ABSCISA CORRENTROMETRO AFORO N° 2 ABSCISA PROFUNDIDAD CORRENTROMETRO
TOTAL
REVOL
SEGUNDOS
0
0.07
0
0.000
0
0
Q(m3/s)=
0.017
0.14
0.23
60%
0.138
13
30
Q(l/s)=
17
0.28
0.28
60%
0.168
14
30
0.42
0.31
60%
0.186
10
30
0.56
0.27
60%
0.162
8
30
0.70
0.15
60%
0.090
0
0
TOTAL
REVOL
SEGUNDOS
0
0.12
0
0
0
0
0.1
0.23
60%
0.138
5
30
0.2
0.24
60%
0.144
5
30
0.3
0.29
60%
0.174
8
30
Q(m3/s)=
0.014
0.4
0.29
60%
0.174
7
30
Q(l/s)=
14
0.5
0.28
60%
0.168
9
30
0.6
0.28
60%
0.168
6
30
0.7
0.22
60%
0.132
6
30
0.8
0.13
60%
0
0
0
PROFUNDIDAD
OBSER
OBSER
CALCULO REALIZADO EN EL PROGRAMA QBASIC
CALCULO REALIZADO EN EL PROGRAMA QBASIC
AFORO N° 1
ABSCISA
CORRENTROMETRO
AFORO N° 2
ABSCISA
PROFUNDIDAD
CORRENTROMETRO
Fuente: Autores.Para el segundo aforo se tomó un ancho de 80 cm el cual se dividió en 8 secciones de 10 cm cada una, tomando las profundidades totales y realizando observaciones al 60% de la misma.
Tabla 14. Aforo 2 con un ancho del canal de 80 cm.
TOTAL REVOL SEGUNDOS
0 0.07 0 0.000 0 0 Q(m3/s)= 0.017 0.14 0.23 60% 0.138 13 30 Q(l/s)= 17 0.28 0.28 60% 0.168 14 30 0.42 0.31 60% 0.186 10 30 0.56 0.27 60% 0.162 8 30 0.70 0.15 60% 0.090 0 0
TOTAL REVOL SEGUNDOS
0 0.12 0 0 0 0 0.1 0.23 60% 0.138 5 30 0.2 0.24 60% 0.144 5 30 0.3 0.29 60% 0.174 8 30 Q(m3/s)= 0.014 0.4 0.29 60% 0.174 7 30 Q(l/s)= 14 0.5 0.28 60% 0.168 9 30 0.6 0.28 60% 0.168 6 30 0.7 0.22 60% 0.132 6 30 0.8 0.13 60% 0 0 0 PROFUNDIDAD OBSER OBSER
CALCULO REALIZADO EN EL PROGRAMA QBASIC
CALCULO REALIZADO EN EL PROGRAMA QBASIC AFORO N° 1 ABSCISA CORRENTROMETRO AFORO N° 2 ABSCISA PROFUNDIDAD CORRENTROMETRO
TOTAL REVOL SEGUNDOS
0 0.07 0 0.000 0 0 Q(m3/s)= 0.017 0.14 0.23 60% 0.138 13 30 Q(l/s)= 17 0.28 0.28 60% 0.168 14 30 0.42 0.31 60% 0.186 10 30 0.56 0.27 60% 0.162 8 30 0.70 0.15 60% 0.090 0 0
TOTAL REVOL SEGUNDOS
0 0.12 0 0 0 0 0.1 0.23 60% 0.138 5 30 0.2 0.24 60% 0.144 5 30 0.3 0.29 60% 0.174 8 30 Q(m3/s)= 0.014 0.4 0.29 60% 0.174 7 30 Q(l/s)= 14 0.5 0.28 60% 0.168 9 30 0.6 0.28 60% 0.168 6 30 0.7 0.22 60% 0.132 6 30 PROFUNDIDAD OBSER OBSER
CALCULO REALIZADO EN EL PROGRAMA QBASIC
CALCULO REALIZADO EN EL PROGRAMA QBASIC AFORO N° 1 ABSCISA CORRENTROMETRO AFORO N° 2 ABSCISA PROFUNDIDAD CORRENTROMETRO Fuente: Autores.
En la cuarta semana de agosto se realizó la última toma de datos procediendo de la misma forma, tomando 2 secciones de diferente ancho de canal natural.
Se realizó un primer aforo con un ancho del canal de 60 cm el cual se dividió en 6 secciones de 10 cm cada sección, para las cuales se tomaron sus profundidades totales y realizando observaciones para cada una de ellas al 60% de la profundidad obtenida, teniendo en cuenta que el canal no supera 1 m de profundidad, para los cuales se obtuvieron los siguientes datos.
Tabla 15. Aforo 2 con un ancho del canal de 60 cm.
TOTAL REVOL SEGUNDOS
0 0.12 0 0.000 0 0 Q(m3/s)= 0.02 0.1 0.19 60% 0.114 5 30 Q(l/s)= 20 0.2 0.23 60% 0.138 13 30 0.3 0.27 60% 0.162 29 30 0.4 0.3 60% 0.180 18 30 0.5 0.32 60% 0.192 9 0.6 0.29 0% 0.000 0 0
TOTAL REVOL SEGUNDOS
0 0.13 0 0 0 0 0.1 0.21 60% 0.126 4 30 0.2 0.23 60% 0.138 13 30 Q(m3/s)= 0.019 0.3 0.28 60% 0.168 31 30 Q(l/s)= 19 0.4 0.26 60% 0.156 25 30 0.5 0.29 60% 0.174 17 30 0.6 0.22 60% 0.132 6 30 0.7 0.12 0% 0 0 0 AFORO N° 1 ABSCISA PROFUNDIDAD CORRENTROMETRO OBSER AFORO N° 2 ABSCISA PROFUNDIDAD CORRENTROMETRO OBSER
CALCULO REALIZADO EN EL PROGRAMA QBASIC
CALCULO REALIZADO EN EL PROGRAMA QBASIC
TOTAL REVOL SEGUNDOS
0 0.12 0 0.000 0 0 Q(m3/s)= 0.02 0.1 0.19 60% 0.114 5 30 Q(l/s)= 20 0.2 0.23 60% 0.138 13 30 0.3 0.27 60% 0.162 29 30 0.4 0.3 60% 0.180 18 30 0.5 0.32 60% 0.192 9 0.6 0.29 0% 0.000 0 0
TOTAL REVOL SEGUNDOS
0 0.13 0 0 0 0 0.1 0.21 60% 0.126 4 30 0.2 0.23 60% 0.138 13 30 Q(m3/s)= 0.019 0.3 0.28 60% 0.168 31 30 Q(l/s)= 19 0.4 0.26 60% 0.156 25 30 0.5 0.29 60% 0.174 17 30 0.6 0.22 60% 0.132 6 30 0.7 0.12 0% 0 0 0 AFORO N° 1 ABSCISA PROFUNDIDAD CORRENTROMETRO OBSER AFORO N° 2 ABSCISA PROFUNDIDAD CORRENTROMETRO OBSER
CALCULO REALIZADO EN EL PROGRAMA QBASIC
CALCULO REALIZADO EN EL PROGRAMA QBASIC Fuente: Autores.
Para el segundo aforo se tomó un ancho de 70 cm el cual se dividió en 7 secciones de 10 cm cada una, tomando las profundidades totales y realizando observaciones al 60% de la misma.
Tabla 16. Aforo 2 con un ancho del canal de 70 cm.
TOTAL REVOL SEGUNDOS
0 0.12 0 0.000 0 0 Q(m3/s)= 0.02 0.1 0.19 60% 0.114 5 30 Q(l/s)= 20 0.2 0.23 60% 0.138 13 30 0.3 0.27 60% 0.162 29 30 0.4 0.3 60% 0.180 18 30 0.5 0.32 60% 0.192 9 0.6 0.29 0% 0.000 0 0
TOTAL REVOL SEGUNDOS
0 0.13 0 0 0 0 0.1 0.21 60% 0.126 4 30 0.2 0.23 60% 0.138 13 30 Q(m3/s)= 0.019 0.3 0.28 60% 0.168 31 30 Q(l/s)= 19 0.4 0.26 60% 0.156 25 30 0.5 0.29 60% 0.174 17 30 0.6 0.22 60% 0.132 6 30 0.7 0.12 0% 0 0 0 AFORO N° 1 ABSCISA PROFUNDIDAD CORRENTROMETRO OBSER AFORO N° 2 ABSCISA PROFUNDIDAD CORRENTROMETRO OBSER
CALCULO REALIZADO EN EL PROGRAMA QBASIC
CALCULO REALIZADO EN EL PROGRAMA QBASIC
TOTAL REVOL SEGUNDOS
0 0.12 0 0.000 0 0 Q(m3/s)= 0.02 0.1 0.19 60% 0.114 5 30 Q(l/s)= 20 0.2 0.23 60% 0.138 13 30 0.3 0.27 60% 0.162 29 30 0.4 0.3 60% 0.180 18 30 0.5 0.32 60% 0.192 9 0.6 0.29 0% 0.000 0 0
TOTAL REVOL SEGUNDOS
0 0.13 0 0 0 0 0.1 0.21 60% 0.126 4 30 0.2 0.23 60% 0.138 13 30 Q(m3/s)= 0.019 0.3 0.28 60% 0.168 31 30 Q(l/s)= 19 0.4 0.26 60% 0.156 25 30 0.5 0.29 60% 0.174 17 30 AFORO N° 1 ABSCISA PROFUNDIDAD CORRENTROMETRO OBSER AFORO N° 2 ABSCISA PROFUNDIDAD CORRENTROMETRO OBSER
CALCULO REALIZADO EN EL PROGRAMA QBASIC
CALCULO REALIZADO EN EL PROGRAMA QBASIC
Una vez realizado el trabajo de campo y la recolección de datos se procedió a hacer uso del programa QBASIC, utilizado por la Dirección de monitoreo, modelamiento y laboratorio ambiental de la CAR para el cálculo de aforos. Ingresando los datos en el programa se obtuvieron los siguientes caudales:
Segunda semana de agosto, se obtuvo un primer caudal de 12 L/s y un segundo caudal de 15 L/s. (Predominio del tiempo Seco).
Tercera semana de agosto, se obtuvo un primer caudal de 17 L/s y un segundo caudal de 14 L/s. (Predominio del tiempo Seco).
Cuarta semana de agosto, se obtuvo un primer caudal de 20 L/s y un segundo caudal de 19 L/s. (Predominio del tiempo Lluvioso).
Relacionando los anteriores datos para las tres semanas de estudio, se puede observar que no existe una variación representativa de caudales para el afluente. Analizando la profundidad y el ancho del canal se observa que cuando hay un aumento de caudal el canal únicamente puede llevar un volumen hasta el borde del mismo dejando escapar por escorrentía hacia el pantano el excedente de caudal, llevando siempre el mismo caudal a su nivel máximo en predominio de tiempo lluvioso.
4.3 RESULTADOS FASE 3: ESTUDIO DE LA FUENTE ABASTECEDORA DE AGUA
4.3.1 Estudio de la cuenca hidrográfica por medio del plano cartográfico suministrado por el IGAC.
El estudio de la quebrada Pantano páramo la Lechuza se hizo mediante un plano cartográfico suministrado por el IGAC con una escala de 1:25000.
Figura 15. Plano cartográfico para estudio de la quebrada Pantano páramo la Lechuza.
Fuente: IGAC y su digitalización por parte de los autores.
4.3.2 Área de la cuenca. El área de la cuenca se calculó utilizando el plano suministrado por el IGAC, se delimito el área de la cuenca mediante recorrido y toma de datos con un equipo de posicionamiento global
Figura 16. Plano cartográfico del área de la cuenca.
Fuente: Autores
4.3.3 Perímetro de la cuenca y longitud del cause. La longitud del perímetro de la cuenca y longitud del cuse se determinó por medio del Programa de diseño y dibujo AUTOCAD CIVIL, este permite el cálculo directo del perímetro de la Cuenca de estudio y la longitud de del cauce.
Figura 17. Perímetro de la cuenca y longitud del cause.
Fuente: Autores.
4.3.4 Factor de forma. El factor de forma es la relación entre el área de la cuenca y el cuadrado de la longitud de la misma. La ecuación es la siguiente:
Según tabla 16 la forma de la cuenca en estudio se clasifica como una cuenca de forma alargada ya que su factor de forma es menor a 1 (kf<1).
4.3.5 Coeficiente de compacidad.
Así mismo, el coeficiente de compacidad fue de:
Según tabla 16 de rango de coeficiente de compacidad en la cual se define la forma de la cuenca, se clasifica como una cuenca de forma redonda a oval redonda puesto que se encuentra en el rango de kc 1 – 1.25.
4.3.6 Evaluación de la oferta hídrica (caudales medio diario, máximo diario y máximo horario). El incremento de la población, es decir el cambio en el número de habitantes en determinado tiempo, se calculó de la siguiente manera:
El incremento del consumo neto de la población aumentó un 10% del incremento en el número de habitantes, tal como se muestra a continuación:
Debido a que no se cuenta con datos de consumo históricos de las veredas, la dotación neta del año 2015 se tomó como la dotación neta máxima para poblaciones con clima frío o templado, según el artículo 1 de la Resolución 2320 de 2009 (tabla 17).
Tabla 17. Porcentajes máximos admisibles de pérdidas técnicas.
Nivel de complejidad del sistema
Dotación neta máxima para poblaciones con
clima frio o templado (L/hab*día)
Dotación neta máxima para poblaciones con
clima cálido (L/hab*día) Bajo 90 100 Medio 115 125 Medio alto 125 135 Alto 140 150
Fuente: MINISTERIO DE DESARROLLO ECONÓMICO. Reglamento de Agua Potable y Saneamiento Básico – RAS 2000: Resolución No. 1096/2000 de noviembre de 2000.
Una vez calculado el consumo total para cada año proyectado se procedió a determinar los caudales medio diario, máximo diario y máximo horario de la siguiente manera:
Caudal medio diario (QmD)
El coeficiente de consumo máximo diario, k1, depende del nivel de complejidad del sistema. Este se tomó con respecto a la tabla B.2.5 del título B del RAS 2000 (tabla 18).
Tabla 18. Coeficiente de consumo diario, k1.
Nivel de complejidad del sistema
Coeficiente de consumo máximo diario – k1
Bajo 1.30
Medio 1.30
Medio alto 1.20
Alto 1.20
Fuente: MINISTERIO DE DESARROLLO ECONÓMICO. Reglamento de Agua Potable y Saneamiento Básico – RAS 2000: Resolución No. 1096/2000 de noviembre de 2000.
Caudal máximo horario (QMH)
El coeficiente de consumo máximo horario, k2, fue adoptado según la tabla B.2.6 del título B del RAS 2000 (tabla 19).
Tabla 19. Coeficiente de consumo máximo horario, k2.
Nivel de complejidad del sistema Red menor de distribución Red secundaria Red matriz Bajo 1.60 - - Medio 1.60 1.50 - Medio alto 1.50 1.45 1.40 Alto 1.50 1.45 1.40
Fuente: MINISTERIO DE DESARROLLO ECONÓMICO. Reglamento de Agua Potable y Saneamiento Básico – RAS 2000: Resolución No. 1096/2000 de noviembre de 2000.
Tabla 20. Proyección de consumo. AÑO POBLACIÓN INCREMENTO DE LA POBLACIÓN% INCREMENTO DOTACIÓN Q H/ DIA C (L/hab*d)= %P TOTAL 2015 1106 90 25% 120,0 29% 2% 2027 1436 92,16 25% 122,9 33% 3% 2040 1905 94,37 25% 125,8 CAUDALES DE DISEÑO
AÑO POBLACIÓN C TOTAL Qmd (l/s) QMD (l/s) QMH
2015 1106 120,0 1,535 2,0 2,99
2027 1436 122,9 2,042 2,7 3,98
2040 1905 125,8 2,774 3,6 5,41
Fuente: Autores.
4.3.7 Cálculo de caudal de diseño. El cálculo de caudal de diseño se realizó tomando el caudal máximo diario, más la pérdida ocurrida en el transporte de agua entre la captación y la planta de tratamiento de agua potable (5% del caudal medio diario), más el consumo de agua en la planta de tratamiento de agua potable (5% del caudal medio diario).
Tabla 21. Cálculo de caudal de diseño. CAUDAL DE DISEÑO BOCATOMA lt m3 QMD+5%Dmd+5%Dmd 3,883529374 0,00388 Caudal de desarenador 2,774 0,00277 Conducción 3,6 0,00361 Fuente: Autores.
4.4 RESULTADOS FASE 4: DISEÑO DE LAS ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO
A continuación se muestran los resultados del diseño de las estructuras hidráulicas de un sistema de acueducto que son: bocatoma, aducción, desarenador, conducción y tanque de almacenamiento
4.4.1 Bocatoma. A continuación se presentan los resultados del diseño de una bocatoma de fondo.
4.4.1.1 Información previa. Estos son los aforos de la quebrada: Q mínimo: 12 L/s
Q medio: 16.1 L/s Q máximo: 20 L/s Ancho del río: 80 cm Diseño de la presa.
El ancho de la presa se tomó de 0.06 m
La lámina de agua en condiciones de diseño es de:
La corrección por las dos contracciones laterales es de:
La velocidad del río sobre la presa es de:
Con una velocidad calculada de 0.3 m/s son aplicables las ecuaciones del alcance del chorro.
Diseño de rejilla y canal de aducción. El ancho del canal de aducción se calculó de la siguiente manera:
Figura 18. Captación a través de rejilla al canal de aducción.
Fuente. LÓPEZ CUALLA, Ricardo Alfredo. Elementos de diseño para acueductos y alcantarillados. 2 ed. Bogotá: Escuela Colombiana de Ingeniería, 2003. p. 129. Longitud de la rejilla y número de orificios. Teniendo en cuenta que para captaciones en rio con gravas finas, la separación entre barrotes debe ser entre 20 mm y 40 mm, según la RAS en la sección 4.4.5.1.
Para el cálculo se tomaron barrotes de 3/4” (0.0191 m), con una separación entre ellos de 2 cm y una velocidad entre barrotes es de 0.15 m/s.
El área neta de la rejilla es de:
La longitud de la rejilla es de:
Ancho de canal de aducción asumido B= 0.40 m
Se asume un Lr mínimo de = 0.60 m para un mantenimiento optimo El área neta real de la rejilla corresponde a:
El número de orificios es de:
Figura 19. Rejilla de captación.
Fuente. LÓPEZ CUALLA, Ricardo Alfredo. Elementos de diseño para acueductos y alcantarillados. 2 ed. Bogotá: Escuela Colombiana de Ingeniería, 2003. p. 133. Canal de aducción. Los niveles de agua en el canal de aducción son:
Aguas abajo.
Aguas arriba.
Espesor del muro= 0.15 m
La altura total de los muros del canal de aducción es: Se asume un borde libre de 0,15 m
Figura 20. Perfil del canal de aducción.
Fuente. LÓPEZ CUALLA, Ricardo Alfredo. Elementos de diseño para acueductos y alcantarillados. 2 ed. Bogotá: Escuela Colombiana de Ingeniería, 2003. p. 138. La velocidad del agua al final del canal es de:
0.3 m/s < 0.46 m/s < 3.0 m/s OK
Por facilidad de acceso y mantenimiento se adopta una cámara de 1.20 m.
Cálculo de la altura de los muros de contención. Tomando el caudal máximo del río de 0.020 m3/s, la altura de la lámina de agua en la garganta de la bocatoma es de:
Dejando un borde libre de 30 cm, la altura de los muros es de 0.37 m.
Cálculo del caudal de excesos. Tomando el caudal medio el río de 0.016 m3/s. La altura de la lámina de agua en la garganta y el caudal de excesos son:
Coeficiente de descarga : 0.3
El vertedero de excesos estará colocado a 0.50 m (0.20 m + 0.3m) de la pared de aguas debajo de la cámara de recolección, quedando aguas arriba del mismo a una distancia de 1.0 m (1.5 m – 0.50 m).
Figura 21. Planta de la bocatoma.
Fuente: Autores.
Figura 22. Corte A-A de la bocatoma.
4.4.2 Aducción. Los siguientes son los resultados del diseño de aducción. 4.4.2.1 Condiciones de diseño.
Caudal de diseño: 3.606 L/s = 0.003606 m3/s
Coeficiente de rugosidad de Manning: (PVC) n = 0.009 Longitud de conducción: L = 200 m
Cota de salida de la bocatoma: 3589.738 m Cota de llegada al desarenador: 3573 m Figura 23. Aducción bocatoma-desarenador.
Fuente. LÓPEZ CUALLA, Ricardo Alfredo. Elementos de diseño para acueductos y alcantarillados. 2 ed. Bogotá: Escuela Colombiana de Ingeniería, 2003. p. 139. Con las condiciones de diseño se procedió a calcular la pendiente de la tubería y el diámetro correspondiente utilizando la ecuación de Manning:
Tomando el diámetro promedio interno de 2” (54.58mm) para tubería a presión se calculó el caudal a tubo lleno Q0, la velocidad a tubo lleno V0 y el radio hidráulico a tubo lleno con las siguientes ecuaciones:
Con el valor de Q/Q0 se entró al Anexo A y se obtuvo:
; ; ;
4.4.3 Desarenador. En seguida se muestran los resultados del diseño del desarenador.
4.4.3.1 Condiciones de diseño Periodo de diseño: 25 años. Número de módulos: 2 QmD (2040): 2.77 L/s QMD (2040): 3.6 L/s QmD (2015): 1.5 L/s
Requerimiento en la planta de purificación: 1.1 L/s Remoción de partículas de diámetro: d=0.05 mm Porcentaje de remoción: 75%
Temperatura: 11°C
Viscosidad cinemática: 0.012725 cm2/s (tabla 5) Grado del desarenador: n=1
Cálculo de los parámetros de sedimentación. La velocidad de sedimentación de la partícula d=0.05 mm es la siguiente:
De la tabla 21 se obtiene para n=1 y porcentaje de remoción=75%:
Tomando la profundidad útil de sedimentación, H, como 1.50 m, el tiempo que tardaría la partícula de d=0.05 mm en llegar al fondo sería de:
Y el periodo de retención hidráulico será de:
El volumen del tanque será de:
El área superficial del tanque es de:
Las dimensiones del tanque serán para L:B = 4:1
Donde se asume el caudal de diseño para cada módulo igual al caudal medio diario proyectado para el año 2040.
El valor q debe estar comprendido entre 15 y 80 m3/m2*día La velocidad horizontal será de:
La velocidad de resuspensión máxima es de:
Para el caso de sedimentación de arenas de adopto un k= 0.04, mientras que la sedimentación por acción de la gravedad se tomó un valor de f= 0.03 ya que no existe coagulación en el proceso.
Verificación de recomendaciones de diseño. 1.
2. 3.
Caudal de operación: Qoperacion: QMD+Qplanta
Qoperacion: 3.6 l/s + 1.1 l/s = 4.7 l/s
Cálculo de los elementos del desarenador. El vertedero de salida es de:
Alcance horizontal de la vena vertiente.
Distancia al vertedero de salida.
Pantalla de entrada.
Distancia a la cámara de aquietamiento.
La profundidad de almacenamiento de lodos es de:
Profundidad máxima adoptada: 1 m Profundidad mínima adoptada: 0.80 m
Distancia del punto de salida a la cámara de aquietamiento: l/3
Pendiente transversal. Pendiente longitudinal l/3 Pendiente longitudinal 2l/3 Cámara de aquietamiento. Profundidad: H/3 = 0.50 m Ancho: B/3 = 0.36 m Largo adoptado: 1 m
El rebose de la cámara de aquietamiento es de:
Pérdidas por pantalla inicial y final. Para las pérdidas de un orificio sumergido de grandes dimensiones al hacer los cálculos siempre da un valor despreciable debido a la magnitud del caudal y del área
4.4.4 Conducción. A continuación se presentan los resultados del diseño de la conducción.
4.4.4.1 Condiciones de diseño- QMD (2040): 3.606 L/s
Cota lámina de agua a la salida del desarenador:3572.55 Cota de descarga en el tanque de almacenamiento: 3451 Longitud de la tubería: 1.8 km
Cálculo del diámetro. La carga hidráulica disponible es de:
La pérdida de carga unitaria es de:
Despejando el diámetro de la ecuación de Hazen-Williams se tiene:
Se toma un coeficiente de de rugosidad del plástico PVC (C) correspondiente a un valor de 150.
Se Diseña la conducción para un diámetro de 2” lo cual es factible ya que el diámetro teórico es muy cercano al diámetro comercial.
Pérdida de carga unitaria para el diámetro de 2”.
Longitud de conducción para el diámetro de 2”.
Como la longitud calculada para el tramo supera la longitud en el terreno se determina que la tubería de diámetro de 2” es suficiente para cumplir con el diseño óptimo.
4.4.5 Tanque de almacenamiento. A continuación se muestran los resultados del diseño de los tanques de almacenamiento.
4.4.5.1 Condiciones de diseño. Población de diseño (2040): 1905hab QMD: 3.6 L/s = 311.57 m3/día.
Cálculo del volumen para regulación de la demanda doméstica. Para una población pequeña se asume 1/3 del volumen máximo consumido en el día.
Caudal de incendio requerido. P= número de habitantes.
Volumen total requerido para incendios. Debido a que un incendio es atendido en un lapso de 2 horas, el volumen total requerido para incendios es la multiplicación del caudal de incendio por este lapso de tiempo.
Volumen total del tanque de almacenamiento. El volumen total del tanque se definió como el mayor valor entre el volumen para regulación y el volumen total de incendios, siendo 123.38m3 el volumen total del tanque.
Predimensionamiento del tanque superficial. El volumen total del tanque en cientos de m3 es igual a:
De acuerdo a la tabla 6 la constante de capacidad de almacenamiento del tanque es de:
Por lo tanto, la profundidad del tanque es de:
El área superficial del tanque es de:
El largo y el ancho del tanque tienen una dimensión de:
Debido a que las dimensiones del tanque son demasiado grandes para hacer un correcto mantenimiento de este, se toma la decisión de adoptar un tanque con dos compartimientos para facilitar el mantenimiento, tal como se muestra a continuación:
El volumen en cientos de m3 es de:
De acuerdo a la tabla 7 la constante de capacidad de almacenamiento del tanque es de:
El área superficial del tanque es de:
5. CONCLUSIONES
La quebrada pantano páramo de la Lechuza es abastecida por un colchón hídrico conformado en su mayor extensión por musgo y frailejón, donde esta vegetación hace las veces de filtro, almacenando y mejorando la calidad del agua. Una vez analizada la información demográfica de las veredas servidas, para el año 2015 se cuenta con una población de 1106 habitantes; según el RAS 2000 para poblaciones menores a 2500 habitantes se determinó un nivel de complejidad bajo, por tal razón el periodo de diseño para el sistema se realizó proyectado a 25 años.
Aplicando método geométrico para la proyección de la población se determinó que para el año 2027 la población será de 1435 habitantes y para el año 2040 de 1905 habitantes con una rata de crecimiento del 2%.
Para la realizar la proyección de la población se tuvo en cuenta el desarrollo de las actividades agrícolas y pecuarias de la región, donde se estableció que la población flotante proviene de veredas aledañas para cumplir con dichas actividades, teniendo en cuenta que un campesino como productor agrícola puede contar en un periodo de 2 meses con una cuadrilla de aproximadamente 20 trabajadores para realizar las labores productivas
Realizado el estudio hídrico del colchón pantano páramo de la Lechuza se establece que la cuenca abastecedora cuenta con un área de 1.37 Km2y una longitud de 1.63 Km, clasificándola como una cuenca pequeña y de forma alargada.
Las precipitaciones de la pequeña cuenca pantano páramo de la Lechuza, oscilan entre los 64 mm y los 214 mm comprendidos en una temporada desde el mes de abril hasta el mes de noviembre y de 20 mm a 86 mm en verano comprendida entre los meses de diciembre a marzo.
La bocatoma existente no cuenta con un funcionamiento óptimo, puesto que el caudal captado pasa directamente a la red de aducción. El tubo lateral de captación, capta una cantidad de agua mayor a la otorgada por la concesión de la CAR.
Calculada la aducción, red que se encuentra entre la bocatoma y el tanque desarenador se establece que esta funciona a tubo lleno en un diámetro de 2” durante toda su trayectoria, es decir que la aducción existente se encuentra funcionando correctamente.
Una vez diseñado el tanque desarenador se determina que el tanque existente no cuenta con el dimensionamiento correcto puesto que su relación largo por ancho es 6 : 1 y la calculada es de 4 : 1 cumpliendo con los criterios de diseño. Calculada la conducción, red que se encuentra entre la desarenador y el tanque de almacenamiento se establece que esta funciona a tubo lleno en un