Determinación de la relacion beneficio/costo de la construcción de sistemas de aprovechamiento de agua lluvia en edificaciones nuevas y para reconversión en construcciones existentes - casos de estudio : edificio Mario Laserna de la Universidad de los And

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(1)ICIV 200810 05. Universidad de los Andes Facultad de Ingeniería Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental. Tesis de Grado Ingeniería Civil. Determinación de la relación beneficio/costo de la construcción de sistemas de aprovechamiento de agua lluvia en edificaciones nuevas y para reconversión en construcciones existentes. Casos de estudio: Edificio Mario Laserna de la Universidad de los Andes y el Colegio Nueva Granada Presentado por: Ayleen Vanessa Bogoya Jerez Asesor Ing. Juan G. Saldarriaga Bogotá D.C., Julio de 2008.

(2) ICIV 200810 05. Dedicada a mis profesores, a los anhelos de mi familia, y a los mejores deseos de mis amigos..

(3) ICIV 200810 05. AGRADECIMIENTOS.. Llegar hasta este punto de mis estudios es prueba más que suficiente de la dedicación y apoyo que siempre he recibido de mi familia, es por eso que de este logro debo agradecer a todos y a cada uno de los miembros de ella.. A su vez, las personas que estuvieron a mi lado en los retos académicos, contribuyeron a lo que soy ahora de una manera positiva, ya que me enseñaron a luchar, persistir y soñar por unos ideales justos como la verdadera amistad, el desarrollo profesional y a un buen progreso económico. Es por eso que a todos mis amigos les agradezco por esta etapa del camino de mi vida.. Debo agradecer de igual manera a mi asesor de tesis, el ingeniero Juan Saldarriaga por sus consejos y dedicación..

(4) Universidad de los Andes ICIV 200810 05 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA Determinación de la relación beneficio/costo de la construcción de sistemas de aprovechamiento de agua lluvia en edificaciones nuevas y para reconversión en construcciones existentes. Casos de estudio: Edificio Mario Laserna de la Universidad de los Andes y el Colegio Nueva Granada.. TABLA CONTENIDO ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1 1. INTRODUCCIÓN. -------------------------------1.2 OBJETIVOS.---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2 1.2.1 Objetivo General.-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2 1.2.2 Objetivos Específicos. Específicos.------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2 1.3 ALCANCE. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2 1.4 METODOLOGÍA. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3 1.4.1 Fuentes de información. información.-------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3 2. MARCO TEÓRICO. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4 2.1 Bienes y Servicios de consumo y de producción. producción.--------------------------------------------------------------------------- 5 2.2 Proyecto Privado o Público. Público.--------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5 2.3 Costos directos. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 7 2.4 Costos indirectos.-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 7 2.5 Beneficios cios y Costos a considerar en los sistemas de aprovechamiento de agua lluvia. -------- 8 2.6 Ingresos y Egresos en las diferentes etapas del tiempo de vida del proyecto.--------------------------------------- 9 2.6.1 Etapa 1. Inversión inicial. inicial.------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 9 2.6.2 Etapa 2. Costos por operación y mantenimiento. ------------------------------------------------------------------------------9 2.6.3 Etapa 2. Ingresos por beneficio directo. directo.-------------------------------------------------------------------------------------10 2.6.4 Etapa 3. Costos de liquidación. ----------------------------------------------------------------------------------------------------10 2.7 Razón Beneficio/Costo, método para la evaluación de proyectos. --------------------------------10 -------------------------------3. INVERSIÓN INICIAL.------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------13 3.1 CASO 1 (ML)--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------13 3.2 CASO 2 (CNG). --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------15 4. COSTOS POR OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO. MANTENIMIENTO.-------------------------------------------------------------------27 4.1 Caso 1 (ML). ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------27 4.2 Caso 2 (CNG). ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------28 5. INGRESOS POR R BENEFICIO DIRECTO. -----------------------------------------------------------------------------------------------30 5.1 Caso 1 (ML). ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------31 5.2 Caso 2 (CNG). ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------32 6. RELACIÓN BENEFICIO/COSTO. BENEFICIO/COSTO.---------------------------------------------------------------------------------------------------------34 6.1 Caso 1 (ML). ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------34 6.2 Caso 2 (CNG). ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------35. Ayleen Vanessa Bogoya Jerez. Informe Final del Proyecto de Pregrado en Ingeniería Civil.

(5) Universidad de los Andes ICIV 200810 05 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA Determinación de la relación beneficio/costo de la construcción de sistemas de aprovechamiento de agua lluvia en edificaciones nuevas y para reconversión en construcciones existentes. Casos de estudio: Edificio Mario Laserna de la Universidad de los Andes y el Colegio Nueva Granada.. 7. ANÁLISIS DE RESULTADOS. RESULTADOS.-------------------------------------------------------------------------------------------------------------37 8. CONCLUSIONES. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------39 9. BIBLIOGRAFÍA. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------41 GLOSARIO.------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------42. ÍNDICE DE TABLAS. Tabla 1. Comparación entre los proyectos del sector privado y público. público.----------------------------------------------------------------- 6 Tabla 2. Inversión inicial del sistema en el edificio Mario Laserna. --------------------------------------14 -------------------------------Tabla 3. Características de cada nivel académico del CNG. ---------------------------------------------------------------16 Tabla 4. Costo de la compra e instalación de la nueva tubería. Escuela Media. ------------------------16 -----------------------Tabla 5. Válvulas requeridas para el control del flujo de la tubería adicional. Escuela Media. Media.------17 Tabla 6. Accesorios adicionales de la tubería nueva. Escuela Media*. Media*.------------------------------------------------------------------17 Tabla 7. Costo por la compra e instalación de la nueva tubería. Edificio IMC. Piso 1. ---------------17 Tabla 8. Válvulas requeridas para el control del flujo de la tubería adi adicional. cional. Edificio IMC. Piso 1*. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------18 Tabla 9. Accesorios adicionales de la tubería nueva. Edificio IMC. Piso 1*.-------------------------------------------------------18 Tabla 10. Costo por la compra e instalación de la nueva tubería. Edificio IMC. Piso 2*.-------------18 Tabla 11. Válvulas requeridas para el control del flujo de la tubería adicional. Edificio IMC. Piso 2. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------19 Tabla 12. Accesorios adicionales de la tubería nueva. Edificio IMC. Piso 2. ---------------------------19 --------------------------Tabla 13. Costo total por reconversión de baños propio de cada nivel académico. --------------------20 -------------------Tabla 14. Cantidad de agua lluvia capturada utilizando la precipitación máxima en 24 horas, el promedio de las precipitaciones máximas y las curvas IDF. IDF.---------------------------------------------------------------20 Tabla 15. Demanda diaria y volumen de almacenamiento. ---------------------------------------------------------------21 Tabla 16. Costo aproximado por equipo de presión. ---------------------------------------------------------------------------------21 Tabla 17. Costo total de inversión inicial CNG. CNG.---------------------------------------------------------------------------------------------22 Tabla 18. Costo por la compra e instalación de la nueva tubería. tubería.-------------------------------------------------------------------------24 Tabla 19. Válvulas requeridas para el control del flujo de la tubería adicional. ------------------------24 -----------------------Tabla 20. Accesorios adicionales de la tubería nueva. -----------------------------------------------------------------------------25 Tabla 21. Costo por flotadores mecánicos de la red de agua lluvia. lluvia.----------------------------------------------------------------------25 Tabla 22. Tubería de conexión entre tanques en PVC PVC-Sanitaria. ------------------------------------------25 -------------------------------Tabla 23. Costos de construcción del tanque principal recolector de agua lluvia con el sistema AQUACELL.-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------26 Tabla 24. Costo por operario de inspección permanente ML. ----------------------------------------------27 -------------------------------Tabla 25. Costos por operación y mantenimiento del edificio Mario Laserna. -------------------------28 ------------------------Tabla 26. Costo por operario de inspección permanente CNG general. ----------------------------------29 -------------------------------Tabla 27. Costos por operación y mantenimiento CNG general. ------------------------------------------29 -------------------------------Tabla 28. Costo por operario de inspección permanente CNG Gimnasio. -------------------------------30 ------------------------------Tabla 29. Costos por operación y mantenimiento CNG Gimnasio. ---------------------------------------30 -------------------------------Tabla 30. Valor unitario por metro cúbico de acueducto y alcantarillado. -------------------------------31 ------------------------------Tabla 31. Beneficio anual directo por el uso del agua lluvia. lluvia.------------------------------------------------------------------------------31 Ayleen Vanessa Bogoya Jerez. Informe Final del Proyecto de Pregrado en Ingeniería Civil.

(6) Universidad de los Andes ICIV 200810 05 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA Determinación de la relación beneficio/costo de la construcción de sistemas de aprovechamiento de agua lluvia en edificaciones nuevas y para reconversión en construcciones existentes. Casos de estudio: Edificio Mario Laserna de la Universidad de los Andes y el Colegio Nueva Granada.. Tabla 32. Cargo fijo y no residencial promedio (2001 (2001-2007).-----------------------------------------------------------------------------32 Tabla 33. Cantidad total de estudiantes y el área de captación respectiva. respectiva.-------------------------------------------------------------32 Tabla 34. Oferta pluvial mensual para los diferentes niveles académicos. académicos.-------------------------------------------------------------32 Tabla 35. Demanda mensual en los diferentes niveles académicos. académicos.----------------------------------------------------------------------33 Tabla 36.Porcentaje de aprovechamiento mensual en los diferentes niveles académicos. ------------33 Tabla 37. Cantidad de agua ahorrada en m3/mes para cada nivel académicos. -------------------------33 ------------------------Tabla 38. Valor por m3 de agua NO Residencial de Acueducto y Alcantarillado CNG. -------------33 Tabla 39. Ahorro monetario mensual y anual respe respectivamente ctivamente para cada nivel académico. ---------33 Tabla 40. Relación beneficio/costo del sistema de aprovechamiento de agua lluvia en el Edi Edificio mario Laserna. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------34 Tabla 41. Relación beneficio/costo del sistema reduciendo la inversión inicial. -----------------------35 ----------------------Tabla 42. Relación beneficio/costo. Escuela Primaria. ---------------------------------------------------------------------------35 Tabla 43. Relación beneficio/costo. Escuela Elemental. -----------------------------------------------------------------------35 Tabla 44. Relación beneficio/costo. Escuela Media. ---------------------------------------------------------------------------------36 Tabla 45. Relación beneficio/costo. Escuela Superior. ---------------------------------------------------------------------------36 Tabla 46. Relación beneficio/costo opción “b”. Gimnasio CNG. CNG.-------------------------------------------------------------------------36. ÍNDICE DE FOTOGRAFÍAS.. Fotografía 1. Tanques de 2000 litros c/u responsables del buen funcionamiento de los baños Gym High School (INGETEC, 2007). -------------------------------------------------------------------------------------------------23 Fotografía 2. Equipo de bombas e hidroacumulador. -------------------------------------------------------------------------------23. ÍNDICE DE ANEXOS.. Anexo 1. Plano de la Red Hidráulica del baño Gym High School. School.-----------------------------------------------------------------------43 Anexo 2. Plano de la Red Hidráulica del baño ESCUELA MEDIA. -------------------------------------44 -------------------------------Anexo 3. Plano de la Red Hidráulica EDIFICIO IMC. Piso 1 y Piso 2. 2.-----------------------------------------------------------------44. Ayleen Vanessa Bogoya Jerez. Informe Final del Proyecto de Pregrado en Ingeniería Civil.

(7) Universidad de los Andes ICIV 200810 05 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA Determinación de la relación beneficio/costo de la construcción de sistemas de aprovechamiento de agua lluvia en edificaciones nuevas y para reconversión en construcciones existentes. stentes. Casos de estudio: Edificio Mario Laserna de la Universidad de los Andes y el Colegio Nueva Granada.. 1. INTRODUCCIÓN. Reconocer que el agua necesita un manejo eficiente en las áreas metropolitanas por ser un recurso en creciente escasez, lleva leva a pensar en un sistema que considere la captación de agua lluvia para la demanda creciente de las sociedades. Para tal objetivo se reconoce que la cantidad idad y calidad del agua lluvia que cae en los centros urbanos tiene el potencial de ser implementada en la descarga de los sanitarios y orinales, en el riego de jardines y en la limpieza del parque automotor sin ningún problema para la salud humana.. De acuerdo con una realidad presente, este sistema de aprovechamiento demanda un cambio de infraestructura considerable en las edificaciones ya existentes y un mayor costo inicial para aquellas de construcción futura, la razón de ser de este trabajo es establ establecer ecer la relación beneficio/costo para los dos casos de estudio ubicados en la ciudad de Bogotá, correspondientes al edificio Mario Laserna de la Universidad de los Andes y a las instalaciones del Colegio Nueva Granada.. Y es a partir del cálculo de la rela relación ción beneficio/costo que se busca establecer si los proyectos de aprovechamiento del agua lluvia son económicamente aceptables en la ciudad de Bogotá, considerando que los casos de estudio corresponden a instituciones educativas. A su vez, se analizan las variables más importantes que afectan significativamente la viabilidad de los proyectos y se estima el porcentaje aproximado de la inversión inicial en sistemas hidrosanitarios referente a la construcción del sistema de captación de agua lluvia lluvia, lo anteriorr con el análisis del edificio Mario Laserna.. Finalmente, se debe reconocer que existen tres aspectos que son responsables de un grado de incertidumbre considerable en los análisis. El primero es la variabilidad en la precipitación acentuada por los fenómenos enos del Niño y de la Niña, el segundo es la variabilidad en la economía del país referente a los costos y beneficios monetarios a presentarse durante la vida útil de los sistemas y el tercero es la estimación aproximada de la inversión inicial de los proy proyectos. ectos.. Ayleen Vanessa Bogoya Jerez. Informe Final Proyecto de Pregrado en Ingeniería Civil..

(8) Universidad de los Andes ICIV 200810 05 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA Determinación de la relación beneficio/costo de la construcción de sistemas de aprovechamiento de agua lluvia en edificaciones nuevas y para reconversión en construcciones existentes. stentes. Casos de estudio: Edificio Mario Laserna de la Universidad de los Andes y el Colegio Nueva Granada.. 1.2 OBJETIVOS.. 1.2.1 Objetivo General. Establecer los costos de inversión inicial así como los de operación y mantenimiento que se deben considerar en la construcción del sistema de captación y utilización de aguas lluvias en edificaciones nuevas y ya existentes. Considerando los casos de estudio de la Universidad de los Andes y el Colegio Nueva Granada.. 1.2.2 Objetivos Específicos.. -. beneficio/costo que el sistema representaría para las edificaciones Calcular la relación beneficio nuevas y las ya establecidas.. -. Estimar la viabilidad del aprovechamiento del agua lluvia en las edificaciones académicas de la ciudad de Bogotá.. 1.3 ALCANCE. Se busca establecer a través del cálculo de la relación beneficio/costo la conveniencia de los sistemas de aprovechamiento de agua lluvia en los casos de estudio. Este análisis es dependiente de los valores monetarios suministrados por las dos institucione instituciones.. Ayleen Vanessa Bogoya Jerez. Informe Final Proyecto de Pregrado en Ingeniería Civil.. 2.

(9) Universidad de los Andes ICIV 200810 05 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA Determinación de la relación beneficio/costo de la construcción de sistemas de aprovechamiento de agua lluvia en edificaciones nuevas y para reconversión en construcciones existentes. stentes. Casos de estudio: Edificio Mario Laserna de la Universidad de los Andes y el Colegio Nueva Granada.. 1.4 METODOLOGÍA. En la búsqueda de los objetivos de este trabajo, se identifican todas las variables financieras que afectan la relación beneficio/costo de los sistemas de aprovechamiento de agua lluvia. El primer paso es establecer la inversión inicial que es necesaria para la implementación de los sistemas, en segundo lugar estimar los costos anuales por operación y mantenimiento requeridos requeridos, así como los beneficios directos. Con los valores antes mencionados se determina la relación beneficio/costo de los sistemas propios de los casos de estudio analizados.. A continuación se mencionan las fuentes de información que fueron requeridas para la obtención de un análisis confiable de los casos de estudio.. 1.4.1 Fuentes de información. Para el desarrollo de este trabajo se consideraron los resultados del cálculo de oferta y demanda de los recursos hídricos de los casos de estudio, tomados de la investigación APROVECHAMIENTO DE AGUAS LLUVIAS CON ANÁLISIS DE CANTIDAD Y CALIDAD. CASO DE ES ESTUDIO: EDIFICIO MARIO LASERNA Y EL COLEGIO NUEVA GRANADA GRANADA,, presentado por la misma autora para optar al título de ingería ambiental.. A su vez, se contó con el estudio presupuestal de la firma PAYC S.A., responsable de la proyección de cifras de los sistem sistemas hidrosanitarios del edificio cio Mario Laserna. De estos se identificaron los ítems y los costos que hacen parte del sistema de captación de agua lluvia lluvi construido entre los años 2005 y 2007.. Con el propósito de actualizar las cifras a valores presentes ddel el año 2008 se consideró consider el IPC del 2007 reportado por el DANE. L Los valores de cada ítem fueron consultados en la revista CONSTRUDATA 2007.. Con la anterior información se determinó el costo de la inversión inicial.. Ayleen Vanessa Bogoya Jerez. Informe Final Proyecto de Pregrado en Ingeniería Civil..

(10) Universidad de los Andes ICIV 200810 05 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA Determinación de la relación beneficio/costo de la construcción de sistemas de aprovechamiento de agua lluvia en edificaciones nuevas y para reconversión en construcciones existentes. stentes. Casos de estudio: Edificio Mario Laserna de la Universidad de los Andes y el Colegio Nueva Granada.. Para los gastos operacionales del sistema correspondientes al mantenimiento de los tanques, lavado y desinfección, se consultó la firma Mauricio Coronado y Cia. Ltda. Para los gastos por consumo de energía eléctrica se efectuaron lecturas de los medidores correspondientes a las bombas.. El cálculo de los beneficios se establece a partir de las mediciones y estimaciones de la demanda total, descontando la porción que suple el sistema de agua lluvia, considerando a su vez las tarifas promedio del acueducto por m3 de agua; de esta manera el valor lor del ahorro en dinero por el no pago al acueducto, se constituye en el ingreso del proyecto.. De manera similar, sobre la base de la información suministrada se plantea el sistema de captación de agua lluvia para el Colegio Nueva Granada Granada. Esto se hace desde esde dos puntos de vista, el primero establece los parámetros considerando la totalidad de alumnos bajo el abastecimiento de todas las superficies presentes en la institución y el segundo punto de vista analiza el trabajo a realizar por la empresa de Ingenieros ieros consultores, INGETEC, para adecuar una batería de baños en función de 100 alumnos, como usuarios diarios, bajo un área de captación de 1450 m2.. 2. MARCO TEÓRICO. De manera general, las edificaciones demandan agua potable para abastecer las necesi necesidades de sus residentes, estas necesidades van desde el consumo directo humano hasta actividades como regar jardines, efectuar el aseo interno terno y en alimentar sanitarios y/u orinales.. Sin embargo, el agua que no es consumida es fácilmente reemplazable por agua lluvia, así que utilizar agua del sistema de acueducto para estas actividades genera un alto costo en la facturación facturación,, la cual podría disminuirse notablemente con la implementación de un sistema de aprovechamiento de agua lluvia, para estos fines.. Por tal razón, establecer un análisis económico de la construcción de estos sistemas de aprovechamiento de agua lluvia es vital para determinar su viabilidad. A continuación, se identifican las variables a tener en cuenta en este análisis. Ayleen Vanessa Bogoya Jerez. Informe Final Proyecto de Pregrado en Ingeniería Civil.. 4.

(11) Universidad de los Andes ICIV 200810 05 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA Determinación de la relación beneficio/costo de la construcción de sistemas de aprovechamiento de agua lluvia en edificaciones nuevas y para reconversión en construcciones existentes. stentes. Casos de estudio: Edificio Mario Laserna de la Universidad de los Andes y el Colegio Nueva Granada.. blecer los costos de construcción de un sistema de captación de agua lluvia, lluv es Para poder establecer necesario tener claro los diversos versos conceptos económicos generales que intervienen en e los estudios de factibilidad de obras de ingeniería ingeniería, a saber.. producción. 2.1 Bienes y Servicios de consumo y de producción. mismo al El primero de estos conceptos corresponde a la funcionalidad del proyecto en sí mismo, considerar como objetivo la prestación de B Bienes y Servicios de consumo y de producción. producción En este caso, el aprovechamiento del agua ua lluvi lluvia para alimentar sanitarioss y orinales se considera como un proyecto que presta un servicio de consumo que suple una necesidad y no un lujo.. 2.2 Proyecto Privado o Público. Es importante clasificar desde el comienzo el tipo de proyecto al que corresponde el aprovechamiento de agua lluvia para la alimentación de sanitarios y orinales; esto con el fin de determinar el parámetro de evaluación económico más acertado para el proye proyecto.. De acuerdo con lo anterior, el primer paso es estable establecer cer el punto de vista con el que se analizará el proyecto, ya que existen diferencias sustanciales entre las características y evaluación económica de las alternativas en los sectores públicos y pprivados. Luego de establecer esto, se puede proceder con el cálculo de los costos, beneficios y contrabeneficio contrabeneficios como consecuencia de la implementación del proyecto a lo largo de su vida útil, para luego llevar a cabo su evaluación de viabilidad (Tarquin, 2006).. Este último paso, repercute en la construcción de los proyectos y/o en la búsqueda de un continuo mejoramiento de tecnologías e infraestructura, con lo cual el ser humano busca aumentar la viabilidad de los proyectos ya sean públicos o privados.. Ayleen Vanessa Bogoya Jerez. Informe Final Proyecto de Pregrado en Ingeniería Civil.. 5.

(12) Universidad de los Andes ICIV 200810 05 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA Determinación de la relación beneficio/costo de la construcción de sistemas de aprovechamiento de agua lluvia en edificaciones nuevas y para reconversión en construcciones existentes. stentes. Casos de estudio: Edificio Mario Laserna de la Universidad de los Andes y el Colegio Nueva Granada.. La siguiente tabla explicativa considera las principales diferencias entre los proyectos manejados por el sector privado y el sector público respectivamente. ALGUNAS DIFERENCIAS BÁSICAS ENTRE PROYECTOS DE PROPIEDAD PRIVADA Y PÚBLICA Privados. Públicos. Propósito. Proporcionar bienes y servicios que Proporcionar salud; proteger vidas y generen una utilidad; maximizar utilidades propiedades; brindar servicios (sin o minimizar el costo. obtener utilidades); crear empleos.. Fuentes de Capital. Inversionistas privados y prestamistas.. Métodos de financiamiento. Propiedad individual; sociedades; corporaciones.. Propósitos múltiples. Moderados. Vida del proyecto. Por lo general es corta (de 5 a 20 años). En general es relativamente larga (de 20 a 60 años).. Relación de los proveedores del capital con el proyecto.. Directa.. Indirecta o ninguna.. Naturaleza de las "utilidades".. Con frecuencia no es monetaria, difícil de Monetaria o relativamente fácil de traducir cuantificar, difícil de traducir a términos a términos monetarios. monetarios.. Beneficiarios del proyecto. En primer lugar, la entidad a cargo del proyecto.. El público en general.. Conflicto entre los propósitos. Moderado.. Muy común (presas para control de inundaciones vs. Preservación del ambiente).. Conflicto de intereses. Moderado.. Muy común (entre instituciones).. Efecto de la política. Poco o moderado. Factores frecuentes; pertenencia en el corto plazo para quienes toman decisiones; grupos de presión; restricciones financieras y residenciales,. Medida de la eficiencia. Tasa de rendimiento del capital.. Muy difícil, no hay comparación directa con los proyectos privados.. Impuestos; prestamistas privados. Pago directo o impuestos; préstamos sin intereses; préstamos con intereses bajos; bonos de autofinanciamiento; garantía de préstamos privados. Comunes (por ejemplo, proyecto de una presa para controlar inundaciones, generación de energía eléctrica, irrigación, recreación, educación.). Tabla 1.. Comparación entre los proyectos del sector privado y público. (William G. Sullivan, 2004) En este trabajo, las dos instituciones educativas manejan el perfil del sector privado, así que es necesario considerar la utilidad económica de estos sistemas de aprovechamiento de agua lluvia Ayleen Vanessa Bogoya Jerez. Informe Final Proyecto de Pregrado en Ingeniería Civil.. 6.

(13) Universidad de los Andes ICIV 200810 05 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA Determinación de la relación beneficio/costo de la construcción de sistemas de aprovechamiento de agua lluvia en edificaciones nuevas y para reconversión en construcciones existentes. stentes. Casos de estudio: Edificio Mario Laserna de la Universidad de los Andes y el Colegio Nueva Granada.. para su mejoramiento o construcción futura. Sin embargo, este análisis financiero se justifica a través del cálculo de la relación beneficio/costo, que aún siendo un parámetro de evaluación de proyectos públicos se hace necesario para este caso específico en los proyectos privados, privados ya que presenta propósitos múltiples bajo utilidades difíciles de calcular.. 2.3 Costos directos.. Son los costos que se pueden obtener de manera directa y razonable relacionados a los procesos de producción de un bien o prestación de un servicio. Como ejemplo se tienen los costos de la mano de obra y los materiales de construcción, ya que son fácilmente cuantificables e identificables para una actividad productiva, de servicio o construcción en específico específico,, considerándose como un costo cos directo de manufactura.. De acuerdo con el análisis a desarrollar en este trabajo, se tendrán en cuenta los costos directos relacionados a la inversión inicial, los costos de operación y mantenimiento y a los beneficios fácilmente cuantificables.. 2.4 Costos indirectos.. Aquellos que no se generan de una actividad en específico ya sea productiva o laboral, y que por lo tanto son difíciles de estimar. Como ejemplo se consideran las herramientas generales para el mantenimiento, el consumo de electricida electricidad, supervisión, entre otros.. Se identifican en los casos estudiados dos costos indirectos, a saber.. -. Costo por el tiempo destinado del operario a inspeccionar las instalaciones y/o equipos exclusivos del sistema de aprovechamiento de agua lluvia.. -. Costo por el consumo de energía promedio exclusivo de los equipos de bombeo propios del agua lluvia.. Ayleen Vanessa Bogoya Jerez. Informe Final Proyecto de Pregrado en Ingeniería Civil.. 7.

(14) Universidad de los Andes ICIV 200810 05 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA Determinación de la relación beneficio/costo de la construcción de sistemas de aprovechamiento de agua lluvia en edificaciones nuevas y para reconversión en construcciones existentes. stentes. Casos de estudio: Edificio Mario Laserna de la Universidad de los Andes y el Colegio Nueva Granada.. 2.5 Beneficios y Costos a considerar en los sistemas de aprovechamiento de agua lluvia. lluvia. Como requerimiento de un buen análisis financiero es necesario considerar varios factores como los costos y beneficios. A continuación se identifican los más relevantes para el proyecto específico de aprovechamiento de agua lluvia en las instituciones educativas estudiadas. -. Beneficios:. •. Disminución en el consumo de aagua gua potable y por ende en la cuenta de cobro del acueducto.. •. Frente al Medio Ambiente, el aprovechamiento de agua lluvia representa un menor impacto en las cuencas hídricas de abastecimiento y por otro lado, reduce el impacto erosivo que la escorrentía ía de llas ciudades generan.. •. Mejora de la imagen institucional al mostrar su interés en el buen manejo del recurso hídrico, siendo amigables y respetuosos con el medio ambiente.. •. El sistema de captación de agua lluvias podría ser utilizado como una excelente herramienta ienta académica, al incentivar y reforzar los conocimientos hidráulicos.. •. Menor probabilidad abilidad de inundaciones en perí períodos odos de intensas y continuas precipitaciones.. •. Abastecimiento parcial en aquellas ocasiones en que el sistema de acueducto y alcantarillado de Bogotá por fuerza mayor no pueda prestar el servicio.. os beneficios que no son fácilmente cuantificables, como una menor probabilidad de Los inundaciones, la mejora de la imagen institucional por tener este sistema y la implementación del sistema como una herramienta académica. Beneficios que en cierta medida pueden cambiar la balanza hacia un comportamiento tanto ambiental como económico viable. -. Costos:. •. Materiales (tuberías, bombas, sistemas mecánicos de control “flotadores”, tanques, filtros, etc.). Ayleen Vanessa Bogoya Jerez. Informe Final Proyecto de Pregrado en Ingeniería Civil.. 8.

(15) Universidad de los Andes ICIV 200810 05 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA Determinación de la relación beneficio/costo de la construcción de sistemas de aprovechamiento de agua lluvia en edificaciones nuevas y para reconversión en construcciones existentes. stentes. Casos de estudio: Edificio Mario Laserna de la Universidad de los Andes y el Colegio Nueva Granada.. •. Mano de obra.. •. Mantenimiento periódico.. 2.6 Ingresos y Egresos en las diferentes etapas del tiempo de vida del proyecto.. Tanto los costos como los beneficios mencionados anteriormente anteriormente, se presentan durante el tiempo de vida del proyecto,, tiempo que se estima de 20 años para estos proyectos en específico, aunque dichas instalaciones puedan ser mantenidas en operación más allá de este tiempo (McGhee, 1999). 1999) Dentro de este período odo de tiempo eexiste una primera etapa en donde se realiza la inversión inicial, una segunda en donde se presentan ingresos y egresos recurrentes como los costos de operación y mantenimiento y los ingresos gresos por beneficios directos cuantificables. Como tercera y última etapa se encuentran los costos de liquidación y lo los ingresos de salvamento, los cuales se presentan al rematar los equipos, bienes o servicios remanentes luego del cierre.. 2.6.1 Etapa 1. Inversión inicial.. La inversión inicial es el monto de capital necesario para dar comienzo a las actividades tanto dde construcción como de adquisición de equipos necesarios en el proyecto. En algunos casos sencillos, la inversión inicial se presenta como un solo flujo, mientras que en obras de gran envergadura la inversión ión suele presentarse en un perí período más largo de tiempo empo con montos recurrentes.. mantenimiento. 2.6.2 Etapa 2. Costos por operación y mantenimiento. Este tipo de costos suelen ser recurrentes anualmente a lo largo del ciclo de vida del proyecto, dentro de los mismos se encuentran los salarios del personal, la energía consumida y el mantenimiento periódico de los equipos.. Ayleen Vanessa Bogoya Jerez. Informe Final Proyecto de Pregrado en Ingeniería Civil.. 9.

(16) Universidad de los Andes ICIV 200810 05 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA Determinación de la relación beneficio/costo de la construcción de sistemas de aprovechamiento de agua lluvia en edificaciones nuevas y para reconversión en construcciones existentes. stentes. Casos de estudio: Edificio Mario Laserna de la Universidad de los Andes y el Colegio Nueva Granada.. 2.6.3 Etapa 2. Ingresos por beneficio directo.. Estos ingresos corresponden al beneficio cuantificable de la construcción del proyecto para cada año, en el caso específico de los sistemas de aprovechamiento estos ingresos corresponden al agua filtrada ltrada consumida por los sanitarios y orinales,, agua que no es cuantificada por el acueducto, y por ende es el reflejo de un ahorro de agua potable. te ingreso se hace multiplicando la cantidad de metros cúbicos (m3) de agua La estimación de este filtrada consumida anualmente por la tarifa del costo no residencial por metro cúbico ($/m3). El resultado es el ahorro monetario anual de usar agua lluvia como suplemento del ag agua ua potable en los sanitarios y orinales.. 2.6.4 Etapa 3. Costos de liquidación.. Los costos de liquidación corresponden a aquellos costos que se obtienen al finalizar el ciclo de vida del proyecto tras la adecuación de las instalaciones, liquidación de los trabajadores, transporte y actividades especiales. Estos costos pueden verse amortiguados por los ingresos de salvamento de los equipos.. Los anteriores conceptos permiten tanto a los ingenieros como admi administradores nistradores identificar la viabilidad de los proyectos en el ámbito económico y de esta forma tomar decisiones administrativas más acertadas en un corto, mediano y largo plazo.. .7 Razón Beneficio/Costo, método para la evaluación de proyectos. 2.7. El cálculoo de la razón beneficio/costo es un método que permite evaluar desde la perspectiva económica la viabilidad de los proyectos tanto privados como públicos. Esta relación entre los beneficios y los costos de un proyecto tiene como finalidad considerar los be beneficios tanto. Ayleen Vanessa Bogoya Jerez. Informe Final Proyecto de Pregrado en Ingeniería Civil.. 10.

(17) Universidad de los Andes ICIV 200810 05 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA Determinación de la relación beneficio/costo de la construcción de sistemas de aprovechamiento de agua lluvia en edificaciones nuevas y para reconversión en construcciones existentes. stentes. Casos de estudio: Edificio Mario Laserna de la Universidad de los Andes y el Colegio Nueva Granada.. cuantificables como no cuantificables en términos de largo plazo, considerando a su vez posibles efectos colaterales negativos, en el futuro.. Sin embargo, los beneficios y los costos deben ser evaluados teniendo en cuenta el valor del dinero en el tiempo,, por lo que la razón B/C se establece a través de unas ganancias descontadas equivalentes sobre unos costos descontados equivalentes. Los valores equivalentes usualmente se expresan a valor presente, valor anual o valor futuro, en este trabajo se implementará el valor presente como factor de cálculo.. A continuación se presenta la mecánica del método de la razón B/C.. Razón B/C convencional VP (Valor presente).. B −C=. VP (beneficios del proyecto propuesto) VP ( B) = VP (cos tos totales del proyecto propuesto) I +VP(O & M ). Ecuación 1. Razón Beneficio/Costo convencional convencional, considerando el valor presente de los beneficios y los costos. donde: VP (.) = Valor Presente de (.); B = Beneficios del proyecto propuesto; I = Inversión inicial del proyecto propuesto; O&M = Costos de operación y mantenimiento del proyecto propuesto.. expresada de la siguiente manera. Por lo tanto, la ecuación queda expresa. B −C=. Beneficio * (P / A, i%, N ) Inversión+ (O & M * (P / A, i%, N )). Ecuación 2.. Razón Beneficio/Costo convencional, expresión matemática simple de la ecuación 1. 1 Ayleen Vanessa Bogoya Jerez. Informe Final Proyecto de Pregrado en Ingeniería Civil.. 11.

(18) Universidad de los Andes ICIV 200810 05 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA Determinación de la relación beneficio/costo de la construcción de sistemas de aprovechamiento de agua lluvia en edificaciones nuevas y para reconversión en construcciones existentes. stentes. Casos de estudio: Edificio Mario Laserna de la Universidad de los Andes y el Colegio Nueva Granada.. donde: Beneficio: Valor monetario que representa los beneficios anuales. Inversión: Valor monetario de la inversión inicial. O&M: Valor monetario que representa los costos de operación y mantenimientoo anual. (P/A,i%,N): Factor de valor presente considerando capitalización discreta.. El factor de valor presente considerando una capitalización discreta para flujos continuos se determina rmina con la siguiente ecuación.. ( P / A, i %, N ) =. (1 + i )N − 1 N i (1 + i ). egresos Ecuación 3.. Factor de valor presente considerando un flujo continuo de ingresos o egresos.. donde. P/A: Indica la estimación del valor presente P dado una serie uniforme A. i%: Tasa asa efectiva de interés por período (por lo general un año). N: Número de perí períodos de capitalización.. Un proyecto es aceptable si la razón B/C, tal como se define en la ecuación es mayor o igual a 1.0. Para los casos sos de estudio se estima un perí período de 20 años de operaciones y tasa nominal de interés del 10% anual.. Ayleen Vanessa Bogoya Jerez. Informe Final Proyecto de Pregrado en Ingeniería Civil.. 12.

(19) Universidad de los Andes ICIV 200810 05 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA Determinación de la relación beneficio/costo de la construcción de sistemas de aprovechamiento de agua lluvia en edificaciones nuevas y para reconversión en construcciones existentes. stentes. Casos de estudio: Edificio Mario Laserna de la Universidad de los Andes y el Colegio Nueva Granada.. 3. INVERSIÓN INICIAL.. A lo largo del cuerpo del trabajo se analizarán dos casos de ingeniería; el primero de ellos, que corresponde al CASO 1,, se identifica con ell edificio Mario Laserna de la Universidad de los Andes, mientras que el CASO 2 se refiere a las instalaciones del Colegio Nueva Granada.. Es importante aclarar que el edificio Mario Laserna de la Universidad de los Andes fue construido considerando un sistema de aprovechamiento de agua lluvia, es así que la Universidad cuenta con un presupuesto establecido de este sistema, por lo que los valores de la inversión inicial del proyecto mostrados en este trabajo tienen un alto grado de certeza.. Por otra parte, las instalaciones del Colegio Nueva Granada nnoo presentan en la actualidad un plan integral para el aprovechamiento del agua lluvia, por lo tanto el valor de la inversión inicial fue estimado sobre la base del proyecto de la Universidad de los Andes. Es de aclarar entonces que esta proyección tiene un alto grado de incertidumbre.. 3.1 CASO 1 (ML) Para el edificio Mario Laserna la alimentación de los sanitarios y orinales se diseñó y construyó de manera independiente; es por esto que el edificio cuenta con dos (2) tanques con capacidad de 54.60 m3 cada uno para abastecer estos aparatos aparatos. Los tanques almacenan tanto agua lluvia filtrada como agua potable, este comportamiento depende de la oferta hídrica pluvial de la zona zona, cuidando en todo momento que el servicio no se vea interrumpido interrumpido.. La inversión inicial necesaria para ensamblar el sistema de aprovechamiento de agua lluvia del edificio Mario Laserna, consideró llos os dispositivos, materiales y accesorios para el montaje del sistema en su etapa inicial (ver tabla 2).. Ayleen Vanessa Bogoya Jerez. Informe Final Proyecto de Pregrado en Ingeniería Civil.. 13.

(20) Universidad de los Andes ICIV 200810 05 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA Determinación de la relación beneficio/costo de la construcción de sistemas de aprovechamiento de agua lluvia en edificaciones nuevas y para reconversión en construcciones existentes. stentes. Casos de estudio: Edificio Mario Laserna de la Universidad de los Andes y el Colegio Nueva Granada.. COSTOS DEL SISTEMA DE CAPTACIÓN DEL EDIFICIO MARIO LASERNA. DETALLE DE LA INVERSIÓN INICIAL Descripción Bombas Bombeo Agua lluvia a filtros Bombeo del rebose Tanques Agua Lluvia Filtros Sistema Filtracion Sistema de flotadores TOTAL TOTAL (pesos 2007) TOTAL (pesos 2008). Und.. Cant.. Vr. Unit.. Vr. Parcial. unidad unidad. 2 2. $ 2.437.000 $ 5.017.000. $ 4.874.000 $ 10.034.000. 1. ***. $ 15.593.323. 2 1. $ 24.304.000 $ 3.060.707. $ 48.608.000 $ 3.060.707 $ 82.170.030. m. 3. unidad unidad. $ 82.170.030 $ 86.845.505. TOTAL DE LOS SISTEMAS HIDROSANITARIOS DEL ML (pesos 2007) TOTAL DE LOS SISTEMAS HIDROSANITARIOS DEL ML (pesos 2008) PORCENTAJE DEL SIST. AGUA LLUVIA DEL TOTAL IPC año 2007. $ 2.416.234.006 $ 2.553.717.721 3%. 5,69%. Tabla 2.. Inversión inicial del sistema en el edificio Mario Laserna*.. Con lo anterior, se determinó una inversión inicial de $86'845.505 pesos colombianos del 2008, 2008 que corresponden al 3% % de la inversión total en sistemas hidrosanitarios del edificio.. Es de aclarar que ell presupuesto dado por la empresa PAYC, encargada del presupuesto de la obra, no presentaba la cantidad de material necesario para la construcción de los tanques, por lo que fue necesario tener en cuenta el costo de construcción del tanque de agua lluvia de acuerdo a la revista CONSTRUDATA 2007. Finalmente, es importante mencionar que para pasar los precios del 2007 a pesos del 2008 se consideró el IPC del 2007 dado por el DANE de 5,69% (DANE)... *. La información financiera está expresada en pesos colombianos del 2008.. Ayleen Vanessa Bogoya Jerez. Informe Final Proyecto de Pregrado en Ingeniería Civil.. 14.

(21) Universidad de los Andes ICIV 200810 05 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA Determinación de la relación beneficio/costo de la construcción de sistemas de aprovechamiento de agua lluvia en edificaciones nuevas y para reconversión en construcciones existentes. stentes. Casos de estudio: Edificio Mario Laserna de la Universidad de los Andes y el Colegio Nueva Granada.. 3.2 CASO 2 (CNG).. La problemática del CNG se presenta al no tener un sistema de evacuación de agua lluvia eficiente en su totalidad, ya que en períodos odos de precipitación extremos presenta inundaciones afectando la normalidad de las actividades en la institución. Es por esta razón que se piensa utilizar el agua lluvia para la alimentación de sanitarios y orinales para así disminuir estos efectos, y a su vez generar un ahorro monetario directo al reducir la cantidad de agua potable facturada.. Dentro de este análisis se identificaron ficaron en el CNG dos opciones de aprovechamiento. La primera opción, “opción a”, corresponde a los costos de inversión inicial para implementar el sistema de aprovechamiento en las instalaciones más importantes ddel Colegio, es decir teniendo en cuenta las áreas de captación de los edificios que albergan la gran mayoría de est estudiantes.. En la segunda opción, “opción b”, se establecen los costos para el sistema de aprovechamiento a desarrollar por la empresa de ingenieros consultores ltores INGETEC para el juego de baños del Gimnasio “GYM HIGH SCHOOL”, que considera un área de captación neta de 1965,4 m2 y una cantidad de 100 estudiantes promedio diario. El área de captación neta de 1965,4 m2 se constituye de 1305 m2, que corresponde al 90% del área de captación de lla biblioteca Elisa Vargas y de 515,4 m2, que corresponde al 20% de la mitad del área de la cancha de futbol del colegio.. En la “opción a” la inversión inicial se estima de manera general, al evaluar el costo de los tanques para el almacenamiento de agua lluvia en cada edificio, el sistema de bombeo requerido y las adecuaciones necesarias en las tuberías, para la alimentación combinada de agua lluvia y agua potable en los sanitarios y orinales de las instalaciones instalaciones. Es importante aclarar que se asume que las redes encargadas de recolectar el agua lluvia de los tejados, canales y bajantes, se encuentran en perfecto estado y bajo las espec especificaciones ificaciones de diseño requeridas, con lo anterior no se espera pérdidas considerables ables de agua por el sistema de recolección recolección.. La siguiente tabla muestra la cantidad de alumnos por escuela, los edificios y sus baños por habilitar respectivamente.. Ayleen Vanessa Bogoya Jerez. Informe Final Proyecto de Pregrado en Ingeniería Civil.. 15.

(22) Universidad de los Andes ICIV 200810 05 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA Determinación de la relación beneficio/costo de la construcción de sistemas de aprovechamiento de agua lluvia en edificaciones nuevas y para reconversión en construcciones existentes. stentes. Casos de estudio: Edificio Mario Laserna de la Universidad de los Andes y el Colegio Nueva Granada.. SITUACIÓN ACTUAL DE LAS EDIFICACIONES EN CUANTO AL NÚMERO DE ESTUDIANTES, ÁREA DE CAPTACIÓN Y BAÑOS A RECONVERTIR.. Niveles Académicos. Estudiantes. 1. Escuela primaria (k4, k5, 1 y2) 2. Escuela elemental (3, 4 y 5) 3. Escuela media (6, 7 y 8) 4. Escuela superior (9, 10, 11 y 12) TOTAL. 464 416 417 452 1749. Superficie de captación en m2 de cada edificio Área de captación Cantidad total de baños Preescolar Primaria Elemental I.M.C Media Superior total (m2) Niñas Niños 474 1646 200,5 2320,5 4,5 4,5 2060 200,5 2260,5 2,5 2,5 1181 1181 1 1 1450 1450 2 2 10 10. Tabla 3.. Características de cada nivel académico del CNG.. Se reconoce que en aquellos edificios con baños en segundo y tercer piso presentan un mayor costo en rehabilitación, ón, ya que se considera la tubería de alimentación vertical que permite la llega del agua al piso respectivo.. Para obtener un análisis más acertado se contó con los planos de los baños de los edificios Escuela Media y IMC, del informe final de diseño del Plan Maestro del CNG. A partir de estos planos se presentan las siguientes tablas de costos que consideran mano de obra e instalación.. -. Edificio Escuela Media.. DIÁMETRO, LONGITUD Y COSTOS DE LAS TUBERÍAS DE PVC-PRESIÓN REQUERIDAS EN LA RECONVERSIÓN DE LOS BAÑOS DEL EDIFICIO ESCUELA MEDIA.. Diámetro de la tubería de PVC 3 2 1 1/2. Longitud total en tubería 20,12 6,23 1,15. Especificaciones RDE 32.5 RDE 21 RDE 21 Total. CONSTRUDATA feb-08 Costo unitario ($/ml) $ 28.176 $ 24.249 $ 18.923 $ 71.348. Costo total ($/ml) $ 566.901 $ 151.071 $ 21.761 $ 739.734. Tabla 4. Costo sto de la compra e instalación de la nueva tubería. Escuela Media†. †. La información financiera está expresada en pesos colombianos del 2008.. Ayleen Vanessa Bogoya Jerez. Informe Final Proyecto de Pregrado en Ingeniería Civil.. 16.

(23) Universidad de los Andes ICIV 200810 05 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA Determinación de la relación beneficio/costo de la construcción de sistemas de aprovechamiento de agua lluvia en edificaciones nuevas y para reconversión en construcciones existentes. stentes. Casos de estudio: Edificio Mario Laserna de la Universidad de los Andes y el Colegio Nueva Granada.. COSTOS ADICIONALES PARA EL FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA EN LOS BAÑOS DEL EDIFICIO ESCUELA MEDIA.. Diámetro de la tubería de PVC 2. VÁLVULAS REGULADORAS DE FLUJO Costo unitario Costo total Válvula de globo. ($/unidad) ($/ml) Elevación 1 $ 163.200 $ 163.200 Total $ 163.200 $ 163.200. Tabla 5.. Válvulas requeridas para el control del flujo de la tubería adicional. Escuela Media‡.. ACCESORIOS ADICIONALES especificación Cantidad $/unidad 3" 1 $ 14.500 2" 2 $ 1.450 (3"x3"x2") 2 $ 25.362 (2"x2"x2") 1 $ 7.454 Total $ 48.766. Ítem Codo 90° Codo 45° Tee. $ $ $ $ $. $ total 14.500 2.900 50.724 7.454 75.578. Tabla 6.. Accesorios adicionales de la tubería nueva. Escuela Media*.. COSTO TOTAL RECONVERSIÓN ESCUELA MEDIA. -. $. 978.512. Edificio IMC.. DIÁMETRO, LONGITUD Y COSTOS DE LAS TUBERÍAS DE PVC-PRESIÓN REQUERIDAS EN LA RECONVERSIÓN DE LOS BAÑOS DEL EDIFICIO IMC. PISO 1.. Diámetro de Longitud total en tubería la tubería de 3 14,12 2 0,73 1 1/2 8,66. Especificaciones RDE 32.5 RDE 21 RDE 21 Total. CONSTRUDATA feb-08 Costo unitario ($/ml) $ 28.176 $ 24.249 $ 18.923 $ 71.348. Costo total ($/ml) $ 397.845 $ 17.702 $ 163.873 $ 579.420. Tabla 7.. Costo por la compra e instalación de la nueva tubería. Edificio IMC. Piso 1§. ‡. La información financiera está expresada en pesos colombianos del 2008.. Ayleen Vanessa Bogoya Jerez. Informe Final Proyecto de Pregrado en Ingeniería Civil.. 17.

(24) Universidad de los Andes ICIV 200810 05 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA Determinación de la relación beneficio/costo de la construcción de sistemas de aprovechamiento de agua lluvia en edificaciones nuevas y para reconversión en construcciones existentes. stentes. Casos de estudio: Edificio Mario Laserna de la Universidad de los Andes y el Colegio Nueva Granada.. COSTOS ADICIONALES PARA EL FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA EN LOS BAÑOS DEL EDIFICIO IMC. PISO 1.. VÁLVULAS REGULADORAS DE FLUJO Costo unitario Costo total Diámetro de Válvula de globo. ($/unidad) ($/ml) Elevación la tubería de 3 1 $ 282.794 $ 282.794 1.1/2 2 $ 120.710 $ 241.420 Total $ 403.504 $ 524.214 Tabla 8.. Válvulas requeridas para el control del flujo de la tubería adicional. Edificio IMC. Piso 1*.. Ítem Codo 90° Codo 90° Codo 90° Codo 90° Tee. ACCESORIOS ADICIONALES especificación Cantidad $/unidad $ total 3" 4 $ 14.500 $ 58.000 2" 1 $ 4.350 $ 4.350 1.1/2" 4 $ 1.050 $ 4.200 1/2" 1 $ 250 $ 250 (3X2X1.1/2) 1 $ 25.362 $ 25.362 Total $ 45.512 $ 92.162. Tabla 9.. Accesorios adicionales de la tubería nueva. Edificio IMC. Piso 1*.. COSTO TOTAL RECONVERSIÓN PISO 1. IMC. $. 1.195.796. DIÁMETRO, LONGITUD Y COSTOS DE LAS TUBERÍAS DE PVC-PRESIÓN REQUERIDAS EN LA RECONVERSIÓN DE LOS BAÑOS DEL EDIFICIO IMC. PISO 2.. Diámetro de Longitud total en la tubería de tubería 2" 3,06 1.1/4" 2,79 1.1/2" 5,52. Especificaciones RDE 21 RDE 32.5 RDE 21 Total. CONSTRUDATA feb-08 Costo unitario ($/ml) $ 24.249 $ 17.031 $ 18.923 $ 60.203. Costo total ($/ml) $ 74.202 $ 47.516 $ 104.455 $ 226.173. Tabla 10.. Costo por la compra e instalación de la nueva tubería. Edificio IMC. Piso 2*.. §. La información financiera está expresada en pesos colombianos del 2008.. Ayleen Vanessa Bogoya Jerez. Informe Final Proyecto de Pregrado en Ingeniería Civil.. 18.

(25) Universidad de los Andes ICIV 200810 05 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA Determinación de la relación beneficio/costo de la construcción de sistemas de aprovechamiento de agua lluvia en edificaciones nuevas y para reconversión en construcciones existentes. stentes. Casos de estudio: Edificio Mario Laserna de la Universidad de los Andes y el Colegio Nueva Granada.. COSTOS ADICIONALES PARA EL FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA EN LOS BAÑOS DEL EDIFICIO IMC. PISO 2.. VÁLVULAS REGULADORAS DE FLUJO Costo unitario Costo total Diámetro de Válvula de globo. ($/unidad) ($/ml) Elevación la tubería de 1.1/2 2 $ 75.000 $ 150.000 Total $ 75.000 $ 150.000 Tabla 11.. Válvulas requeridas para el control del flujo de la tubería adicional. Edificio IMC. Piso 2**.. Ítem Codo 90° Codo 90° Tee. ACCESORIOS ADICIONALES especificación Cantidad $/unidad $ total 1.1/2" 7 $ 1.050 $ 7.350 1/2" 1 $ 250 $ 250 (2X1.1/4X1.1/2) 1 $ 7.454 $ 7.454 Total $ 8.754 $ 15.054. Tabla 12.. Accesorios adicionales de la tubería nueva. Edificio IMC. Piso 2.. COSTO TOTAL RECONVERSIÓN PISO 2. IMC. $. 391.227. COSTO TOTAL RECONVERSIÓN PISO 3. IMC. $. 391.227. COSTO TOTAL RECONVERSIÓN IMC. $. 1.978.249. edificios de la ESCUELA SUPERIOR, Dado que no se contó con los planos de los baños de los edificio ELEMENTAL, PRIMARIA Y PREESCOLAR PREESCOLAR, por lo tanto se asumió que los costos correspondientes al edificio IMC corresponden de igual manera al edificio de PREESCOLAR con la variante de que este último solo tiene un piso piso,, mientras que los demás edificios se asumirán con los costos correspondientes al edificio de la ESCUELA MEDIA teniendo en cuenta los pisos que posean.. **. La información financiera está expresada en pesos colombianos del 2008.. Ayleen Vanessa Bogoya Jerez. Informe Final Proyecto de Pregrado en Ingeniería Civil.. 19.

(26) Universidad de los Andes ICIV 200810 05 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA Determinación de la relación beneficio/costo de la construcción de sistemas de aprovechamiento de agua lluvia en edificaciones nuevas y para reconversión en construcciones existentes. stentes. Casos de estudio: Edificio Mario Laserna de la Universidad de los Andes y el Colegio Nueva Granada.. INVERSIÓN INICIAL DE CADA NIVEL ACADÉMICO PARA LA RECONVERSIÓN DE LOS BAÑOS.. Niveles Académicos 1. Escuela primaria (k4, k5, 1 y2) 2. Escuela elemental (3, 4 y 5) 3. Escuela media (6, 7 y 8) 4. Escuela superior (9, 10, 11 y 12) TOTAL. Total baños 9 5 2 4 20. Costo total en reconversión $ 3.337.375 $ 1.967.636 $ 978.512 $ 1.957.024 $ 8.240.546. Tabla 13.. Costo total por reconversi reconversión de baños propio de cada nivel académico††.. Para la “opción a”, se estiman las siguientes capacidades en tanques de las instalaciones más importantes. Con esto se estima el costo para su construcción (m3 de concreto, mano de obra) o su compra directa.. POTENCIAL VOLUMEN A CAPTURAR POR LAS SUPERFICIES DE CAPTACIÓN DE LAS EDIFICACIONES INVOLUCRADAS. Niveles Académicos Escuela primaria Escuela elemental Escuela media Escuela alta Total. Volumen (m3) 269,41 262,44 137,11 168,35 837,31. Prom. Máx 57,96 56,46 29,50 36,22 180,13. IDF (m3) 43,69 42,56 22,23 27,30 135,77. Tabla 14. Cantidad de agua lluvia capturada utilizando la precipitación máxima en 24 horas,, el promedio de las precipitaciones máximas y las curvas IDF.. cipitación máxima en 24 En la tabla anterior, se observa el volumen estimado a partir de la precipitación horas, el promedio de los máximos mensuales de los últimos timos diez (10) años y a través de las curvas IDF para un tiempo de retorno de Tr: 10 años, una duración de la lluvia de D: 15 minutos y una intensidad de 83.67 mm/h. Se observa una gran diferencia en volumen y por ende en costos, por lo. ††. La información ción financiera está expresada en pesos colombianos del 2008.. Ayleen Vanessa Bogoya Jerez. Informe Final Proyecto de Pregrado en Ingeniería Civil.. 20.

(27) Universidad de los Andes ICIV 200810 05 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA Determinación de la relación beneficio/costo de la construcción de sistemas de aprovechamiento de agua lluvia en edificaciones nuevas y para reconversión en construcciones existentes. stentes. Casos de estudio: Edificio Mario Laserna de la Universidad de los Andes y el Colegio Nueva Granada.. que lo más recomendable es tener en cuenta a su vez la demanda diaria de los estudiantes y la disponibilidad de terreno para la colocación de los tanques de almacenamiento o su construcción.. De acuerdo con lo anterior, la demanda diaria se determinó con un consumo promedio por cuenta de sanitarios y orinales de 21L/estudiante/día, además se consideró una cantidad de tanques de almacenamiento máxima de seis (6) para cada nivel académico, cada uno de 2000 litros de capacidad.. DEMANDA DIARIA SEGÚN CANTIDAD DE ESTUDIANTES Y SU VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO MÁS ADECUADO. Niveles Académicos. Estudiantes. 1. Escuela primaria (k4, k5, 1 y2) 2. Escuela elemental (3, 4 y 5) 3. Escuela media (6, 7 y 8) 4. Escuela superior (9, 10, 11 y 12). 464 416 417 452. Demanda diaria 3 m Litros 9744 9,74 8736 8,74 8757 8,76 9492 9,49. Días de Reserva 1,23 1,37 1,37 1,26. 3 Volumen (m ). # tanques de 2000 litros Requerido 12,00 6,00 12,00 6,00 12,00 6,00 12,00 6,00. Tabla 15.. Demanda diaria y volumen de almacenamiento.. Para determinar de manera aproximada el sistema de bombeo más adecuado para cada edificio se consideró la información de caudal suministrado por el informe final de acueducto y alca alcantarillado de INGETEC 2004, con el cual se obtuvo lo siguiente siguiente.. CAUDAL DE ABASTECIMIENTO Y EL COSTO APROXIMADO DE LOS EQUIPOS DE PRESIÓN NECESARIOS PARA CADA NIVEL ACADÉMICO. Niveles Académicos. 1. Escuela primaria (k4, k5, 1 y2) 2. Escuela elemental (3, 4 y 5) 3. Escuela media (6, 7 y 8) 4. Escuela superior (9, 10, 11 y 12). Caudal de abastecimiento (L/s) Preescolar. Primaria. 5,21. 7,29. Elemental. I.M.C. 6,42. 4,64 4,64. Media. Superior. 6,38 6,31. Costo aprox. Por equipo de presión $ 19.719.112 $ 11.831.467 $ 7.887.645 $ 7.887.645. Tabla 16 16. Costo aproximado por equipo de presión‡‡.. ‡‡. La información financiera está expresada en pesos colombianos del 2008.. Ayleen Vanessa Bogoya Jerez. Informe Final Proyecto de Pregrado en Ingeniería Civil.. 21.

(28) Universidad de los Andes ICIV 200810 05 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA Determinación de la relación beneficio/costo de la construcción de sistemas de aprovechamiento de agua lluvia en edificaciones nuevas y para reconversión en construcciones existentes. stentes. Casos de estudio: Edificio Mario Laserna de la Universidad de los Andes y el Colegio Nueva Granada.. Finalmente se presenta el costo total por inversión inicial para cada nivel académico, este costo total considera la inversión por reconversión de baños, la compra de tanques de almacenamiento y por concepto del equipo de presión extra para la nueva red de alimentación.. INVERSIÓN INICIAL PARA LA ALIMENTACIÓN CON AGUA LLUVIA EN CADA NIVEL ACADÉMICO Niveles Académicos. 1. Escuela primaria (k4, k5, 1 y2) 2. Escuela elemental (3, 4 y 5) 3. Escuela media (6, 7 y 8) 4. Escuela superior (9, 10, 11 y 12) TOTAL. COSTOS EN INVERSIÓN INICIAL Reconversión Tanques Eq. Presión $ 3.337.375 $ 2.753.400,00 $ 19.719.112 $ 1.967.636 $ 2.753.400,00 $ 11.831.467 $ 978.512 $ 2.753.400,00 $ 7.887.645 $ 1.957.024 $ 2.753.400,00 $ 7.887.645 $ 8.240.546 $ 11.013.600 $ 47.325.868. $ $ $ $ $. Costo Total 25.809.886 16.552.503 11.619.557 12.598.068 66.580.015. Tabla 17. Costo total de inversión inicial CNG§§.. El costo total para la adecuación de los baños en las instalaciones más importantes por albergar la mayor cantidad de estudiantes, es de $ 66.580.015 pesos colombianos de 2008.. Para la “opción b” la inversión inicial destinada a la reconversión de los baños es menor ya que la adecuación de las redes necesita una menor intervenci intervención. En el Anexo 1 se encuentran los planos que representan laa situación actual y futura de la red de abastecimiento de estos baños, con el objetivo de entender las cantidades y costos cal calculados en este informe. Por lo tanto, la inversión inicial se enfoca en la separación total de las tuberías que permite una alimentación dual, agua potable-agua agua lluvia, de los sanitarios y orinales orinales.. Esto se logra a partir de un abastecimiento dual de dos (2) tanques de almacenamiento ubicados cerca a los baños, los cuales tienen una capacidad de 2000 litros cada uno.. En cuanto al sistema de presión, se espera que los sanitarios y orinales tengan la presión requerida a partir de dos bombas de 6HP ya insta instaladas ladas para su correcto funcionamiento. Los demás equipos que funcionan exclusivamente con agua potable como los lavamanos y duchas serían abastecidos directamente desde la red de agua potable.. §§. La información financiera está expresada en pesos colombianos del 2008.. Ayleen Vanessa Bogoya Jerez. Informe Final Proyecto de Pregrado en Ingeniería Civil.. 22.

(29) Universidad de los Andes ICIV 200810 05 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA Determinación de la relación beneficio/costo de la construcción de sistemas de aprovechamiento de agua lluvia en edificaciones nuevas y para reconversión en construcciones existentes. stentes. Casos de estudio: Edificio Mario Laserna de la Universidad de los Andes y el Colegio Nueva Granada.. Fotografía 1. Tanques de 2000 litros c/u responsables del buen funcionamiento de los baños Gym High School (INGETEC, 2007).. Fotografía 2. Equipo de bombas e hidroacumulador. Ayleen Vanessa Bogoya Jerez. Informe Final Proyecto de Pregrado en Ingeniería Civil.. 23.

(30) Universidad de los Andes ICIV 200810 05 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA Determinación de la relación beneficio/costo de la construcción de sistemas de aprovechamiento de agua lluvia en edificaciones nuevas y para reconversión en construcciones existentes. stentes. Casos de estudio: Edificio Mario Laserna de la Universidad de los Andes y el Colegio Nueva Granada.. Además de la adecuación en los baños, el proyecto del gimnasio también requiere una inversión inicial en tuberías de conexión, estas tuberías permiten el paso del agua lluvia recolectada tanto de los tejados como de la mitad de la cancha de fútbol hacia el tanque de almacenamiento general. general A su vez, se considera la conexión entre el tanque general y los tanques nques de almacenamiento mencionados anteriormente. Es importante mencionar que el costo estimado de construcción del tanque de almacenamiento general general, va de acuerdo a que se considera su construcción con el sistema “Aqua Cell” de WAVIN. A continuación se presentan las tablas de cálculo en donde se especifican los costos de inversión inicial para la reconversión de los baños del Gimnasio.. DIÁMETRO, LONGITUD Y COSTOS DE LAS TUBERÍAS DE PVC-PRESIÓN REQUERIDAS EN LA RECONVERSIÓN DE LOS BAÑOS DEL GIMNASIO.. Diámetro de la tubería de PVC (Pulgadas) 3 2 1 1/2 3/4. Longitud total en tubería 23,18 20,99 2,15 5,07. Especificaciones RDE 32.5 RDE 21 RDE 21 RDE 11 Total. CONSTRUDATA feb-08 Costo unitario ($/ml) $ 28.176 $ 24.249 $ 18.923 $ 11.711 $ 83.059. Costo total ($/ml) $ 653.120 $ 508.902 $ 40.684 $ 59.375 $ 1.262.081. Tabla 18.. Costo por la compra e instalación de la nueva tubería.. COSTOS ADICIONALES PARA EL FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA EN LOS BAÑOS DEL GIMNASIO. VÁLVULAS REGULADORAS DE FLUJO Costo unitario Diámetro de la tubería de Válvula de PVC (Pulgadas) globo. Elevación ($/unidad) 3 2 $ 282.794 2 1 $ 163.200 1 1/2 1 $ 120.710 3/4 1 $ 81.863 Total $ 648.567. $ $ $ $ $. Costo total ($/ml) 565.587 163.200 120.710 81.863 931.360. Tabla 19.. Válvulas requeridas para el control del flujo de la tubería adicional.. Ayleen Vanessa Bogoya Jerez. Informe Final Proyecto de Pregrado en Ingeniería Civil.. 24.

(31) Universidad de los Andes ICIV 200810 05 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA Determinación de la relación beneficio/costo de la construcción de sistemas de aprovechamiento de agua lluvia en edificaciones nuevas y para reconversión en construcciones existentes. stentes. Casos de estudio: Edificio Mario Laserna de la Universidad de los Andes y el Colegio Nueva Granada.. Ítem Codo 90° Tee. ACCESORIOS ADICIONALES especificación Cantidad 3" 1 (3"x3"x1 1/2") 1 (1 1/2"x1 1/2"x3/4) 1 Total. $/unidad $ 14.500 $ 25.362 $ 4.681 $ 44.543. Tabla 20 20. Accesorios adicionales de la tubería nueva.. COSTO TOTAL DEL SISTEMA DE PRESIÓN. $. 2.237.984. COSTOS ADICIONALES PARA EL FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA EN LOS BAÑOS DEL GIMNASIO. FLOTADOR MECÁNICO (unidad) Flotador Metálico 2" un 1 Sub-contrato hidr/sanit % 38 Total Cantidad para los dos tanques de almacenamiento (unidad) Costo total para el Gimnasio. $ $ $ $. 126.656 48.129 174.785 2 349.571. Tabla 21.. Costo por flotadores mecánicos de la red de agua lluvia.. TUBERÍAS ADICIONALES PARA CONEXIÓN ENTRE TANQUES EN PVC-SANITARIA Tubería PVC de pared estructural 10" ml $ 53.160,00 Distancia requerida ml 76,85 Tubería PVC sanitaria 6" ml $ 29.928,00 Mano de obra BB hc 0,43 $ 8.089 Soldadura PVC líquida un 0,02 $ 1.060 Sub-contrato hidr/sanit % 38 $ 7.249 ml 41,99 Distancia requerida Tubería PVC sanitaria 4" ml $ 14.131 Mano de obra BB hc 0,43 $ 6.222 Soldadura PVC líquida un 0,02 $ 1.060 Sub-contrato hidr/sanit % 38 $ 7.249 ml 11,51 Distancia requerida Total $ 6.360.368 Tabla 22.. Tubería de conexión entre tanques en PVC PVC-Sanitaria.. COSTO TOTAL TUBERÍAS DE CONEXIÓN Y FLOTADORES.. Ayleen Vanessa Bogoya Jerez. $. Informe Final Proyecto de Pregrado en Ingeniería Civil.. 6.709.939. 25.