1553 fd01

EMPRESA DE OBRAS SANITARIAS DE CALDAS

EMPOCALDAS S.A. E.S.P

MEMORIAS DE CÁLCULO

ACUEDUCTO REGIONAL
IV ETAPA
ZONA RURAL Y URBANA MUNICIPIO DE
RURAL
BELALCAZAR CALDAS

2

EMPOCALDAS S.A. E.S.P.

TABLA DE CONTENIDO

CONTENIDO................................................................................................
................................................................
TABLA DE CONTENIDO................................ ................................ ................................ 3

LISTA DE TABLAS ........................................................................................................ 5
................................................................
................................ ................................ ................................ ........

LISTA DE FIGURAS ................................ ...................................................................... 6
................................................................................................
................................ ......................................

.........................................................................................................
................................................................
INTRODUCCIÓN ................................ ................................ ................................ ......... 7

ACUEDUCTO REGIONAL IV ETAPA ................................ ................................................ 8
IV ................................................................................
................................

1. DIAGNÓSTICO DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE BELALCAZAR ............. 8
1.1 FUENTES DE ABASTECIMIENTO ......................................................................................... 8
1.2 CAPTACIÓN ............................................................................................................... 9
1.3 ADUCCIÓN BOCATOMA-DESARENADOR. ............................................................................ 9
1.4 DESARENADORES....................................................................................................... 10
1.5 ESTACIONES DE BOMBEO Y CONDUCCION ......................................................................... 10
1.6 PLANTA DE TRATAMIENTO............................................................................................ 11
1.6.1 CALIDAD DEL AGUA TRATADA .................................................................................... 12
1.7 SISTEMA DE ALMACENAMIENTO ..................................................................................... 12
1.8 CONDUCCIÓN DE AGUA POTABLE................................................................................... 13
1.9 MACROMEDICIÓN ...................................................................................................... 13
1.10 REDES DE DISTRIBUCIÓN ............................................................................................ 13
1.11 CONEXIONES DOMICILIARIAS Y MICROMEDICIÓN ............................................................... 14
2. DIAGNOSTICO INTEGRAL DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO REGIONAL DE OCCIDENTE..... 14
2.1 ETAPA I ACUEDUCTO REGIONAL DE OCCIDENTE ................................................................. 16
2.2 ETAPA II ACUEDUCTO REGIONAL DE OCCIDENTE ................................................................ 17
2.3 ETAPA III ACUEDUCTO REGIONAL DE OCCIDENTE ............................................................... 18
2.4 ETAPA IV ACUEDUCTO REGIONAL DE OCCIDENTE ............................................................... 20
3. ESTIMACIÓN DE LA POBLACIÓN FUTURA ................................ ................................ 20
................................................................
3.1 JUSTIFICACIÓN .......................................................................................................... 20
3.2 INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 21
3.3 MÉTODOS MATEMÁTICOS PARA LA ESTIMACIÓN DE LA POBLACIÓN FUTURA ............................... 21
3.4 MÉTODOS MATEMÁTICOS PARA LA ESTIMACIÓN DE LA POBLACIÓN FUTURA ............................... 23
3.5 CALCULO DE POBLACION ZONA RURAL SAN JOSE - BELALCAZAR............................................. 29

Memorias de Cálculo. Acueducto Regional IV Etapa. Municipio de Belalcazar 3


3.6 CALCULO DE POBLACION ZONA RURAL BELALCAZAR: .......................................................... 31
3.7 CALCULO DE POBLACION TOTAL DEL PROYECTO ................................................................ 32
4. PARÁMETROS DE DISEÑO ................................ ................................ ..................... 33
................................................................
.....................................................
4.1 NIVEL DE COMPLEJIDAD............................................................................................... 33
4.2 PERÍODO DE DISEÑO .................................................................................................. 34
4.3 DOTACIÓN NETA ...................................................................................................... 34
4.4 CORRECCIÓN POR CLIMA ............................................................................................. 35
4.5 PÉRDIDAS................................................................................................................ 35
4.6 DOTACIÓN BRUTA ..................................................................................................... 35
4.7 CAUDAL MEDIO DIARIO .............................................................................................. 36
4.8 DEMANDA MEDIA DE OTROS USOS .................................................................................. 36
4.9 ESTIMACIÓN DE LA DEMANDA MEDIA TOTAL DE AGUA. ......................................................... 36
4.10 COEFICIENTE DE CONSUMO MÁXIMO DIARIO (K1) .............................................................. 37
4.11 PRESIONES MÍNIMA Y MÁXIMA ...................................................................................... 37
4.12 CLASE Y TIPO DE TUBERÍA A UTILIZAR ............................................................................. 37
4.13 VELOCIDADES MÍNIMA Y MÁXIMA .................................................................................. 42
4.14 PURGAS Y VENTOSAS ................................................................................................ 42
..............................................
5. ANÁLISIS DE LA LÍNEA DE ACUEDUCTO PROYECTADA................................ .............. 55
6. SIMULACIÓN HIDRÁULICA DE LA RED DE DISTRIBUCIÓN .......................................... 57
..........................................
6.1 CREACIÓN DEL MODELO HIDRÁULICO .............................................................................. 57
6.2 SIMULACIÓN DEL ESCENARIO ........................................................................................... 57
9.1 RESULTADOS DE LA SIMULACIÓN .................................................................................... 58

ANEXO NO. 1. CÁLCULO DEL CAUDAL DE DISEÑO ................................ ...................... 61
CÁLCULO DISEÑO ......................................................

RED ESTATICAS
ANEXO NO. 2. ESTADO DE LOS NODOS EN LA RED EN CONDICIONES ESTATICAS ........... 62

LA
ANEXO NO. 3. ESTADO DE LAS TUBERÍAS EN LA RED EN CONDICIONES ESTATICAS ........ 82



LISTA DE TABLAS

TABLA 1. SISTEMA DE BOMBEO DEL MUNICIPIO DE BELALCAZAR 11
TABLA 2. MICROMEDICION Y CONEXIONES DOMICILIARIAS 14
TABLA 4. CENSOS DANE 28
TABLA 3. PROYECCIÓN DE LA POBLACION MUNICIPIO DE BELALCAZAR 29
TABLA 4. PROYECCIÓN DE LA POBLACION ZONA RURAL TRAMO SAN JOSE - BELALCAZAR 30
TABLA 5. PROYECCIÓN DE LA POBLACION ZONA RURAL MUNICIPIO DE BELALCAZAR 32
TABLA 6. CALCULO DE LA POBLACION ACUEDUCTO REGIONAL 33
TABLA 7. NIVELES DE COMPLEJIDAD DEL SISTEMA 34
TABLA 8. PERIODOS DE DISEÑO PARA REDES MATRICES 34
TABLA 9. CÁLCULO DE LA DOTACIÓN NETA 34
TABLA 10. EFECTO DEL CLIMA EN LA DOTACIÓN NETA 35
TABLA 11. VALORES PARA K1 DE ACUERDO AL NIVEL DE COMPLEJIDAD DEL SISTEMA 37
TABLA 13. RELACIÓN TIEMPOS DE CIERRE Y SOBREPRESIONES PRODUCIDOS 40
TABLA 16. PARÁMETROS PARA EL ESCENARIO DE SIMULACIÓN 58



LISTA DE FIGURAS

FIGURA 1. DETALLE DE LAS CAPTACIONES ............................................................ 9
FIGURA 2. TANQUES DESARENADORES ............................................................... 10
FIGURA 3. ESTACIONES DE BOMBEO .................................................................. 11
FIGURA 5. ESQUEMA ACUEDUCTO REGIONAL DE OCCIDENTE .................................... 16
FIGURA 7. ESQUEMA ACUEDUCTO REGIONAL DE OCCIDENTE – ETAPA II ...................... 18
FIGURA 8. ESQUEMA ACUEDUCTO REGIONAL DE OCCIDENTE – ETAPA III...................... 19
FIGURA 9. ESQUEMA ACUEDUCTO REGIONAL DE OCCIDENTE – ETAPA IV ..................... 20



INTRODUCCIÓN

La Gobernación de Caldas en su afán por mejorar la calidad de vida de la comunidad que
habita en el departamento, solicito a la Empresa de Obras Sanitarias de Caldas
EMPOCALDAS S.A. E.S.P. a través de la Secretaria de Vivienda del Departamento, la
estructuración de proyectos de acueducto y alcantarillado de varios municipios del
departamento de Caldas operados por Empocaldas S.A. E.S.P. con el fin de ser presentados
ante el Mecanismos de Ventanilla Única adscrito al Ministerio de Vivienda Ambiente y
Desarrollo Territorial MAVDT para su viabilización y de esta forma obtener las diferentes
partidas económicas para su ejecución; dentro de este proceso enmarcado en el Plan
Departamental de Agua de Caldas PDA de Caldas los diseños son previamente entregados
a la Gerencia Asesora del PDA de Caldas, para su revsión previa presentación Ante
Ventanilla ünical del MAVDT.

En el presente informe se encuentran contenidos los parámetros para el diseño
concerniente a la IV Etapa del Acueducto Regional de Occidente, el cual abarca la zona
rural y urbana del municipio de Belalcazar inciando en el Municipio de San Jose. Los
lineamientos a los que se rige cada uno de los parámetros de diseño se encuentran
contenidos y establecidos por el Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y
Saneamiento Básico, RAS 2000, emitido por el ministerio de Desarrollo Económico.

Igualmente se presentan las memorias de diseño hidráulico de los componentes
relacionados con la red de aduccion, incluyendo las tablas que contienen los resultados de
la simulación hidráulica del tramo de acueducto la cual fue diseñada en el programa
EPANET 2.0.



ACUEDUCTO REGIONAL IV ETAPA

1. DIAGNÓSTICO DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE BELALCAZAR

El servicio de acueducto del municipio de Belalcazar es prestado por la Empresa de Obras
Sanitarias de Caldas, EMPOCALDAS S.A. E.S.P.; Sociedad Anónima Comercial de
Nacionalidad Colombiana, del Orden Departamental, clasificada como empresa de
servicios públicos, con autonomía administrativa, patrimonial y presupuestal, sometida al
régimen aplicable a las empresas de servicios públicos y a las normas especiales que rigen
las empresas del Sector de Obras Sanitarias; el capital de la empresa es 100% oficial, y los
accionistas son el Departamento y 21 municipios de Caldas.
Para obtener la información que se registra a continuación se realizaron visitas de
inspección a la infraestructura del sistema de Acueducto y Alcantarillado en las cuales se
contó con el apoyo y la colaboración de funcionarios de EMPOCALDAS para esta seccional.

El sistema de Acueducto de agua Potable del Municipio de Belalcazar está compuesto
básicamente por los componentes de Captación, Aducción, Desarenador, Estacion de
bombeo, Conduccion, Planta de Tratamiento, Almacenamiento y Redes de Distribución.

1.1 Fuentes de abastecimiento

La red hídrica superficial del municipio se ha clasificado de acuerdo a las cuencas
regionales donde pertenecen, presentándose así, la vertiente oriental del Río Risaralda y
La Occidental para el Río Cauca. Las fuentes de abastecimiento del acueducto de
Belalcazar las constituyen las quebradas pertenecientes a la vertiente occidental
correspondientes a una integración de drenajes de moderada densidad, que desembocan
en el Río Risaralda, de patrón erosional, de tipo subdendrítico con control estructural.
Actualmente Belalcázar requiere del bombeo de recurso hídrico superficial para el
abastecimiento de agua en la cabecera municipal, la cual se realiza desde dos puntos de
captación localizados en las quebradas Zanjón Hondo y La Laguna. El agua es
utilizada para actividades domésticas, distritos de riego, beneficio de café y actividades
piscícolas, estas microcuencas están localizadas dentro de la juridiccion municipal,
cuentan con un área total de 430 hectareas de las cuales 10.2 hectareas han sido
adquiridas por el municipio y EMPOCALDAS, las 419.8 hectareas restantes pertenecen a
particulares.



1.2 Captación

El sistema de captación para el municipio de Belalcazar cuenta con tres bocatomas tipo
convencional de fondo, las cuales captan el 100% del agua que requiere el pueblo para su
consumo domestico, de estas tres bocatomas dos entran al bombeo principal conocido
como Laguna y Zanjón Hondo, con un caudal de captación 15 lps y 30 lps
respectivamente.
La toma de fondo de la Laguna tiene como dimensiones: 3.0 metros de largo, 0.40 metros
de ancho y cuenta con una rejilla en hierro fundido. Actualmente esta captación está en
buen estado y está operando.
La toma de fondo de Zanjón Hondo tiene como dimensiones: 4.7 metros de largo, 1
metros de ancho, cuenta con una rejilla en hierro fundido de 0.88 metros de largo y 0.40
metros de ancho. Actualmente esta captación está en buen estado y está operando.
Figura 1. Detalle de las Captaciones

Zanjón Hondo La Laguna

1.3 Bocatoma-
Aducción Bocatoma-Desarenador.

El agua cruda desde la captación hasta el desarenador es transportada desde cada fuente
de abastecimiento como se indica a continuacion:
La Laguna: Conformada por tubería de material Asbesto Cemento con diámetro de 3” y
una longitud de 13 metros, los cuales se enucentran en buen estado.
Zanjón Hondo: Consformada por un tramo inicial de tubería en material Asbesto Cemento
con diámetro 4” y una longitud de 25 metros los cuales se encuentran en buen estado,
después se continúa con un tramo en tubería en material Hierro Fundido con diámetro 4”
y una longitud de 5 metros los cuales se encuentran en buen estado.



1.4 Desarenadores
Desarenadores

Existen dos desarenadores en concreto los cuales están ubicados en cada fuente de
abastecimiento, sus funciones son las de sedimentar partículas en suspension por la
accion de la gravedad, siendo este el tratamiento primario, el material en suspensión
transportado por el agua es básicamente arcilla, arena o grava fina.
La Laguna: El tanque desarenador es de tipo convencional, cuenta con una capacidad de
15 LPS, sus dimensiones son: 10.50m de largo, 3.0 m de ancho y profundidad útil de 1.50
m, se encuentra en buen estado.
Zanjón Hondo: El tanque desarenador es de tipo convencional, cuenta con una capacidad
de 30 LPS, sus dimensiones son: 8.75m de largo y 2.5m de ancho, se encuentra en buen
estado.

Figura 2. Tanques Desarenadores

Zanjón Hondo Laguna
La Laguna

1.5 Estaciones de Bombeo y Conduccion

El sistema de acueducto tiene dos estaciones de bombeo que impulsan el agua captada
desde los desarenadores hasta la planta de tratamiento de agua potable.
Luego de ser desarenada el agua es llevada por gravedad a un tanque de almacenamiento
“pre-bombeo”, en el caso de Zanjón Hondo cuenta con una motobomba de 22 Lts/seg de
succión y un motor de 100 HP para conducir el líquido al bombeo Nº 2 o la Laguna, allí se
une con el caudal captado en esa microcuenca para luego ser bombeada a la planta



mediante dos sistemas de bombeos, los cuales cuentan con dos motobombas, una de 20
Lts/seg de succión y un motor de 100 HP y la otra cuenta una motobomba de 16 Lts/seg
de succión con un motor de 75 HP, aunque los dos equipos utilizan la misma aducción
para llevar el líquido a la planta.
Los equipos se encuentran en un cuarto de bombeo, al cual le entra solo una fuente de
energía, proveniente del sistema eléctrico del municipio de Belalcázar, también cuenta con
un transformador propio para su funcionamiento.

Figura 3. Estaciones de Bombeo

Zanjón Hondo La Laguna

El agua bombeada es transportada por las siguientes aducciones las cuales se encuentran
en buen estado:

Número Nombre Longitud
Capacidad Diametro Material Longitud Longitud Total
L/seg pg m m
8 HF 67
1 La Laguna - Planta 19
8 AC 413 480
8 HF 122
2 Sanjon hondo - La Laguna 14
8 AC 943 1.065

Tabla 1. Sistema de Bombeo del Municipio de Belalcazar

1.6 Planta de tratamiento



La planta de tratamiento del municipio recibe el nombre de Planta Aguas Claras, es de tipo
convencional, cuenta con una cámara de admisión, un canal de aforo (canaleta parshall),
una cámara de distribución, dos sistemas de floculación, dos sistemas sedimentación de
alta aceleración, cuatro unidades de filtración auto lavables y finalmente cuenta con un
canal de interconexión de filtros para recolectar el agua tratada, su capacidad de
operación es de 21 l/s, aunque actualmente tiene un caudal de operación de 18 l/s. En
ella se desarrollan los siguientes procesos:
• Coagulacion
• Floculacion
• Sedimentacion
• Filtracion
• Desinfeccion

1.6.1 Calidad del Agua tratada

El agua suministrada al municipio está sujeta a la realización de análisis organolépticos,
fisicoquímicos y microbiológicos, cumpliendo y superando la periodicidad establecida por
la ley de acuerdo a la población atendida.
Empocaldas controla la calidad del agua que suministra a la población analizando
parámetros fisicoqímicos como se indica:
• Cada hora: ph, turbiedad, cloro residual y color
• Una vez por día: temperatura, olor y sabor. alcalinidad total, hierro, dureza total,
nitritos, sultatos, y cloruros
• Una vez al año caracterización realizada por un laboratorio externo: ph,
conductividad, turbiedad, color aparente, olor y sabor, alcalinidad total, dureza
total, cloro residual, cloruros, fluoruros, sulfatos, nitratos, nitritos, fosfatos,
cianuro libre, aluminio, calcio, magnesio, manganesio, selenio, antimonio,
molibdeno, cromo total, cadmio, bario,niquel, hierro total, zinc, cobre, plomo,
plaguicidas organoclorados, plaguicidas, organofosforados, carbono organico
total, hidrocarburos aromaticos, policiclicos (pah’s), trihalometanos, arsenico,
mercurio, coliformes totales, escherichia coli y recuento de mesofilos.

1.7 Sistema de Almacenamiento

Existen tres tanques de almacenamiento construidos en concreto reforzado; con las
siguientes características:
Tanque No. 1: Se encuentra ubicado a unos 25 m de la planta de tratatamiento hacia la
salida para el Municipio de Manizales, es de tipo enterrado, con una capacidad de 264m³ y



alimentado por una tubería de 8” en Asbesto Cemento, es el encargado de abastecer a
mas del 90% del municipio, su estado es bueno.
Tanque No. 2: Se encuentra ubicado a una cuadra de la planta de tratamiento, es de tipo
elevado, con una capacidad de 27m³, es alimentado por una tubería de 2” de PVC y es el
encargado de abastecer los Barrio Obrero y Climaco Pizarro, su estado es bueno
Tanque No.3: Se encuentra ubicado en el perímetro de la planta de tratamiento, es de tipo
elevado, con una capacidad de 16 m³, es alimentado por una tubería de 2” de PVC y es el
encargado de abastecer el Barrio La Pista, su estado es bueno.

1.8 Conducción de Agua Potable

Del tanque número 1 salen dos tuberías, la mayor de 8’’ en AC, la cual alimenta el centro
del pueblo y la mayor parte de este, adicionalmente una tubería de 3’’ en PVC la cual
alimenta el barrio Miraflores y otras construcciones que se encuentran ubicadas en la
salida para Manizales. El tanque número 2 distribuye con una tubería de 2’’ al sector de
Bomberos, del tanque número 2 sale una tubería de 2’’, en PVC que alimenta el barrio la
Pista.

1.9 Macromedición

A la entrada de la planta se mide el caudal con la canaleta Parshall a la salida de la misma
no se cuenta con un sistema de macromedicion.

1.10 Redes de Distribución

Despues del tanque número 1 se tiene una conducción de 412 metros en 8” PVC que
conecta el almacenamiento con la red de distribución.
La red de disitribucíon esta compuesta por 784 metros de red primaria en 8”, 6” y 4” AC y
PVC y por 7413 metros de red menor en diámetros de 1” a 3”. en AC, PVC y HG. En general
el estado de la red es regular.
En el 90% de la red se tienen presiones dentro de los rangos recomendados por el RAS
2000, es decir, están entre 21 psi y 85 psi. Solo en el sector de la carrera 2ª 1S-27 se
encuentran presiones en ciertas horas del dia superiores a 85 psi.
Por otro lado, existen 20 hidrantes en la red de distribución.



1.11 Conexiones domiciliarias y Micromedición

El sistema de acueducto de Belalcazar cuenta con una cobertura efectiva de
micromedición de 99.26%. Aunque todos los suscriptores tienen medidor instalado
existen algunos medidores que presentan desperfectos.
En general las conexiones se encuentran en buen estado.

Nº de Nº de
Se hace Tipo de Nº de Suscriptores Suscriptores Cobertura de
micromedición
micromedición Medidores Suscriptores Con Con Med. Micromedición
Medidor Funcionando
Volumetrico
SI 1350 1350 1340 99.26%
y Velocidad

Tabla 2. Micromedicion y conexiones domiciliarias

DIAGNOSTICO
2. DIAGNOSTICO INTEGRAL DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO REGIONAL DE OCCIDENTE

El Acueducto Regional de Occidente es un macroproyecto que se inicio en el año 2000,
con un objetivo principal: captar agua del Río Oro en la zona rural del Municipio de
Riosucio y desde allí llevar el agua por gravedad a los municipios de Anserma, Risaralda,
San José y Belalcazar.



Figura 4. Ubicación General Acueducto Regional de Occidente

La idea del macroproyecto surgió con el fin de anular los sistemas de bombeo a los que
debían recurrir dichos municipios para abastecerse a partir de fuentes cercanas a las
cabeceras municipales y garantizar elsumisnistro de agua a la población, situación que
generaba costos más elevados en la prestación del servicio.

Desde su concepcion el Aceducto Regional de Occidente se planeo en diferentes etapas,
las cuales se irian desarrollando a medida que se obtuvieran los recursos por parte del
Departamento y la Nacion para ser ejecutado; finalmente, el proyecto fue conformado por
IV Etapas asignadas de la siguiente manera:
• Etapa I : Río Oro – Municipio de Anserma
• Etapa II Municipio de Anserma – Municipio de Risaralda
• Etapa III: Municipio de Risaralda – Municipio de San Jose
• Etapa IV: Municipio de San Jose – Municipio de Belalcazar

A continuación se presenta el esquema general del Acueducto Regional de Occidente:



Figura 5. Esquema Acueducto regional de Occidente

2.1 Etapa I Acueducto Regional de Occidente

A finales del año 2000 se inauguró la primera fase del Acueducto Regional de Occidente
con una inversión de $6.914 millones, el cual benefició al Municipio de Anserma en el
Departamento de Caldas, Guática y Quinchía en el Departamento de Risaralda.
El proyecto generó más de 600 empleos directos, la ejecución de la obra física duró 10
meses, en inversión en Microcuencas se compraron 15 hectáreas. La inversión social se
dio en los resguardos indígenas, en escuelas, en unidades sanitarias, en acueductos
rurales y en apoyo a estudios indígenas superando los $500 millones de pesos.
La obra más importante fue la construcción de un túnel de longitud 180 m y de 2 x 1.80
m por donde se instaló tubería de diámetro 18”.
Las inversiones fueron realizadas por el Fondo Nacional de Regalías $4.495 millones, el
Departamento de Caldas $973 millones y EMPOCALDAS S.A E.S.P $1.445 millones.



La infraestructura es operada y administrada por EMPOCALDAS S.A E.S.P y se vende agua
en bloque a los municipios de Guática y Quinchia.
La Etapa I del Acueducto Regional de Occidente transporta un caudal de 250 LPS, en
tubería PVC de diámetros 18”, 16” y 6” pulgadas en una longitud de 38000 metros.
El agua es conducida desde el desarenador ubicado en la cota 2082.47 hasta un tanque de
almacenamiento en concreto tipo semienterrado ubicado en la cota 1833.78 perteneciente
al Municipio de Anserma.

Figura 6. Esquema Acueducto regional de Occidente – Etapa I

2.2 Etapa II Acueducto Regional de Occidente

La II Etapa del Acueducto Regional de Occidente se encuentra en funcionamiento desde los
primeros días del mes de Febrero del 2008, beneficiando al municipio de Risaralda.
El proyecto mejoró la calidad y continuidad del servicio de la población, cubriendo el
déficit de caudales existentes en los sistemas de abastecimiento y los que se puedan
presentar en el año horizonte del proyecto.

La línea esta construida en varios diámetros así: 5992mts en tubería de diámetro 14”,
3301mts en diámetro de 12”, 8614 mts en tubería de diámetro 10”, en el Municipio de
Risaralda se construyó una cámara de con el fin de de derivar el agua de la III etapa del
acueducto que surtirá a los municipios de San José y Belalcazar.



Los caudales disponibles para Risaralda son 28,95 L/s, San José 10,22 L/s y Belalcazar
31,1 L/s.
El costo del proyecto fue $3.744 millones de los cuales el Departamento aportó $109
millones, Empocaldas S.A E.S.P $834 millones y la Nación $2.800 millones.
La Etapa II del Acueducto Regional de Occidente inicia en el tanque de almacenamiento del
Municipio de Anserma ubicado a una altura de 1833,68 msnm, hasta el tanque de
almacenamiento ubicado a una altura de 1797,89 m.s.n.m tipo semienterrado en concreto
perteneciente al Municipio de Risaralda, allí el agua es tratada para su suministro a la
población.
Figura 7. Esquema Acueducto regional de Occidente – Etapa II

2.3 Acueducto
Etapa III Acueducto Regional de Occidente

EL DEPARTAMENTO DE CALDAS firmo con el Ministerio de Ambiente, Vivienda y
Desarrollo Territorial el Convenio 153 el día 31 de diciembre de 2008 con el fin de
cofinanciar el Acueducto Regional de Occidente Fase III, de acuerdo a la Resolución No.
2447 del 29 de diciembre de 2008, el Ministerio de Vivienda y Desarrollo Territorial
dispuso apoyar financieramente al Departamento de Caldas con un valor de
$3.925.383.892
El proyecto contempla la instalación de tubería de diámetros de 14” y 12” en una
longitud aproximada de 16.888 metros



Para las obras civiles se llevó a cabo el proceso de adjudicación la Licitación Pública Nº
002-2009 por un valor de $1.868.473.810 incluye AIU e IVA 16% sobre utilidades se
presentaron 12 ofertas.
En este momento se encuentra en firme el contrato No.0218/09 con el consorcio San José
por un valor de $1.815.390.411
Para los suministro de tubería y accesorios se llevó a cabo el proceso de adjudicación la
Subasta inversa Presencial No. 001 -2009 por un valor de $2.056.910.083 incluido IVA,
Transporte, cargue y descargue, se presentaron 3 ofertas.
En este momento se encuentra en firme el contrato No. 0211/09 con la firma PAVCO S.A
por un valor de $1.954.059.747 incluido IVA.

Se realizó el CONCURSO DE MERITOS PROPUESTA TECNICA SIMPLIFICADA No. 02-2009
con el fin de contratar la Interventoría, se presentaron 4 ofertas, el cual fue adjudicado a
la firma HABOCIC Contrato No. 0292/09 por un valor de $155.890.080 incluido IVA.
El día 17 de noviembre del 2009 se inicia el recibo de tubería y accesorios, y el 15 de
diciembre del 2009 se iniciaron las obras civiles las cuales terminaron en el mes de junio
de 2010.
A la fecha, las obras civiles no se han podido iniciar debido a que el Gobierno Nacional
desembolsará a la Fiducias creadas el 15 de diciembre de 2009 y así desembolsar los
anticipos a los contratistas.

Figura 8. Esquema Acueducto regional de Occidente – Etapa III



2.4 Etapa IV Acueducto Regional de Occidente
La Etapa IV del Acueducto Regional de Occidente iniciará en el tanque de almacenamiento
ubicado en la planta de tratamiento en el Municipio de San Jose la cual estará ubicada a
una altura de 1813,93 m.s.n.m., su objetivo será transportar un caudal de agua tratada de
28.37 LPS hasta un tanque de almacenamiento en concreto con dimensiones de
1,50x1,50x1,0 ubicado en la cota 1627,40 perteneciente al municipio de Belalcazar para
desde allí conducir el agua a los tanques de almacenamiento de Municipio Belalcazar. Esta
Etapa cubrirá la zona rural y urbana del Municipio de Belalcazar y la zona rural del tramo
San Jose – Belalcazar, representado por una población de 10.940 habitantes para el año
horizonte del proyecto (2034).
En la primera fase del proyecto se deberá instalar la tubería antes de la recuperación de la
via, y se hara desde la planta de tratamiento de agua potable de San Jorge hasta el
k8+020 sector Sanisidro.
Figura 9. Esquema Acueducto regional de Occidente – Etapa IV

3. ESTIMACIÓN DE LA POBLACIÓN FUTURA

3.1 Justificación

La determinación de la población beneficiada es el punto base para la realización de
cualquier tipo de diseño. Específicamente para proyectos de acueducto y alcantarillado, es
el dato de población el que permite establecer el caudal de diseño, parámetro base para el
desarrollo de los diferentes componentes del diseño.
Toda población constituye un ente dinámico, esto significa que presenta una variación
poblacional conforme al paso del tiempo, determinado por el crecimiento natural o
vegetativo y por los efectos migratorios: el número de pobladores asciende por
nacimientos e inmigraciones y desciende por muertes y emigraciones.



Debido a que cada comunidad presenta un comportamiento particular, se tiene la
necesidad de recurrir a métodos matemáticos que permitan proyectar el crecimiento de la
población con base en el conocimiento histórico de su crecimiento, esto es en otras
palabras, recurrir a modelos estadísticos.

3.2 INTRODUCCIÓN

Como bien se mencionó anteriormente, la variación de la población se ve influenciada
principalmente por dos factores. En primer lugar está determinada por el crecimiento
natural o vegetativo, el cual depende directamente de las tasas de natalidad y mortalidad
propias de cada comunidad. Este comportamiento es ascendente en condiciones
normales, ya que los nacimientos superan ostensiblemente a las muertes, en términos
cuantitativos. Tanto la tasa de natalidad como la de mortalidad dependen a su vez de
factores intrínsecos a cada grupo estudiado; factores como ubicación, cultura, educación,
recursos económicos, juegan un papel fundamental en el número de nacimientos por
mujer en edad fértil, observándose mayores tasas de natalidad en grupos sociales de
menores recursos económicos, en aquellos donde el nivel de escolaridad es bajo y aun en
aquellos grupos humanos establecidos en zonas rurales. Por otra parte, la tasa de
mortalidad depende directamente de factores como el acceso de la población al agua
potable, evacuación de excretas y saneamiento básico, cubrimiento hospitalario y del
sistema de salud, entre otros.
De forma paralela, el efecto de las migraciones es uno de los elementos que determinan la
distribución espacial de la población de un país. El destino de los flujos migratorios está
ampliamente relacionado con las características de las ciudades y de los centros urbanos,
con las condiciones de seguridad existentes en el territorio, y con las expectativas
económicas de la población. Un claro ejemplo de lo anteriormente enunciado, es lo
ocurrido en algunas regiones del país durante épocas de violencia, en las que los
habitantes principalmente de zonas rurales fueron obligados a dejar sus predios y
desplazarse a centros poblados mayores.
Como conclusión, áreas y periodos en los que se observa que la población aumenta
corresponden a áreas y periodos de progreso en cuanto a la capacidad de ofrecer calidad
de vida a la población, e inversamente, áreas y periodos en los que la población disminuye
deberían estar relacionados con una pérdida relativa con respecto a la capacidad para
proporcionar calidad de vida y seguridad a los habitantes. De esta forma, la movilidad de
la población entre diferentes puntos geográficos ha contribuido en un alto porcentaje al
crecimiento demográfico en las áreas urbanas de gran parte de los países en desarrollo.

3.3 Métodos Matemáticos Para la Estimación de la Población Futura



Pueden señalarse dos etapas en el crecimiento de la población colombiana: una de fuerte
ritmo, que dura hasta mediados de los años sesenta (cuando alcanza el 3% anual), y otra
referida al continuo descenso de tal crecimiento desde entonces (se estima que en 1990 el
crecimiento anual no alcanzaba al 2%).
Este cambio en el crecimiento poblacional se manifestó en todos los grupos etários y en
ambos sexos. Cuando dicho crecimiento comenzó a descender (a mediados de los
sesenta), esa caída se reflejó mucho más en los grupos etarios jóvenes que en los adultos
y mayores. Ello se traduce en un cambio en la composición etaria y da cuenta del avance
de la transición demográfica que sufre el país.
El momento de cambio más brusco tuvo lugar en la segunda mitad de los años sesenta,
cuando la caída de la fecundidad provocó a continuación, en la primera mitad de los
setenta, un crecimiento negativo en los menores de cinco años. Estas oscilaciones se han
producido tanto en hombres como en mujeres, con diferencias poco pronunciadas
Por otra parte, las características geográficas y físicas de Colombia han generado una gran
diferenciación entre las diversas zonas o regiones establecidas, lo que propicia que todas
las zonas tengan comportamientos diferentes en cuanto a crecimiento de población se
refiere, diferencias que existen y se hacen notables incluso dentro de una misma región, a
pesar de que se espera que si se tienen características similares, esa similitud se vea
reflejada en el crecimiento poblacional.

Según Nardinelli y Simón (1996), entre las explicaciones frecuentes para el crecimiento
de las ciudades se encuentran factores como la localización, la composición de la
producción, la existencia de economías internas a escala y de economías externas, las
mejoras en el transporte, entre otras:
- Localización: El crecimiento de un centro urbano depende directamente del
crecimiento de las localidades relacionadas con éste. Por ejemplo, los centros
ubicados en cercanías a otros que son productivos y tienen importantes redes de
comercio, tenderán a crecer relativamente más rápido que aquellos que no tengan
dicha ubicación. Igualmente, aquellos ubicados en cercanías a grandes fuentes de
trabajo o a zonas de gran incidencia económica tenderán a albergar migraciones que
buscan mejorar su capacidad adquisitiva. Igualmente tienden a crecer más las
poblaciones cercanas a recursos hídricos que favorezcan su abastecimiento.
- Composición de la producción: El efecto del comercio y de la producción influye
definitivamente sobre las migraciones. Centros productivos, puertos, grandes
industrias convocan capital humano. Terrenos aptos para la agricultura, la ganadería y
la urbanización favorecerán el sedentarismo de los individuos.
- Mejoras en el transporte: Con las mejoras en medios y vías de transporte, los costos
de traslación tanto de personas, como de bienes y consumos se reducen. Aquellos
centros urbanos constituidos en los puertos, o que son atravesados por importantes



carreteras o vías férreas tienden a crecer con más rapidez que aquellas que se no
cuentan con buenas vías de comunicación.
- Calidad de los servicios públicos: Se espera que entre mejor sea la calidad de los
servicios públicos (suministro de agua, saneamiento básico que ofrezca un ente
poblado o asentamiento, mayor será la tasa de crecimiento poblacional que allí se
desarrolle, en cuando a que los individuos se establecerán donde puedan conseguir
mejor calidad de vida.

• Mediante estudios realizados entre los años 1951 y 1993, se encontró una serie de
incidencias sobre el crecimiento poblacional en los municipios de Colombia, que se
nombrarán a continuación:
• A lo largo del siglo pasado se presentó un descenso del 68,7% al 56% de la
población Colombiana que vive en municipios por encima de 1.000 m.s.n.m.
• La distancia de los diversos centros urbanos a los principales ríos como a las
principales ciudades, tenía una incidencia significativa en el crecimiento de la
población.
• La proporción de la población que sabe leer y escribir incide directamente en el
crecimiento demográfico. Los municipios con una desviación estándar mayor en la
proporción que sabe leer y escribir (0,15 puntos porcentuales) tienen una tasa de
crecimiento 0,136 puntos porcentuales mayor.
• La cobertura en servicios públicos es altamente significativa, los estudios
demuestran que municipios con una desviación estándar mayor en la proporción
de las viviendas sin energía eléctrica (0.16 puntos porcentuales) presentan una
tasa de crecimiento 0,169 puntos porcentuales menor.

Como se puede observar, existe un sin número de factores propios de cada población que
inciden de manera diferente en el crecimiento que esta tenga, razón por la cual sería
aunque práctico, ineficiente e impreciso, manejar tasas promedio de todo un
departamento para generalizar el comportamiento demográfico de sus municipios,
tomando las partes como un todo. Se recomienda entonces realizar una proyección de
población para cada uno de los casos a estudiar, tomando como base datos históricos
oficiales suministrados por el Departamento Administrativo Nacional de Estadística.

3.4 Métodos Matemáticos Para la Estimación de la Población Futura

En Colombia el ente de realizar los censos de población es el Departamento
Administrativo Nacional de Estadística DANE, el cual cuenta con información para los años
1938, 1951, 1964, 1973, 1985, 1993 y finalmente, 2005.



El comportamiento demográfico de una región además de depender de una serie de
variables mencionadas anteriormente, también cambia a lo largo del tiempo, según el
modelo de establecimiento y consolidación del municipio en sí mismo. De esta manera, la
aceleración de crecimiento en las primeras décadas de un centro urbano, tiempo en que
se instauran sus instituciones, su jerarquía no sólo social, sino también política y
económica; se diferencia significativamente (en gran parte de los casos) de la presentada
en la madurez del centro estudiado, donde existe desaceleración de la expansión
demográfica. Vale aclarar que pueden existir efectos externos que modifiquen este
comportamiento y causen un crecimiento inesperado de la población.
Teniendo en cuenta lo anteriormente anunciado, se decidió hacer uso de la información
más actualizada, esto es, los censos de 2007 y 2005, y eventualmente 1993.
• Existen varias metodologías ampliamente utilizadas para estimar poblaciones
futuras, entre ellas tenemos:
• Metodo Aritmetico
• Metodo Geometrico
• Metodo Exponencial

MÉTODO ARITMÉTICO

El método aritmético supone un crecimiento vegetativo de la población, balanceado
por la mortalidad y la emigración. Se rige por la siguiente fórmula:

En donde:
Pf = Población en habitantes correspondiente al año para el que se
quiere proyectar la población.
Puc= Es la población en habitantes correspondiente al último año censado con
información.
Pci= Es la población en habitantes correspondiente al censo inicial con
información.
Tuc= Es el año correspondiente al último año censado con información.
Tci.= Es el año correspondiente al censo inicial con información
Tf= Es el año al cual se quiere proyectar la información.

(Tf,Pf)
Pf

Puc
Pci

Tci Tuc Tf


Como se puede observar, la formula descrita hace uso de una constante determinada por
los dos últimos censos o fuentes de información, desde donde realiza una proyección
lineal hasta el año buscado. El segundo término de la ecuación corresponde al valor de la
pendiente de la recta trazada entre los dos puntos base [sea (x1,y1)=(año del censo
inicial, población censo inicial); y (x2,y2)=(año del censo final, población censo final)]

MÉTODO GEOMÉTRICO

Este método de cálculo es útil en poblaciones que muestran una importante actividad
económica, que generan un apreciable desarrollo y que poseen importantes áreas de
expansión las cuales pueden ser dotadas de servicios públicos sin mayores dificultades. La
ecuación que se emplea es:

De donde se obtiene para el cálculo de la tasa de crecimiento de tipo geométrico, la
siguiente expresión:

Donde:
Pf = Población en habitantes correspondiente al año para el que se
quiere proyectar la población.
Puc= Es la población en habitantes correspondiente al último año censado con
información.



Pci= Es la población en habitantes correspondiente al censo inicial con
información.
Tuc= Es el año correspondiente al último año censado con información.
Tci.= Es el año correspondiente al censo inicial con información
Tf= Es el año al cual se quiere proyectar la información.
r= Es la tasa de crecimiento anual en forma decimal.

(Tf,Pf)
Pf

Puc

Tuc Tf

En este caso vemos que el crecimiento de la población es variable. Esto significa
que aunque se tenga una tasa de crecimiento constante, la pendiente de la curva
es diferente en todo momento, aumentando con el tiempo, y por ende generando
mayores resultados por lo general que el cálculo desarrollado por medio del
método aritmético. Este comportamiento se asemeja al del interés compuesto en
términos financieros.

MÉTODO EXPONENCIAL

La utilización de este método requiere conocer por lo menos tres censos para poder
determinar el promedio de la tasa de crecimiento de la población. Se recomienda su
aplicación a poblaciones que muestren apreciable desarrollo y posean abundantes
áreas de expansión. La ecuación empleada por este método es la siguiente:

Donde k es la tasa de crecimiento de la población, la cual se calcula como el promedio
de las tasas calculadas para cada par de censos, así:



En donde:
K= Es la tasa de crecimiento de la población la cual se calcula como el
promedio de las tasas calculadas para cada par de censos.
Pcp= Es la población del censo posterior
Pca= Es la población del censo anterior.
Tcp= Es el año correspondiente al censo posterior.
Tca= Es el año correspondiente al censo anterior.
Ln = El logaritmo natural.

En este caso también se puede observar la variabilidad en el incremento de la
población. Esto significa que aunque se tenga una tasa de crecimiento constante,
la pendiente de la curva es diferente en todo momento, aumentando con el tiempo,
y por ende generando mayores resultados por lo general que el cálculo
desarrollado por medio del método aritmético; igualmente al presentar una mayor
velocidad de crecimiento, arroja resultados mayores a los de la proyección
geométrica.

(Tf,Pf)
Pf

Puc

Tuc Tf

Para la estimación de la población de diseño se hizo uso de los censos de los años 1993 y
los valores del CENSO DANE 2005 y oficial DANE 2007, actualizados y reportados hasta el
mes de marzo del año 2009:



AÑO POBLACIÓN
2005 5.027
2006 5.032
2007 5.045

Tabla 4. Censos DANE

La proyección se realizó mediante los métodos aritmético, geométrico y exponencial.
Obteniendo los siguientes resultados para la cabecera municipal de Belalcazar:

MUNICIPIO DE BELALCAZAR

M. ARITMÉTICO M. GEOMÉTRICO M. EXPONENCIAL
AÑO
TASA DE TASA DE TASA
TASA DE
POBLACIÓN POBLACIÓN POBLACIÓN
CREC. CREC. CREC.
2005 5.027 0.04% 5.027 1.5% 5.027 0.01%
2007 5.045 0.04% 5.045 1.5% 5.044 0.01%
2008 5.047 0.04% 5.121 1.5% 5.045 0.01%
2009 5.049 0.04% 5.197 1.5% 5.045 0.01%
2010 5.051 0.04% 5.275 1.5% 5.046 0.01%
2011 5.053 0.04% 5.355 1.5% 5.046 0.01%
2012 5.055 0.04% 5.435 1.5% 5.047 0.01%
2013 5.057 0.04% 5.516 1.5% 5.047 0.01%
2014 5.059 0.04% 5.599 1.5% 5.048 0.01%
2015 5.061 0.04% 5.683 1.5% 5048 0.01%
2016 5.063 0.04% 5.768 1.5% 5.049 0.01%
2017 5.065 0.04% 5.855 1.5% 5049 0.01%
2018 5.067 0.04% 5.943 1.5% 5.050 0.01%
2019 5.069 0.04% 6.032 1.5% 5.050 0.01%
2020 5.071 0.04% 6.122 1.5% 5.051 0.01%
2021 5.073 0.04% 6.214 1.5% 5051 0.01%
2022 5.075 0.04% 6.307 1.5% 5.052 0.01%
2023 5.077 0.04% 6.402 1.5% 5.052 0.01%
2024 5.079 0.04% 6.498 1.5% 5052,5 0.01%
2025 5.081 0.04% 6.596 1.5% 5.053 0.01%
2026 5.083 0.04% 6.694 1.5% 5.054 0.01%
2027 5.085 0.04% 6.795 1.5% 5054 0.01%



MUNICIPIO DE BELALCAZAR

M. ARITMÉTICO M. GEOMÉTRICO M. EXPONENCIAL
AÑO
TASA DE TASA DE TASA
TASA DE
POBLACIÓN POBLACIÓN POBLACIÓN
CREC. CREC. CREC.
2028 5.087 0.04% 6.897 1.5% 5.055 0.01%
2029 5.089 0.04% 7.000 1.5% 5.055 0.01%
2030 5.091 0.04% 7.105 1.5% 5.056 0.01%
2031 5.093 0.04% 7.212 1.5% 5.056 0.01%
2032 5.095 0.04% 7.320 1.5% 5.057 0.01%
2033 50.97 0.04% 7.430 1.5% 5.057 0.01%
2034 5.099 0.04% 7.541 1.5% 5.057 0.01%

Tabla 3. Proyección de la Poblacion Municipio de Belalcazar

Para la estimación de la población de diseño se hizo uso de los valores del CENSO DANE
2005 y oficial DANE 2007, actualizados y reportados hasta el mes de octubre del año
2009, obteniéndose inicialmente que el municipio de Belalcazar presenta un
decrecimiento del 0.02%, sin embargo para realizar los cálculos del diseño se siguio el
direccionamiento del MAVDT para los Municipios que presentan crecimientos negativos,
los cuales se trabajaran con tasa de crecimiento Geométrica de 1,5%.

3.5 Calculo de Poblacion Zona Rural San Jose - Belalcazar

Según los datos reportados por el DANE, el municipio de San Jose presenta un porcentaje
de crecimiento 2,8%, por lo tanto este fue el valor asumido para el cálculo de la población
futura en este tramo del diseño:

ZONA RURAL SAN JOSE -
BELALCAZAR
BELALCAZAR

M. GEOMÉTRICO
AÑO
TASA DE
POBLACIÓN
CREC.
2005 1.725 2.8%



ZONA RURAL SAN JOSE -
BELALCAZAR
BELALCAZAR

M. GEOMÉTRICO
AÑO
TASA DE
POBLACIÓN
CREC.
2007 1.795 2.8%
2008 1.834 2.8%
2009 1.874 2.8%
2010 1.915 2.8%
2011 1.956 2.8%
2012 1.999 2.8%
2013 2.042 2.8%
2014 2.087 2.8%
2015 2.132 2.8%
2016 2.179 2.8%
2017 2.226 2.8%
2018 2.274 2.8%
2019 2.324 2.8%
2020 2.374 2.8%
2021 2.426 2.8%
2022 2.479 2.8%
2023 2.533 2.8%
2024 2.588 2.8%
2025 2.644 2.8%
2026 2.702 2.8%
2027 2.760 2.8%
2028 2.820 2.8%
2029 2.884 2.8%
2030 2.945 2.8%
2031 3.009 2.8%
2032 3.074 2.8%
2033 3.141 2.8%
2034 3.209 2.8%

Tabla 4. Proyección de la Poblacion Zona Rural Tramo San Jose - Belalcazar



3.6 Calculo de Poblacion Zona Rural Belalcazar:

Debido a que esta zona corresponde únicamente al municipio de Belalcazar se tomo el
mismo porcentaje de crecimiento del municipio, correspondiente al 1,5% obteniéndose los
siguientes resultados:

ZONA RURAL BELALCAZAR

M. GEOMÉTRICO
AÑO
TASA DE
POBLACIÓN
CREC. VEREDAS
2005 784 1.5% EL CRUCERO
2007 796 1.5% LA HABANA
2008 808 1.5% SECRETA
2009 820 1.5% BOSQUE
2010 832 1.5% MORRO AZUL
2011 845 1.5% PRIMAVERA
1.5% CONDOMINIO VALLE DE
858 ACAPULCO
2012
2013 870 1.5% ALTO BONITO
2014 883 1.5% CHAMI
2015 897 1.5% LA FEA
2016 910 1.5% LA CASCADA
2017 924 1.5% LA ELVIRA
2018 938 1.5% AGUILA Y ZONA INDIGENA
2019 952 1.5% MONTEREDONDO
2020 966 1.5%
2021 980 1.5%
2022 995 1.5%
2023 1.010 1.5%
2024 1.025 1.5%
2025 1.041 1.5%
2026 1.056 1.5%
2027 1.072 1.5%
2028 1.088 1.5%
2029 1.104 1.5%
2030 1.121 1.5%



ZONA RURAL BELALCAZAR

M. GEOMÉTRICO
AÑO
TASA DE
POBLACIÓN
CREC. VEREDAS
2031 1.138 1.5%
2032 1.155 1.5%
2033 1.712 1.5%
2034 1.190 1.5%

Tabla 5. Proyección de la Poblacion Zona Rural Municipio de Belalcazar

3.7 Calculo de Poblacion Total del Proyecto

Teniendo en cuenta las proyecciones realizadas anteriormente tanto para la población
urbana y rural a cubrir en el presente diseño se obtuvo una población total asi:

POBLACIÓN POBLACION POBLACION
POBLACION
AÑO URBANA RURAL SAN JOSE RURAL
TOTAL
BELALCAZAR - BELALCAZAR BELALCAZAR
2007 5.045 1.795 796 7.636
2008 5.121 1.834 808 7.763
2009 5.197 1.874 820 7.891
2010 5.275 1.915 832 8.023
2011 5.355 1.956 845 8.156
2012 5.435 1.999 858 8.291
2013 5.516 2.042 870 8.429
2014 5.599 2.087 883 8.569
2015 5.683 2.132 897 8.712
2016 5.768 2.179 910 8.857
2017 5.855 2.226 924 9.005
2018 5.943 2.274 938 9.155
2019 6.032 2.324 952 9.307
2020 6.122 2.374 966 9.463
2021 6.214 2.426 980 9.621
2022 6.307 2.479 995 9.781



POBLACIÓN POBLACION POBLACION
POBLACION
AÑO URBANA RURAL SAN JOSE RURAL
TOTAL
BELALCAZAR - BELALCAZAR BELALCAZAR
2023 6.402 2.533 1.010 9.945
2024 6.498 2.588 1.025 10.111
2025 6.596 2.644 1.041 10.280
2026 6.694 2.702 1.056 10.452
2027 6.795 2.760 1.072 10.627
2028 6.897 2.820 1.088 10.805
2029 7.000 2.884 1.104 10.988
2030 7.105 2.945 1.121 11.171
2031 7.212 3.009 1.138 11.358
2032 7.320 3.074 1.155 11.549
2033 7.430 3.141 1.712 11.743
2034 7.541 3.209 1.190 11.940

Tabla 6. Calculo de la Poblacion Acueducto Regional

4. PARÁMETROS DE DISEÑO

4.1 Nivel de Complejidad

De acuerdo al RAS, Numeral A.3.1, Niveles de Complejidad del Sistema, se establece que
según con la población proyectada, el municipio de Belalcazar se ubica en el nivel de
complejidad Medio.

Nivel de Población en la zona Capacidad económica
Complejidad urbana de los usuarios
Bajo < 2500 Baja
Medio 2501 a 12500 Baja



Nivel de Población en la zona Capacidad económica
Complejidad urbana de los usuarios
Medio Alto 12501 a 60000 Media
Alto > 60000 Alta

Tabla 7. Niveles de complejidad del sistema

4.2 Período de Diseño

El sistema de acueducto del Municipio de Belalcazar, de acuerdo a sus características
económicas y demográficas futuras, se encuentra clasificado en el nivel Medio de
complejidad, por lo cual el periodo de diseño de la red matriz es de 25 años en el numeral
B.7.4.1.1 de la Norma RAS 2000.
Nivel de Complejidad Periodo de Diseño
Medio 25 años
Medio Alto 25 años
Alto 30 años

Tabla 8. Periodos de diseño para redes matrices

4.3 Dotación Neta

De acuerdo a la tabla B.2.2. se determina un valor de dotación neta máxima igual a 115
lts/hab/día, lo anterior teniendo en cuenta que el municipio de Belalcazar se encuentra
sobre los 1000 ms.n.m. por lo tanto es considerado con clima frio o templado.

Dotación neta
máxima
máxima Dotación neta
Nivel de
Clima Frio o máxima Clima
Complejidad
Templado Cálido (lts/hab/día)
(lts/hab/día)
Bajo 90 100
Medio 115 125
Medio Alto 125 135
Alto 140 150

Tabla 9. Cálculo de la dotación neta



4.4 Corrección por clima

De acuerdo con el RAS, numeral B.2.4.4.2, Efecto del clima en la dotación neta, y según el
clima predominante de Belalcazar y el nivel de complejidad en el que se encuentra, la
corrección por esta variable no se realiza debido a que el clima promedio es de 19ºC para
este municipio.

Clima cálido Clima templado
Nivel de Clima frío (Menos
(Más de (entre 20ºC y
Complejidad
Complejidad de 20ºC)
28ºC) 28ºC)
Bajo +15% +10%
No se admite
Medio +15% +10%
corrección por
Medio Alto +20% +15%
clima
Alto +20% +15%

Tabla 10. Efecto del clima en la dotación neta

4.5 Pérdidas
Pérdidas

A pesar de que en la actualidad se presenta un porcentaje promedio a nivel departamental
del INAC, se espera mediante un plan de manejo y reducción de pérdidas, conforme el
paso de los años alcanzar un valor del 25%, valor máximo admisible por el RAS. Es
importante tener en cuenta que en el año cero del proyecto no se contará con un
programa de control y/o reducción de pérdidas ni con un plan de Agua No Contabilizada
que sirva de seguimiento a las pérdidas de agua. Es importante anotar que el caudal de
diseño se calculó con el 25% de pérdidas en el sistema, valor que se mantiene a lo largo
del tiempo en la tabla de caudales para contar con un punto base de comparación en la
vida útil del proyecto.

4.6 Dotación Bruta

Con base en lo estipulado en el RAS 2000, numeral B.2.6., para el cálculo de la dotación
bruta se utiliza la siguiente expresión:
d neta
d bruta =
1− % p

Siendo:
d bruta = Dotación Bruta para el periodo de diseño



d neta = Dotación Neta Corregida
%p = Porcentaje de pérdidas para el periodo de diseño

Obteniendo para el periodo de diseño:

115
d bruta = = 153,33 l / hab / dia
1 − 0,25

4.7 Caudal Medio Diario

Con base en lo afirmado en el RAS, numeral B.2.7.1., el caudal medio es el calculado para
la población proyectada, teniendo la dotación bruta correspondiente.

P × dbruta
Qmd =
86400
Siendo:
Qmd = Caudal medio diario
P = Población Futura
d bruta = Dotación Bruta

Obteniendo:
11.940 × 153.33
Qmd = = 21.19lps
86.400

4.8 Demanda media de otros usos

Se consideró que el consumo de los otros usos es el 3% del consumo total, teniendo en
cuenta que en el cálculo de la dotación neta se incluyó un valor para el caudal comercial
del Municipio de Belalcazar.

Demandamediaporotros usos = 21,19 * 0.03 = 0.64

Estimación de la demanda media total de agua.

La demanda media total de agua (Qmd), es la suma de la demanda media por el uso
residencial (Qmr) más la demanda media por otros usos (Qou).

Qmd = Qmr + Qou


Qmd = 21 ,19 + 0 , 64 = 21 , 83 lps

4.9 Coeficiente de consumo máximo diario (K1)

De acuerdo al nivel de complejidad en el que se encuentra el municipio de Belalcazar, el
valor K1 correspondiente es de 1,20; de acuerdo a la tabla B.2.5:

Nivel de complejidad K1
Bajo 1,30
Medio 1,30
Medio Alto 1,20
Alto 1,20

Tabla 11. Valores para K1 de acuerdo al nivel de complejidad del sistema

Obteniendo el valor de Caudal Máximo Diario para el periodo de diseño:

QMD = K1 × Qmd

QMD = 1.3 × 33.08 = 28.37lps
Donde:
QMD = Caudal Máximo Diario
K1 = Coeficiente de consumo Diario
Qmd = Caudal Medio Diario

4.10 Presiones mínima y máxima

El RAS 2000 en su numeral B.7.4.5 establece los rangos de presión en los cuales debe
trabajar la red de distribución. Para el caso del acueducto Regional, la presión de diseño
oscila entre 1,0 y 280 m.c.a, cumpliendo con el lineamiento del RAS, tal y como se puede
observar en las tablas de resultados de la simulación, anexas al presente informe.

4.11 Clase y tipo de tubería a utilizar



La tubería seleccionada debe cumplir los lineamientos del RAS en el numeral B.6.4.8.2:

“La presión interna de diseño de las tuberías debe calcularse como el mayor valor que
resulte entre la presión estática y la máxima sobrepresión ocurrida en el fenómeno del
Golpe de Ariete calculada según el literal B.6.4.11, multiplicada por un factor de
seguridad de 1,3.”

Para el caso del acueducto Regional de Occidente IV Etapa se evaluará la tubería
asumiendo la instalación de una válvula previa a la cámara de quiebre ubicada en la
planta de tratamiento del municipio. Para tal fin se analizará la sobrepresión en el caso
de maniobra lenta y de maniobra rápida.

Cálculo del tiempo Crítico:
En primer lugar calculamos el tiempo crítico, es decir, el tiempo que la onda de presión
necesita para recorrer la longitud de la tubería en su recorrido de ida y vuelta

Tiempo critico = 2L / a

Donde:
L: Longitud de Tubería
a: Velocidad de propagación o celeridad en m/seg

Aplicando la fórmula anterior se tiene:
Longitud de la tubería = 11.536,57 metros
Celeridad = 240,00 m/seg (Para tubería PVC)

2 *11.536,57
TC = = 96sg
240

• Fórmulas para el cálculo del golpe de ariete:



Dependiendo de si el tiempo de cierre o maniobra es mayor o menor que el tiempo
crítico de la tubería, el golpe de ariete provocado se puede calcular con las formulas
expresadas por dos autores:

Maniobra Lenta: Si el tiempo de cierre es mayor al tiempo crítico se debe utilizar la
fórmula de Michaud.
2 LV
∆H = ±
gT

Donde:
∆H = Sobrepresión debida al Golpe de Ariete (m)
L = Longitud de Tubería (metros)
V = Velocidad de circulación del agua antes del cierre (m/s)
g = Aceleración de la gravedad (m/s2)
T = Tiempo de cierre de la válvula

Maniobra Rápida: Si el tiempo de cierre es menor al tiempo crítico se debe utilizar
la fórmula de Allievi.

aV
∆H = ±
g

Donde:

∆H = Sobrepresion debida al golpe de ariete
a = Velocidad de propagación o celeridad en m/seg
V = Velocidad de circulación del agua antes del cierre (m/s)
g = Aceleración de la gravedad (m/s2)
T = Tiempo de cierre de la válvula

Tabla 12. Velocidad de propagación de la onda en tuberías de PVC

CLASE, RDE a (mts/seg.)
21 368
26 330
32.5 294
41 261



• Cálculo del golpe de ariete provocado por Maniobra Lenta

Con una velocidad máxima del fluido en la red a instalar de 1,91 m/s y un tiempo crítico
de 96 sg, cualquier cierre con duración mayor a esta cantidad se considera cierre lento.
La siguiente tabla muestra la sobrepresión presentada los tiempos de cierre superiores al
crítico utilizando la fórmula de Michaud:

Cierre
Tiempo de Cierre Sobrepresión - ∆H
seg M
96 46
100 45
110 41
120 37
130 35
140 32
150 30
160 28
170 26
180 25
190 24
200 22
210 21
220 20
230 20
240 19

Tabla 13. Relación tiempos de cierre y sobrepresiones producidos

• Cálculo del golpe de ariete provocado por Maniobra Rápida

Aplicando la fórmula de Allievi se tiene que:

aV
∆H = ±
g



240 *1,91
∆H = ± = 47 m
9,81

• Adopcion del golpe de ariete a tener en cuenta en el diseño de la conducción

La mayor sobrepresión causada por el cierre a la llegada del Municipio de Belalcazar será 46 m,
sin embargo esta sobrepresión puedeser evitada simplemente capacitando al personal operativo
para que realice los cierres en un tiempo superior altiempo crítico para que la sobrepresión o
golpe de ariete sea inferor al máximo posible.

Se adoptará entonces un tiempo de cierre de 240 seg (4 minutos) el cual provoca una
sobrepresión de 19 m (27 psi), y este valor es el que se tendrá en cuenta en el diseño de la
conducción:

Cabeza dinámica sobre la válvula: 15,59 m.c.a. (21,3 psi)

Cabeza estática sobre la válvula: 184,28 m.c.a. (262 psi)

Sobrepresión: 19 m.c.a. (27 psi)

Teniendo en cuenta que:

Presión Total = Cabeza estática sobre la válvula + Sobrepresión

Presión Total = 184,28 m.c.a. + 19 m.c.a.

Presión Total = 203 m.c.a. (289 psi)

El valor anterior, al ser multiplicado por 1.42, da como resultado 289 psi. Este valor
comparado con el correspondiente a la presión estática es considerablemente menor
por lo tanto la definición de tubería a utilizar se hará bajo los valores de esta última,
de la siguiente manera:

CLASE, RDE RESISTENCIA
(psi)
13.5 315
21 200
26 160
32.5 125
41 100
Tabla 14. Resistencia según la clase de la tubería



Se calculó entonces la presión máxima a la que se vería sometido cada tramo de tubería y
dicho valor se ubicó en el intervalo correspondiente definiendo la clase de tubería a
manejar.

Al contar con tubería de PVC, se tendrá un coeficiente de rugosidad de Darcy – Weisbach igual a
0,0015; cumpliendo así con los lineamientos del RAS 2000 en el numeral B.6.4.8.2

4.12 Velocidades mínima y máxima

La velocidad de flujo recomendada por el RAS 2000 debe encontrarse en un rango,
definido por un valor máximo y uno mínimo, definidos en los numerales B.6.4.8.3 y
B.6.4.8.4 citados a continuación

B.6.4.8.3 Velocidad Mínima

“Teniendo en cuenta que el agua que fluye a través de la tubería de aducción o
conducción puede contener materiales sólidos en suspensión, debe adoptarse una
velocidad mínima en las tuberías. Se recomienda una velocidad mínima de 0,60 m/s,
aunque este valor dependerá de las características de autolimpieza, de la calidad del
agua y de la magnitud de los fenómenos hidráulicos que ocurran en la tubería”

B.6.4.8.4 Velocidad Máxima

“En general no debe limitarse la velocidad máxima en las tuberías de aducción o
conducción; el límite a la velocidad estará dado por la presión máxima producida por
fenómenos del golpe de ariete…Se recomienda una velocidad máxima de 6 m/s”,
Según estos criterios, la velocidad del agua a través de la tubería se encuentra entre estos
valores, todo esto justificado en los cuadros anexos.

4.13 Purgas y Ventosas

Se creó el modelo hidráulico de la red de acueducto regional partiendo del Municipio de
San Jose hasta el Municipio de Belalcazar. Una vez corrido el modelo hidráulico del sistema
de acueducto y después de analizar los resultados de como funcionaria el sistema
actualmente, se hizo la implementación en la red de válvulas de purgas y ventosas,



siguiendo los paramentos establecidos por el RAS 2000, los resultados de la evaluación
del comportamiento actual de las mismas se adjunta a las presentes memorias. Con estos
resultados se propone la instalación de válvulas de ventosa y purga en los puntos críticos
encontrados en la evaluación del sistema con el fin de optimizar el funcionamiento de la
red y evitar asi zonas de sobrepesiones, cavitacion o aspiración en vacío y puntos muertos
que den pie a la sedimentación de partículas.

4.14 Cálculo de los Anclajes

Se diseñarón los anclajes de friccion para los codos horizontales. Para los codos verticales
con el vertice hacia abajo, se diseñaron cimientos para repartir la fuerza de empuje sobre
una superficie, de modo que no sobrepase el esfuerzo admisible del suelo de fundación.
Para los codos verticales con el vértice hacia arriba, se colocará el sobrepeso adicional en
concreto para que los codos no se levanten y consecutivamente no se desempaten.

Tipo de Suelo:
Deacuerdo con el estudio de susceptibilidad por movimientos en masa y caracterización
Geotecnica de los materiales en el corredor de influencia de la línea de conducción del
Acueducto Regional de Occidente entre las Areas Urbanas de los Municipio de Risaralada –
San Jose y Belalcazar realizado por las Geologas Laura M. Montoya Arías y Valentina
Vargas Gonzalez en el año 2004, se establecieron los coeficientes de trabajo admisibles,
tomando el tipo de suelo encontrados en las dos primeras muestras de los sondeos. Los
resultados y tipo de suelo encontrados son:

PERFORACION USC PROFUNDIDAD C ∅
CLASIFICACION
CLASIFICACION (mts) (Kg/cm2)
33B MH 1,0 – 2,50 0,58 32°
39B MH 1,0 0,47 36°
42C MH 0,90 0,38 33°
48C MH 1,0 0,24 32°
Tabla 15. Caracterizacion del suelo Acueducto Regional de Occidente IV Etapa

Valor Admisible:

El cálculo el valor admisible del suelo se realizo aplicando la siguiente fórmula:

C Kc * γ 2
Fs admisible = * tan(45 − φ / 2) + * Df tan φ
2 3 3



De donde:
C = Cohesion del suelo
Φ = Angulo del accesorio
Kc = Constante que depende de la profundidad de la brecha
Df = Profundidad de la brecha
Ŵ = Peso Unitario del suelo seco

Para una profundidad de zanja promediod de 1,80 mts se tiene que:

C = 0,24 Kg/m2
Φ = 32°
Kc = 4.5
Ŵ= 1,057

0,24 4,5 * 1,057 2
Fs admisible = * tan( 45 − 32 / 2) + * 1,8 tan 32
2 3 3
Fs admisible = 1,80ton / m 2

Esfuerzo de trabajo
Fy = 4200 Kg / cm 2
Fs = 0,45 * 4200 = 1890 Kg / cm = 1,89t / cm 2

Calculo del Empuje

Se tiene que:

E = 2 PA * Senβ / 2

Donde:
P: Presion según el tipo de tubería
A: Area del tubo
ß: Angulo del codo



La tabla que se presenta a continuación contiene los datos de cálculo de los empujes:

Diametro Presion Diseño Empuje de los codos

pg mm PSI t/m2 11 1/4° 22 ½° 45° 90°
8” 0,2032 200 140 0,8703 1,7715 3,4748 6,4207
6” 0,1524 400 280 0,9791 1,9929 3,9092 7,2233
6” 0,1524 200 140 0,4895 0,9964 1,9546 3,6116
Tabla 16. Valor del Empuje para cada tipo de tubería

4.14.1 Anclajes de friccion para codos horizontales

Para el anclaje de estos codos se utlizará concreto Fc=210 Kg/cm2, tomando como
superficie de friccion el fondo y los costados, que son las partes que pueden quedar
colocadas contra el terreno inalterado (y no removido y vuelto a conformar). Por otra
parte, el concreto se debe reforzar longitudinalmente para tomar la tracción generada,
para lo cual se usara acero corrugado Fy=4200 Kg/cm2.

Longitud del Anclaje:

 E 
L=
F  * perimetrodelconcretoencontactoconelsuelo

 S 

Donde:
E: Empuje
Fs: Esfuerzo admisible

Acero:

E
As =
1,89



• Cálculo Tubería φ=8” y 200 PSI

Area: 0,03243m2
Ancho de brecha: 0,60m
Perimetro en contacto con suelo inalterado: 1,81

Codo Empuje Longitud Volumen As Refuerzo
concreto
(Grados) (ton) (m) (m3) (cm2) Longitudinal Estribos
90 6,4207 6,528 2,164 3,397 4 ∅ 1/2" 16φ3/8”
45 3,4748 3,533 1,171 1,839 4 ∅ 3/8" 8φ1/4”
22.5 1,7715 1,801 0,597 0,937 4 ∅ 3/8" 5φ1/4”
11.25 0,8703 0,885 0,293 0,460 4 ∅ 3/8" 2φ1/4”
Tabla 17. Cantidades de Acero Tubería 8”


Area: 0,01824m2

Codo Empuje Longitud Volumen As Refuerzo
concreto
90 7,2233 6,726 1,930 3,822 4 ∅ 1/2" 16φ3/8”
45 3,9092 3,640 1,04 2,068 4 ∅ 3/8" 8φ1/4”
22.5 1,9929 1,8556 0,532 1,054 4 ∅ 3/8" 5φ1/4”
11.25 0,9791 0,912 0,262 0,518 4 ∅ 3/8" 2φ1/4”


Area: 0,01824m2



Codo Empuje
Empuje Longitud Volumen As Refuerzo
concreto
90 3,6116 3,363 0,965 1,911 4 ∅ 3/8" 8φ1/4”
45 1,9546 1,820 0,522 1,034 4 ∅ 3/8" 5φ1/4”
22.5 0,9964 0,928 0,266 0,527 4 ∅ 3/8" 2φ1/4”
11.25 0,4895 0,456 0,131 0,259 4 ∅ 3/8" 2φ1/4”

4.14.2 Anclajes de friccion para codos verticales con el vertice hacia arriba

Para el cálculo de los anclajes de friccion para codos verticales con el vértice hacia arriba
se debe calcular el peso total de los elementos que lo componen así:

• Peso del concreto (Wc)

  πd 2 
Wc = (a * b ) − 
 4  * γ c

  
Donde:



Ŵc: Peso del concreto (2,3 Ton/m3)
a: Ancho de brecha
b: Ancho del anclaje

• Peso del agua (Wa)

πd 2
Wa = *γ a
4

Donde:
Ŵa: Peso especifico del agua (1,0 Ton)

• Peso del relleno (Wr)

Wr = a * λ * h

Donde:
a: Ancho de brecha
λ: Peso unitario del suelo seco
h: altura del relleno

Tuberia Presion Wc Wa Wr Wt
Diametro pg PSI Ton/m Ton/m Ton/m Ton/m
8” 200 0,518 0,032 0,638 1,188
6” 400 0,487 0,018 0,584 1,090
6” 200 0,487 0,018 0,584 1,090
Tabla 20. Calculo del peso total según diámetro de tubería

• Longitud del anclaje
E
L=
WT

Donde :
E: Empuje
Wt: Peso total de los elementos



• Momento

b2
M = WR * 100
2

b = ( L / 2) − a

Donde :
Wr: Peso del relleno
b: Valor calculado haciendo uso de la tabla de Metacol
L: Longitud del anclaje
a: Valor calculado haciendo uso de la tabla de Metacol

TABLA METACOL
E (mm) F (mm)

PULG JUNTA HIDRAULICA 90° 45° 22.5° 11.25°
6" 129,15 127 76,2 50,8 38,1
8" 142,5 165,1 88,9 63,5 44,45
Tabla 21. Tabla Metacol – Valores de E y F

• Acero

M
AC =
1,89 * a * 35

Donde :
M: Momento
a: ancho de la brecha


Area: 0,03243m2


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