
Tubo de PVC 1-1/4" RDE 21 INSUMO $ 15,604 1 $ 2,964.73 $ 18,568.57
T Sanitaria PVC 3" INSUMO $ 7,417 1 $ 1,409.26 $ 8,826.43
Tubería 2" PVC RDE 21 INSUMO $ 185,976 2 $ 35,335.44 $ 221,311.44
Válvula de Bola 1" INSUMO $ 49,779.36 4 $ 9,458.08 $ 59,237.44
Bomba De Agua Periférica Toolcraft 1/2hp Tc2666 INSUMO $ 109,350 1 $ 20,776.50 $ 130,126.50
Tubería 3" PVC INSUMO $ 56,506 1 $ 10,736.22 $ 67,242.63
Codos 90° PVC 1" INSUMO $ 10,575.36 6 $ 2,009.32 $ 12,584.68
Codos 90° PVC Sanitaria 3" INSUMO $ 13,423.32 2 $ 2,550.43 $ 15,973.75
Válvula de Bola de 2" INSUMO $ 134,984.88 4 $ 25,647.13 $ 160,632.01
Válvula de Bola de 1-1/4" INSUMO $ 15,604 1 $ 2,964.73 $ 18,568.57
Codos 90° PVC 2" INSUMO $ 31,094.28 3 $ 5,907.91 $ 37,002.19
98
Costo Sistema de Alimentación de los Baños de la Oficina
ÍTEM TIPO COSTO CANTIDAD IVA TOTAL
2 Sistema de Aducción de agua $ 845,014.41 $ 160,552.74 $ 1,005,567.15
T PVC 1" INSUMO $ 2,454.30 1 $ 466.32 $ 2,920.62
T PVC 2" INSUMO $ 16,039 1 $ 3,047.48 $ 19,086.83
Reducción de PVC 2" a 1" INSUMO $ 4,923 1 $ 935.40 $ 5,858.58
Válvula de Bola 3" INSUMO $ 41,958 1 $ 7,972.02 $ 49,930.02
3 Sistema de Almacenamiento de agua $ 1,111,648.86 $ 211,213.28 $ 1,322,862.14
Tanque de 1000 L PAVCO INSUMO $ 681,877.44 2 $ 129,556.71 $ 811,434.15
Estructura Metálica en aluminio de 2 m de alto INSUMO $ 405,000 1 $ 76,950.00 $ 481,950.00
Kit de Tanque INSUMO $ 24,771.42 2 $ 4,706.57 $ 29,477.99
4 Sistema de Control $ 104,328 $ 19,822.32 $ 124,150.32
Flotador Eléctrico Pearl 03 16a 3mt Pearl Technologiestrade INSUMO $ 104,328 2 $ 19,822.32 $ 124,150.32
VALOR TOTAL $ 2,903,172
Fuente: Propia
7.1. Cálculo de la tasa interna de retorno
Se calculó el comportamiento del proyecto con base al periodo de más altas precipitaciones y con el periodo de menos precipitaciones. Se
contempló el comportamiento hidrológico para poder estimar un valor representativo de ingresos para realizar el flujo de efectivo. Este valor de
ingresos se asumió a partir del valor bimensual que se dejará de pagar por el servicio de acueducto y alcantarillado.
99
Para el cálculo de la tasa interna de retorno se tomaron los siguientes datos:
Tabla 39. Datos iniciales para cálculo de la TIR
Costo del Sistema $ 7,424,598.19
Valor del m³ de Agua (ACUEDUCTO +
ALCANTARILLADO) $ 6,777.16
Ingresos primer año $ 2,070,157.83
Aumento en la tarifa Anual 2%
Costo de Mantenimiento Anual $ 120,000.00
Análisis de Agua Anual $ 297,000.00
Vida Útil del Sistema 10 años
Aumento mantenimiento anual 5.00%
Fuente: Propia
Tabla 40. Tasa Interna de Retorno
Tasa de interés 0.19913
Valor Presente Neto $ 0.00
Tasa de Interna de Retorno 19.913%
Fuente: Propia
100
Tabla 41. Flujo de Efectivo
AÑO AÑO Ingresos Egresos Flujo de Efectivo Valor Presente
Costo Mantenimiento Anual 2016 0 $
- $ 7,424,598.19 -$ 7,424,598.19 ($7,424,598.19)
$
120,000.00 2017 1 $ 2,070,157.83
$
417,000.00 $ 1,653,157.83 $1,378,628.36
$
126,000.00 2018 2 $ 2,111,560.99
$
423,000.00 $ 1,688,560.99 $1,174,309.39
$
132,300.00 2019 3 $ 2,153,792.21
$
429,300.00 $ 1,724,492.21 $1,000,137.95
$
138,915.00 2020 4 $ 2,196,868.05
$
435,915.00
$
1,760,953.05 $851,685.67
$
145,860.75 2021 5 $ 2,240,805.41
$
442,860.75
$
1,797,944.66 $725,171.58
$
153,153.79 2022 6 $ 2,285,621.52
$
450,153.79
$
1,835,467.73 $617,367.98
$
160,811.48 2023 7 $ 2,331,333.95
$
457,811.48
$
1,873,522.47 $525,519.87
$
168,852.05 2024 8 $ 2,377,960.63
$
465,852.05
$
1,912,108.58 $447,276.08
$
177,294.65 2025 9 $ 2,425,519.84
$
474,294.65
$
1,951,225.19 $380,630.35
$
186,159.39 2026 10 $ 2,474,030.24
$
483,159.39
$
1,990,870.85 $323,870.95
Fuente: Propia
101
8. Análisis De Resultados
A partir de la metodología propuesta se llevó a cabo el diseño de un sistema de
aprovechamiento de agua de lluvia compuesto por un sistema de captación y un sistema
de tratamiento el cual consigue abastecer 71% de la demanda de la planta galvánica, el
60% de los baños de la planta (solo sanitarios), y el 74% de la demanda de los baños de
las oficinas. Estos datos representan la disponibilidad de agua en una época de lluvia es
decir durante el transcurso del fenómeno de la niña. Durante el transcurso del fenómeno
del niño los porcentajes son: 32% de la demanda de la planta galvánica, 20% de la
demanda de los baños de la planta (solo sanitarios), y el 35% de la demanda de los baños
de las oficinas. Estos porcentajes fueron obtenidos a partir del método de la simulación.
Con esto es necesario aclarar que el porcentaje de eficiencia del sistema varía en función
del comportamiento climatológico en la ciudad de Bogotá y el comportamiento
hidrológico registrado por el IDEAM.
A continuación, se presenta una tabla y unas gráficas en las cuales se puede observar
los periodos de ocurrencia de los fenómenos hidrológicos del niño y la niña y su
intensidad.
Tabla 42. Comportamiento del fenómeno hidrológico del niño y la niña
FENÓMENO INICIA FINALIZA
El niño Enero 1998 Junio 1998
La niña Junio 1998 Marzo 2001
El niño Abril 2002 Abril 2003
El niño Mayo 2004 Marzo 2005
El niño Julio 2006 Febrero 2007
La niña Agosto 2007 Junio 2008
Fuente: (Climate Prediction Center Internet Team. National Water Service. , 2016)
102
Figura 25. Épocas de Comienzo y Finalización del fenómeno hidrológico de la niña. Fuente: (Instituto
de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales. IDEAM., 2014).
Figura 26. Épocas de Comienzo y Finalización del fenómeno hidrológico del niño. Fuente: (Instituto de
Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales. IDEAM., 2014)
103
Como se puede evidenciar a partir de las gráficas número 4 y 5, los fenómenos
hidrológicos de la niña y el niño varían en función de su intensidad. Cabe aclarar que los
dos escenarios evaluados a partir del método de la simulación fueron un periodo de fuerte
intensidad para el fenómeno de la niña y otro periodo de fuerte intensidad para el niño.
Por ende, los volúmenes obtenidos a partir del diseño del sistema expresan los valores
limites que puede manejar el sistema. Con lo anterior se puede demostrar que a pesar de
que los volúmenes de agua durante un periodo muy fuerte del niño son muy bajos, se
sigue generando un ahorro significativo.
Cabe resaltar que con el método de la simulación se muestra que los volúmenes
residuales y afluentes no serán suficientes para cubrir en un 100 % la demanda de las
instalaciones en la planta, sin embargo, el porcentaje de falla mensual para los sistemas
diseñados nunca alcanzará el 100%.
A continuación, se presenta una gráfica en la cual se muestra el porcentaje de falla
existente según el diseño durante los periodos de la niña y el niño.
Figura 27. Porcentajes de riesgo de falla para cada subsistema. Fuente: Propia
Baños Planta Baños Oficinas Galvanizado
Niño 80% 65% 68%
Niña 40% 26% 29%
80%
65%68%
40%
26%29%
Po
rcen
taje
de F
all
a d
el S
iste
ma
%
Porcentaje de Falla de los Sistemas
104
Figura 28. Periodo de retorno de la Inversión Inicial. Fuente: Propia
Como se puede observar en el anterior gráfico el punto de intersección entre la línea
recta anaranjada y la azul representa el punto en el que el flujo de efectivo y el valor de
la deuda inicial se igualan. Por lo tanto, a partir de este periodo se empiezan a generar
ganancias para la empresa de HERRAJES DUDI S.A.S, a partir de la construcción del
sistema diseñado.
$3,341,718.82
$5,066,211.02
$6,827,164.07
$8,625,108.74
$10,460,576.47
$12,334,098.94
$14,246,207.52
$16,197,432.71
$18,188,303.56
$2,000,000.00
$4,000,000.00
$6,000,000.00
$8,000,000.00
$10,000,000.00
$12,000,000.00
$14,000,000.00
$16,000,000.00
$18,000,000.00
$20,000,000.00
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
PES
OS
TIEMPO TRANSCURRIDO EN AÑOS
Periodo de Recuperación de la Inversión Inicial
Flujo de Efectivo Inversion Inicial
105
9. Conclusiones Y Recomendaciones
Con base en los resultados obtenidos, es evidente que el sitio es adecuado para la
construcción del sistema de aprovechamiento de agua proveniente de la precipitación
pluvial. Los valores de precipitación total mensual evidencian claramente a partir del
método de la simulación que los volúmenes no son suficientes para cubrir el cien por
ciento de la demanda, pero a pesar de eso se puede cubrir un gran porcentaje del agua que
se consume en la fábrica de HERRAJES DUDI S.A.S.
Los diseños llevados a cabo para un periodo de retorno de 5 años y una duración de
cinco minutos, en referencia al sistema de evacuación de aguas de lluvia. Se contemplaron
dos periodos anuales totalmente distintos para poder estimar el valor real de agua que se
puede obtener a partir del sistema, de modo que el ahorro obtenido a partir de la
implementación del sistema depende si el periodo de lluvias durante determinado año es
un periodo seco o húmedo.
El proyecto es viable puesto que en un periodo de cuatro años el valor inicial de la
inversión es recuperado en su totalidad. Si se presentaran predominantemente periodos
del fenómeno del niño el valor de la inversión inicial será recuperado en diez años.
La presión en cada ramal de tubería es la requerida para garantizar el funcionamiento
en los puntos de utilización del sistema. La presión en puntos de utilización que no sean
válvulas de descarga es mayor a 5 KPa, es decir los lavamanos de las oficinas y los
sanitarios de la planta los cuales van a funcionar por medio de caja de descarga. En los
sanitarios de las oficinas se garantiza una presión mayor a 15 KPa, lo que asegura el
funcionamiento de los sanitarios con válvula de descarga.
106
El diseño del sistema de filtración es necesario debido que el análisis de la muestra de
agua arrojó que el valor de Nitritos esta 0.05 mg/L por encima del valor aceptado por la
resolución 2115 de 2007.
A partir de la obtención de la demanda de galvano y vibrado de la planta se determina
que el sistema de la planta solo logra abastecer el proceso de galvanizado. Puesto que la
demanda del proceso de vibrado es demasiado alta y no amerita el montaje de un sistema
de filtración. Por tal razón se decide montar un filtro de arena para suministrarle agua al
proceso de galvanizado el cual requiere un agua de mayor calidad para garantizar en un
100% la eficiencia del proceso.
El sistema diseñado de captación independiente está compuesto por un tanque inferior
y un tanque superior el cual posee un sistema de bombeo para la alimentación del tanque
que se encuentra ubicado en el tejado. Este sistema funciona por gravedad y alimenta el
sistema de filtración. Posteriormente el agua es distribuida a los lavamanos y sanitarios
de las oficinas.
Por medio del método de la simulación se determinó que el sistema no logra abastecer
el 31% de la demanda durante el periodo del fenómeno de la niña para la planta galvánica,
en cuanto a los baños de la planta el porcentaje de falla del sistema es de un 40% en el
mismo periodo. Para el sistema de los baños de las oficinas el porcentaje de falla es de
26%. Para el periodo del fenómeno del niño el porcentaje de falla para la planta galvánica
es de un 68%, para los baños de la planta 80% y para los baños de las oficinas es de un
65%.
107
10. Referencias
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EyGiIpcEEnMkxOmCcWArrSv872fhMd3NgaK26GKPBORf_k__8xxYRyE2B
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112
11. Anexos
Anexo A – Certificado de análisis realizado por INTERLABCO S.A.S
113
114
Anexo B – Grafico para el dimensionamiento de la red de distribución de agua
115
Anexo C – Datos hidrológicos suministrados por el IDEAM
INSTITUTO DE HIDROLOGÍA, METEOROLOGÍA Y ESTUDIOS AMBIENTALES - IDEAM
VALORES TOTALES MENSUALES DE PRECIPITACIÓN
AÑO ENERO FEBRE MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOST SEPTI OCTUB NOVIE DICIE Valor Anual
1998 102.2 117 19.3 54.1 292.6
1999 30.2 100.7 27.3 67.5 34.8 97.1 10 44.1 79.5 83 28.9 30.9 634
2000 15.8 112.3 95.4 57.1 77.4 58.6 48 50 56.1 57.8 25.1 14.6 668.2
2001 11.3 14 20.8 10.1 82.9 24.9 32.5 9.8 39.4 18.5 48.2 51.4 363.8
2002 10.5 15.5 59.1 54.2 66.8 37.1 13.4 21.8 83.6 62.2 54.1 31.1 509.4
2003 1.7 12.1 48.9 50.7 20.1 44.7 31.7 13.2 24.3 100.6 88.5 20.2 456.7
2004 16.5 52.3 40.8 140.2 121 61.3 11.7 87.1 60.2 13.9 605
2005 15.6 29.4 38.5 63.4 119.2 26.8 35.3 45.3 53.8 86.9 44.4 40 598.6
2006 22.7 10.4 97.5 109.2 114 102.7 30.2 41.3 76.1 65.8 14.1 684
2007 30.5 68 40.2 138.7
2008 16 48.4 84.3 168.1 168.3 108.8 75.9 57.1 26.8 91.5 126 54.2 1025.4
2009 60.6 96.7 48.1 30.4 34.3 32.5 14 148.2 61.5 10.6 536.9
2010 0.8 18.5 30.9 177.8 159.1 90.7 118.8 44.3 69.7 119.8 214.3 175.5 1220.2
2011 38.1 43.5 128.9 194.9 112.3 42.6 38.5 57.9 24.8 126.8 160.5 97.7 1066.5
2012 20.6 53.3 106.2 174.9 37.9 32.5 32.9 42.2 11.9 102.6 46.3 47.7 709
2013 2.5 62.5 100.3 165.3
2014 18.2 52.9 49.9 64 66.7 48.2 22.6 19.3 44.8 88.9 105.4 97.1 678
2015 42.5 17.5 57.2 49.3 27 42.7 37 24.7 30.3 328.2
116
INSTITUTO DE HIDROLOGÍA, METEOROLOGÍA Y ESTUDIOS AMBIENTALES - IDEAM
VALORES MÁXIMOS MENSUALES DE PRECIPITACIÓN (mms) EN 24 HORAS
AÑO ENERO FEBRE MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOST SEPTI OCTUB NOVIE DICIE
1998 33.6 47.5 5.4 13.6
1999 9.5 20.7 9.5 16.5 11.2 18.1 4.5 16.8 15.8 16.7 10.3 9.4
2000 9.1 25.5 23.3 21.5 16.2 32.2 21.6 24.1 10.8 16.5 7.6 8.2
2001 7.2 6.2 5.9 4.7 16.3 10.2 13.8 7.7 10 14 17.2
2002 8.6 9.5 11.3 9.9 17.5 20.1 4.7 5.4 60 19.2 14.6 8.4
2003 1.7 5 14.8 10 11.3 7.5 3.8 9.1 46.4 21 8.5
2004 10 28 28.3 7.1 3.5 14.2 11.9 4.9
2005 4.6 10.7 7.6 13.6 25.8 6 15.8 13.7 14.9 13.6 11.4
2006 8.2 2.9 16.5 21.7 27.8 16.7 11.2 6.9 11.2 20.2
2007 11.8 17.4 20.2
2008 14.1 10.4 25.5 43.6 80.6 32.6 37.4 12.6 8.8 25.5 20 14.5
2009 13 29.6 11 17.6 16 6.3 9.6 43 31.5 7.7
2010 0.4 7.7 7.3 31.4 28.3 29.2 24.2 7.6 20.4 22.3 31 37.4
2011 9.2 14.1 24.9 22.8 20 18.8 16.5 22.2 9.3 20.4 26 24.7
2012 6.8 21 23.3 40.7 10.3 5.6 8.1 10.4 3.2 32.1 15.3 12.5
2013 2.5 15.6 34.6
2014 13.6 14.5 13.5 14.1 27.1 12.5 7.8 8.2 20.3 23.6 30 28.4
2015 13.1 10.7 18 30 11.5 12.2 9.5 6.7 18.5
117
INSTITUTO DE HIDROLOGÍA, METEOROLOGÍA Y ESTUDIOS AMBIENTALES - IDEAM
VALORES N° DE DÍAS MENSUALES DE PRECIPITACIÓN
AÑO ENERO FEBRE MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOST SEPTI OCTUB NOVIE DICIE
1998 17 17 12 15
1999 9 21 21 16 13 19 10 13 17 16 17 17
2000 8 19 20 17 24 17 17 17 19 17 10 12
2001 5 8 10 10 21 22 15 13 13 9 15 13
2002 6 7 15 14 17 16 11 9 10 12 10 6
2003 1 8 13 12 11 16 16 13 10 16 18 13
2004 5 9 9 18 19 19 7 19 21 9
2005 12 8 15 21 23 17 16 16 14 21 9 9
2006 8 9 19 17 18 18 17 10 18 9 11
2007 6 17 10
2008 4 9 12 19 13 16 19 20 14 19 21 14
2009 11 15 12 10 11 13 6 13 12 4
2010 2 9 9 24 24 20 22 15 18 16 25 20
2011 13 17 19 26 20 14 13 13 9 24 24 18
2012 13 12 21 20 19 15 17 21 8 13 11 11
2013 1 13 16
2014 5 17 15 18 18 21 18 19 11 17 20 17
2015 9 5 15 14 11 21 18 13 8
118
ANEXO D
119
120
121
122
123
