Trabajo #2 acueductos

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TRABAJO #2 CRECIMIENTO POBLACIONAL Y DEMANDA DE AGUA JAIR ALBERTO CARDENAS FIGUEROA CARLOS ALBERTO CASTRO SANCHEZ CAMILO ANDRES CASTELLANOS GAMBOA JOSUE EMMANUEL SANCHEZ GALVAN UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER FACULTAD DE INGENIERIA INGENIERIA CIVIL NORTE DE SANTANDER, SAN JOSE DE CUCUTA 2016

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TRABAJO #2

CRECIMIENTO POBLACIONAL Y DEMANDA DE AGUA

JAIR ALBERTO CARDENAS FIGUEROA

CARLOS ALBERTO CASTRO SANCHEZ

CAMILO ANDRES CASTELLANOS GAMBOA

JOSUE EMMANUEL SANCHEZ GALVAN

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER

FACULTAD DE INGENIERIA

INGENIERIA CIVIL

NORTE DE SANTANDER, SAN JOSE DE CUCUTA

2016

Page 2: Trabajo #2 acueductos

TRABAJO #2

CRECIMIENTO POBLACIONAL Y DEMANDA DE AGUA

CAMILO ANDRES CASTELLANOS GAMBOA

CODIGO: 1111741

CARLOS ALBERTO CASTRO SANCHEZ

CODIGO: 1111792

JOSUE EMMANUEL SANCHEZ GALVAN

CODIGO: 1111755

JAIR ALBERTO CARDENAS FIGUEROA

CODIGO: 1112037

PRESENTADO A: ING. JAIME BARAJAS LEON

SISTEMA DE ACUEDUCTOS - C

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER

FACULTAD DE INGENIERIA

INGENIERIA CIVIL

NORTE DE SANTANDER, SAN JOSE DE CUCUTA

2016

Page 3: Trabajo #2 acueductos

INTRODUCCION

El siguiente trabajo determinaremos y analizaremos el crecimiento poblacional y

demanda de agua en 2 municipios en Norte de Santander, uno grande y uno

pequeño poblacionalmente.

Se hará una proyección de la población mediante el método aritmético o

geométrico de los 2 municipios para determinar el nivel de complejidad e

identificaremos el horizonte del proyecto.

Para cada año proyectado de los 2 municipios, calcularemos lo siguiente:

Consumo medio diario, Consumo máximo diario, Caudal medio diario, Caudal

máximo diario y Caudal máximo horario.

A través del RAS TITULO B, podremos analizar el crecimiento poblacional,

insumos y caudales para los 2 municipios proyectados.

Cuando tengamos la información de los consumos podremos empezar a analizar

cómo va a ser el comportamiento de nuestros afluentes que alimentan el sistema.

Page 4: Trabajo #2 acueductos

OBJETIVOS

Determinar el horizonte del proyecto y el nivel de complejidad de 2

municipios en Norte de Santander, uno grande y uno pequeño.

Calcular las proyecciones de población de acuerdo al RAS de los 2

municipios.

Determinar para cada año proyectado el Consumo medio diario y Consumo

máximo diario.

Determinar para cada año proyectado el Caudal medio diario, Caudal

máximo diario y Caudal máximo horario.

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CRECIMIENTO POBLACIONAL Y DEMANDA DE AGUA

Se desea proyectar la población y la demanda de agua de Pamplona y Santiago,

municipios que hacen parte del norte de Santander.

MUNICIPIO DE PAMPLONA.

1. Determinar el horizonte del proyecto.

El horizonte del proyecto para el municipio turístico y estudiantil de Pamplona, nos

lleva a pensar en ciertos contextos económicos, políticos y sociales que nos ayuden a entender cuál será la mejor proyección de años de funcionamiento de nuestro sistema de acueducto y aún más teniendo en cuenta que muy

probablemente la cantidad de habitantes que tendremos al termino del año horizonte nos obligara a crear unos diseños y especificaciones con un nivel de

complejidad alto ,haciendo una optimización del nivel actual del acueducto que se encuentra en un medio alto debido a su población en el año de inicio de obras.

El contexto económico del municipio de pamplona gira en torno al turismo religioso y a su condición de ciudad estudiantil , teniendo en cuenta que geográficamente

este , también se encuentra en una vía nacional que conecta con el centro y el oriente del país , convirtiéndolo además en un enclave geográfico que nos comunica con las regiones más productivas a nivel nacional.

La tasa de crecimiento si bien es baja también tiene una alta probabilidad de

crecimiento en los siguientes años, pero también no se espera que salga más allá de las estimaciones que nos presenta el DANE, y que para la realización de nuestra obra no se convertirá en una variable especulativa que nos obligue a bajar

la proyección de años de la misma.

Teniendo unos buenos índices tanto en el crecimiento poblacional, como en la estabilidad económica, lo único que nos faltaría por analizar son los afluentes que suministraran el recurso vital, y en este sentido la ubicación de pamplona nos

permite predecir que con unas políticas ambientales protectores de los páramos aledaños, tendrán al termino del año horizonte unos suministros de agua

medianamente asegurados que permiten el funcionamiento del mismo acueducto. Ya teniendo esta contextualización del municipio se ha decidido tener el horizonte del proyecto para el año 2050, teniendo en cuenta que este empezara a funcionar

el año 2020 dando una duración para la próxima optimización de 30 años, el inicio del proyecto se dará en octubre del 2016 y se entregara el 3 de enero del año

2020.

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2. Determinar el nivel de complejidad

Los niveles de complejidad hacen referencia a la capacidad que tendrá el sistema

para suministrar el servicio de acuerdo. La norma establece algunos criterios para la clasificación de los niveles de complejidad teniendo en cuenta el número de habitantes y el factor económico de la población La siguiente tabla resume lo

anterior.

*RAS 2000 – CAPÍTULO A. TABLA A.3.1

La población de la ciudad de Pamplona según el último censo del DANE en el año

2005 es de 53.158 habitantes y las proyecciones futuras al año horizonte del proyecto que es para el 2050 serán de 73921,9843 habitantes, con el cumplimiento y aplicación del RAS, nuestro sistema de acueducto tiene que tener un nivel de complejidad ALTO.

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3. Hacer las proyecciones de población, al año horizonte, por los métodos

aritmético y geométrico

PAMPLONA

METODO ARITMETICO

Puc Pci Tuc Tci 59334 53158 2020 2005

Tf Pf

2005 53158 2010 55216,66667 2020 59334 2050 71686

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060

PO

BLA

CIO

N

AÑO

METODO ARITMETICO

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PAMPLONA

METODO GEOMETRICO

Puc Pci Tuc Tci r

2901 2679 2020 2005 0,00532157

Tf Pf

2005 53158

2010 55141,7186

2020 59334

2050 76680,5609

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060

PO

BLA

CIO

N

AÑO

METODO GEOMETRICO

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4. Con el método definido hacer las proyecciones de población año a año

hasta el año horizonte.

Basados en técnicas estadísticas de proyección de poblaciones la regresión que

mejor describe el crecimiento poblacional en la regresión exponencial aplicada al

método geométrico.

PAMPLONA METODO GEOMETRICO

Puc Pci Tuc Tci r

59334 53158 2020 2005 0,0073545

Tf Pf 2019 58900,81367 2020 59334 2021 59770,3722 2022 60209,95369

2023 60652,7681

2024 61098,83918 2025 61548,19089 2026 62000,84737 2027 62456,83291 2028 62916,17199 2029 63378,88929 2030 63845,00965 2031 64314,55808 2032 64787,55982 2033 65264,04025 2034 65744,02496 2035 66227,53971 2036 66714,61048 2037 67205,26341 2038 67699,52485 2039 68197,42134 2040 68698,97962 2041 69204,2266

Page 10: Trabajo #2 acueductos

2042 69713,18943 2043 70225,89543 2044 70742,37212 2045 71262,64725 2046 71786,74874 2047 72314,70474 2048 72846,54359 2049 73382,29385 2050 73921,9843

5. Determinar para cada año y cada municipio, los siguientes valores:

Consumo medio diario, Consumo máximo diario, caudal medio diario,

caudal máximo diario, caudal máximo horario.

C. DOMESTICO 140 L/hab*dia

K1 1,2

OTROS USOS 35 L/hab*dia

K2 1,5

D.NETA 175 L/hab*dia

%PERDIDAS 0,25

D.BRUTA 233,333333 L/hab*dia

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 2055

POB

LACI

ON

AÑO

METODO GEOMETRICO

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AÑO POBLACION P.

FLOTANTE P. TOTAL

C.MEDIO DIARIO

C.MAX DIARIO

Q.MEDIO DIARIO

Q.MAX DIARIO

Q.MAX HORARIO

2019 58900,81 5890,08 64790,90 15117875,5 18141450,6 174,98 209,97 314,96

2020 59334,00 5933,40 65267,40 15229060 18274872 176,26 211,51 317,27

2021 59770,37 5977,04 65747,41 15341062,2 18409274,6 177,56 213,07 319,61

2022 60209,95 6021,00 66230,95 15453888,1 18544665,7 178,86 214,64 321,96

2023 60652,77 6065,28 66718,04 15567543,8 18681052,6 180,18 216,22 324,32

2024 61098,84 6109,88 67208,72 15682035,4 18818442,5 181,51 217,81 326,71

2025 61548,19 6154,82 67703,01 15797369 18956842,8 182,84 219,41 329,11

2026 62000,85 6200,08 68200,93 15913550,8 19096261 184,18 221,02 331,53

2027 62456,83 6245,68 68702,52 16030587,1 19236704,5 185,54 222,65 333,97

2028 62916,17 6291,62 69207,79 16148484,1 19378181 186,90 224,28 336,43

2029 63378,89 6337,89 69716,78 16267248,3 19520697,9 188,28 225,93 338,90

2030 63845,01 6384,50 70229,51 16386885,8 19664263 189,66 227,60 341,39

2031 64314,56 6431,46 70746,01 16507403,2 19808883,9 191,06 229,27 343,90

2032 64787,56 6478,76 71266,32 16628807 19954568,4 192,46 230,96 346,43

2033 65264,04 6526,40 71790,44 16751103,7 20101324,4 193,88 232,65 348,98

2034 65744,02 6574,40 72318,43 16874299,7 20249159,7 195,30 234,37 351,55

2035 66227,54 6622,75 72850,29 16998401,9 20398082,2 196,74 236,09 354,13

2036 66714,61 6671,46 73386,07 17123416,7 20548100 198,19 237,83 356,74

2037 67205,26 6720,53 73925,79 17249350,9 20699221,1 199,65 239,57 359,36

2038 67699,52 6769,95 74469,48 17376211,4 20851453,7 201,11 241,34 362,00

2039 68197,42 6819,74 75017,16 17504004,8 21004805,8 202,59 243,11 364,67

2040 68698,98 6869,90 75568,88 17632738,1 21159285,7 204,08 244,90 367,35

2041 69204,23 6920,42 76124,65 17762418,2 21314901,8 205,58 246,70 370,05

2042 69713,19 6971,32 76684,51 17893052 21471662,3 207,10 248,51 372,77

2043 70225,90 7022,59 77248,48 18024646,5 21629575,8 208,62 250,34 375,51

2044 70742,37 7074,24 77816,61 18157208,8 21788650,6 210,15 252,18 378,28

2045 71262,65 7126,26 78388,91 18290746,1 21948895,4 211,70 254,04 381,06

2046 71786,75 7178,67 78965,42 18425265,5 22110318,6 213,26 255,91 383,86

2047 72314,70 7231,47 79546,18 18560774,2 22272929,1 214,82 257,79 386,68

2048 72846,54 7284,65 80131,20 18697279,5 22436735,4 216,40 259,68 389,53

2049 73382,29 7338,23 80720,52 18834788,8 22601746,5 218,00 261,59 392,39

2050 73921,98 7392,20 81314,18 18973309,3 22767971,2 219,60 263,52 395,28

Page 12: Trabajo #2 acueductos

MUNICIPIO DE SANTIAGO.

1. Determinar el horizonte del proyecto.

El horizonte del proyecto para el municipio turístico y estudiantil de Santiago, nos lleva a pensar en ciertos contextos económicos, políticos y sociales que nos

ayuden a entender cuál será la mejor proyección de años de funcionamiento de nuestro sistema de acueducto y aún más teniendo en cuenta que muy

probablemente la cantidad de habitantes que tendremos al termino del año horizonte nos obligara a crear unos diseños y especificaciones con un nivel de complejidad alto ,haciendo una optimización del nivel actual del acueducto que se

encuentra en un medio alto debido a su población en el año de inicio de obras.

El contexto económico del municipio de Santiago gira en torno al turismo en general.

La tasa de crecimiento si bien es baja también tiene una alta probabilidad de

crecimiento en los siguientes años, pero también no se espera que salga más allá de las estimaciones que nos presenta el DANE, y que para la realización de nuestra obra no se convertirá en una variable especulativa que nos obligue a bajar

la proyección de años de la misma.

Teniendo unos buenos índices tanto en el crecimiento poblacional, como en la estabilidad económica, lo único que nos faltaría por analizar son los afluentes que

suministraran el recurso vital, y en este sentido la ubicación de Santiago nos permite predecir que con unas políticas ambientales protectores de los páramos

aledaños, tendrán al termino del año horizonte unos suministros de agua medianamente asegurados que permiten el funcionamiento del mismo acueducto. Ya teniendo esta contextualización del municipio se ha decidido tener el horizonte

del proyecto para el año 2050, teniendo en cuenta que este empezara a funcionar el año 2020 dando una duración para la próxima optimización de 30 años, el inicio

del proyecto se dará en octubre del 2016 y se entregara el 10 de enero del año 2020.

Page 13: Trabajo #2 acueductos

2. Determinar el nivel de complejidad

Los niveles de complejidad hacen referencia a la capacidad que tendrá el sistema

para suministrar el servicio de acuerdo. La norma establece algunos criterios para la clasificación de los niveles de complejidad teniendo en cuenta el número de habitantes y el factor económico de la población La siguiente tabla resume lo

anterior.

*RAS 2000 – CAPÍTULO A. TABLA A.3.1

La población de la ciudad de Santiago según el último censo del DANE en el año

2005 es de 2679 habitantes y las proyecciones futuras al año horizonte del proyecto que es para el 2050 serán de 3345 habitantes, con el cumplimiento y aplicación del RAS, nuestro sistema de acueducto tiene que tener un nivel de complejidad MEDIO.

Page 14: Trabajo #2 acueductos

3. Hacer las proyecciones de población, al año horizonte, por los métodos

aritmético y geométrico

SANTIAGO

METODO ARITMETICO

Puc Pci Tuc Tci 2901 2679 2020 2005

Tf Pf

2005 2679 2010 2753 2020 2901 2050 3345

0

1000

2000

3000

4000

2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 2055

POB

LACI

ON

AÑO

METODO ARITMETICO

Page 15: Trabajo #2 acueductos

SANTIAGO

METODO GEOMETRICO

Puc Pci Tuc Tci r

2901 2679 2020 2005 0,00532157

Tf Pf

2005 53158

2010 55141,7186

2020 59334

2050 76680,5609

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060

PO

BLA

CIO

N

AÑO

METODO GEOMETRICO

Page 16: Trabajo #2 acueductos

4. Con el método definido hacer las proyecciones de población año a año

hasta el año horizonte.

Basados en técnicas estadísticas de proyección de poblaciones la regresión que

mejor describe el crecimiento poblacional en la regresión exponencial aplicada al

método geométrico.

SANTIAGO METODO GEOMETRICO

Puc Pci Tuc Tci r

2901 2679 2020 2005 0,00532157

Tf Pf 2019 2885,643843 2020 2901 2021 2916,437876 2022 2931,957906

2023 2947,560526

2024 2963,246178 2025 2979,015301 2026 2994,868341 2027 3010,805744 2028 3026,827959 2029 3042,935437 2030 3059,128633 2031 3075,408001 2032 3091,774002 2033 3108,227095 2034 3124,767745 2035 3141,396417 2036 3158,113579 2037 3174,919703 2038 3191,815262 2039 3208,800732 2040 3225,876591 2041 3243,043321

Page 17: Trabajo #2 acueductos

2042 3260,301405 2043 3277,651328 2044 3295,093581 2045 3312,628654 2046 3330,257041 2047 3347,979238 2048 3365,795746 2049 3383,707065 2050 3401,713701

5. Determinar para cada año y cada municipio, los siguientes valores:

Consumo medio diario, Consumo máximo diario, caudal medio diario,

caudal máximo horario.

C. DOMESTICO 125 L/hab*dia

K1 1,3

OTROS USOS 31,25 L/hab*dia

K2 1,6

D.NETA 156,25 L/hab*dia

%PERDIDAS 0,25

D.BRUTA 208,3333333 L/hab*dia

2800

2900

3000

3100

3200

3300

3400

3500

2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 2055

PO

BLA

CIO

N

AÑO

METODO GEOMETRICO

Page 18: Trabajo #2 acueductos

AÑO POBLACIO

N

P. FLOTANT

E P. TOTAL

C.MEDIO DIARIO

C.MAX DIARIO

Q.MEDIO

DIARIO

Q.MAX DIARIO

Q.MAX HORARI

O

2019 2885,64 288,56 3174,21 661293,380

7 859681,394

9 7,65 9,95 15,92

2020 2901,00 290,10 3191,10 664812,5 864256,25 7,69 10,00 16,00

2021 2916,44 291,64 3208,08 668350,346

6 868855,450

6 7,74 10,06 16,09

2022 2931,96 293,20 3225,15 671907,020

1 873479,126

1 7,78 10,11 16,18

2023 2947,56 294,76 3242,32 675482,620

6 878127,406

8 7,82 10,16 16,26

2024 2963,25 296,32 3259,57 679077,249 882800,423

7 7,86 10,22 16,35

2025 2979,02 297,90 3276,92 682691,006

5 887498,308

4 7,90 10,27 16,44

2026 2994,87 299,49 3294,36 686323,994

8 892221,193

2 7,94 10,33 16,52

2027 3010,81 301,08 3311,89 689976,316

3 896969,211

2 7,99 10,38 16,61

2028 3026,83 302,68 3329,51 693648,073

9 901742,496

1 8,03 10,44 16,70

2029 3042,94 304,29 3347,23 697339,371 906541,182

4 8,07 10,49 16,79

2030 3059,13 305,91 3365,04 701050,311

7 911365,405

2 8,11 10,55 16,88

2031 3075,41 307,54 3382,95 704781,000

3 916215,300

4 8,16 10,60 16,97

2032 3091,77 309,18 3400,95 708531,542

1 921091,004

7 8,20 10,66 17,06

2033 3108,23 310,82 3419,05 712302,042

6 925992,655

4 8,24 10,72 17,15

2034 3124,77 312,48 3437,24 716092,608

2 930920,390

6 8,29 10,77 17,24

2035 3141,40 314,14 3455,54 719903,345

5 935874,349

1 8,33 10,83 17,33

2036 3158,11 315,81 3473,92 723734,361

9 940854,670

4 8,38 10,89 17,42

2037 3174,92 317,49 3492,41 727585,765

3 945861,494

9 8,42 10,95 17,52

2038 3191,82 319,18 3511,00 731457,664

2 950894,963

5 8,47 11,01 17,61

2039 3208,80 320,88 3529,68 735350,167 955955,218 8,51 11,06 17,70

Page 19: Trabajo #2 acueductos

8 1

2040 3225,88 322,59 3548,46 739263,385

5 961042,401

2 8,56 11,12 17,80

2041 3243,04 324,30 3567,35 743197,427

7 966156,656 8,60 11,18 17,89

2042 3260,30 326,03 3586,33 747152,405

2 971298,126

8 8,65 11,24 17,99

2043 3277,65 327,77 3605,42 751128,429

4 976466,958

3 8,69 11,30 18,08

2044 3295,09 329,51 3624,60 755125,612

3 981663,296 8,74 11,36 18,18

2045 3312,63 331,26 3643,89 759144,066

5 986887,286

4 8,79 11,42 18,28

2046 3330,26 333,03 3663,28 763183,905

2 992139,076

7 8,83 11,48 18,37

2047 3347,98 334,80 3682,78 767245,242

1 997418,814

7 8,88 11,54 18,47

2048 3365,80 336,58 3702,38 771328,191

7 1002726,64

9 8,93 11,61 18,57

2049 3383,71 338,37 3722,08 775432,869

1 1008062,73 8,97 11,67 18,67

2050 3401,71 340,17 3741,89 779559,389

8 1013427,20

7 9,02 11,73 18,77

Page 20: Trabajo #2 acueductos

CONCLUSIONES

A través del RAS TITULO B, pudimos hacer proyecciones de población

utilizando los datos estadísticos del DANE para poder definir el nivel de

complejidad de varios municipios del departamento de norte de Santander.

Utilizamos 2 modelos de proyección de población que permiten tener una

idea cercana de la población en un año horizonte, el método geométrico

demostró ser en la práctica más ajustado a las proyecciones que el método

aritmético, utilizando la gráfica de regresión para demostrar lo

anteriormente dicho.

Haciendo contextualización, investigación e interpretación de información,

podemos hacer hipótesis del año horizonte de nuestro sistema de

acueductos en cualquier municipio del país, teniendo muy en cuenta la

veracidad de la información y el claro análisis de la misma.

Obteniendo el nivel de complejidad podemos obtener más datos

relacionados con las dotaciones por habitante y a partir de esa información

se halla la dotación bruta, consumo medio diario, caudal medio diario,

consumo máximo diario, caudal máximo diario y el consumo máximo

horario.

Conociendo información de los consumos podemos empezar a analizar

cómo va a ser el comportamiento de nuestros afluentes que alimentan el

sistema y en caso de que no pueden suministrar el recurso necesario,

evaluar soluciones que den vía al proyecto.