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DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO EN EL MUNICIPIO
EL PEÑÓN
ROGELIO GAMARRA
DAVID PEREZ CANTILLO
STEVEN PUERTA CAMPO
ELKIN MEJIA DE LA CRUZ
EDUARDO MARTINEZ
FACULTAD DE INGENIERÍA, UNIVERSIDAD DE CARTAGENA
ACUEDUCTO
DOCENTE:
ING. TATIANA MAÑUNGA
8 DE MAYO DE 2024
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Contenido
INTRODUCCIÓN ............................................................................................................... 4
1.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ................................................................... 5
1.1
Descripción de problema ........................................................................................ 5
1.2
Formulación del problema ...................................................................................... 5
2.
OBJETIVOS............................................................................................................... 6
2.1.
Objetivo general ......................................................................................................... 6
2.2.
Objetivos específicos .................................................................................................. 6
3.
GENERALIDADES................................................................................................... 7
3.1.
Localizaciones ..................................................................................................... 7
3.2.
Configuración urbanística ................................................................................... 7
3.3.
Recursos Hídricos y Dinámica Hidrológica en el Municipio ............................. 8
3.4.
Topografía en el casco urbano: ........................................................................... 9
SELECCIÓN DE PARAMETROS DE DISEÑO .................................................... 10
4.
4.1.
Nivel de complejidad ........................................................................................ 10
4.2.
Periodo de diseño. ............................................................................................. 10
4.3.
Población de diseño. ......................................................................................... 10
4.4.
Dotación neta. ................................................................................................... 12
4.5.
Dotación neta máxima. ..................................................................................... 12
3
4.6.
Caudal medio diario, máximo diario y máximo horario ................................... 13
4.7.
Caudales de diseño ............................................................................................ 14
4.8.
Resumen parámetros de diseño ......................................................................... 15
5.
ELECCION DE FUENTE DE ABASTECIMIENTO ............................................. 16
6.
CAPTACION ........................................................................................................... 19
6.1.
Selección de la tecnología de captación ............................................................ 19
6.2.
Elementos de diseño: ........................................................................................ 20
DISEÑO DE DESARENADOR .............................................................................. 21
7.
7.1.
Condiciones de diseño ...................................................................................... 21
7.2.
Cálculo de parámetros de sedimentación .......................................................... 21
7.3.
Cálculo de los elementos del desarenador ........................................................ 24
Bibliografía......................................................................................................................... 25
4
INTRODUCCIÓN
El municipio de El Peñón, en el departamento de Bolívar, ha experimentado históricamente
problemas en el suministro de agua potable debido a la intermitencia en el servicio y la insuficiente
infraestructura para atender las demandas de la población. Estos desafíos han obligado a la empresa
prestadora de servicios a implementar racionamientos durante las épocas de altas temperaturas,
generando malestar entre los habitantes.
El objetivo de este informe es diseñar un sistema de acueducto que permita asegurar un
suministro continuo de agua potable para los habitantes del municipio, utilizando fuentes de
abastecimiento como el río Magdalena y otros recursos hídricos de la región. Además, el diseño
propuesto cumple con los criterios establecidos en la normativa vigente, como la Resolución 0330
de 2017 y el Reglamento Técnico RAS 2000.
El documento presenta una revisión de los recursos hídricos disponibles, los parámetros de
diseño y los métodos de cálculo permitidos, teniendo en cuenta el nivel de complejidad del sistema
y los criterios socioeconómicos locales. Asimismo, se incluyen detalles sobre la selección de la
fuente de abastecimiento, el diseño de captación, desarenadores y otros elementos esenciales del
sistema, todo con el objetivo de lograr una infraestructura que responda adecuadamente a las
necesidades de la población proyectada.
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1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1 Descripción de problema
El municipio del Peñón Bolívar está dentro de los nueve municipios de Bolívar que tienen
coberturas por debajo del 65%: Turbana (30%), San Jacinto (45%), Tiquisio (48%), Norosí (55%),
Barranco de Loba (59%), Montecristo (61%), Clemencia (62%) y El Peñón (65%) (Ministerio de
vivienda, ciudad y territorio, 2018).
El acueducto del municipio del Peñón ha presentado problemas significativos en su
funcionamiento. La principal dificultad que enfrenta el sistema es la intermitencia constante del
servicio de agua potable, que opera solo 16 horas diarias. Esta situación obliga a la empresa
prestadora de servicios a racionar el agua durante las épocas de altas temperaturas. Este
racionamiento provoca malestar entre los habitantes, quienes se ven afectados por la discontinuidad
en el suministro del servicio. (Sistema de Inversiones en Agua Potable y Saneamiento Básico,
2023).
1.2 Formulación del problema
El principal problema que enfrenta el acueducto del municipio de El Peñón es el déficit en la llegada
de agua potable. Los habitantes reciben el suministro por parte de Aguas de Bolívar SAESP. Esta
agua se transporta a través de tuberías subterráneas desde un punto específico en Cartagena, Sin
embargo, este método de suministro no satisface la demanda, resultando siempre en un déficit de
agua potable. (Sistema de inversiones en agua potable y saneamiento básico, 2023)
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2. OBJETIVOS
2.1. Objetivo general

Diseñar un sistema de acueducto de agua potable para el municipio El Peñón
2.2. Objetivos específicos
● Determinar los parámetros de diseño
● Seleccionar el tipo de tecnología y la ubicación geográfica de cada componente
del sistema de acueducto propuesto.
● Realizar el diseño especifico de cada componente del sistema de acueducto
propuesto.
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3. GENERALIDADES
3.1. Localizaciones
El municipio de El Peñón, se encuentra ubicado en la región caribe, en la parte Sur –
Oriental del departamento de Bolívar, en la subregión de las Lobas.
Ilustración 1 Localización general del municipio del peñón
Fuente: (Alcaldia de El Peñon - Bolivar, 2020)
3.2. Configuración urbanística
En el municipio de El Peñón, tenemos según censo nacional de vivienda 2018 DANE un
total de 1.954 unidades de vivienda, de las cuales 271 se encontraron desocupadas y 2 de uso
temporal; 698 unidades de vivienda se encuentran en la cabecera municipal, en los centros
poblados se encuentran 634 viviendas y rural disperso 349 viviendas, con un promedio de 4
personas por vivienda; un total de 2.000 hogares, de los cuales 786 se encuentran ubicados en la
cabecera municipal, 794 en los centros poblados y 420 en rural disperso.
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Ilustración 2 Información urbanística municipio el peñón
Fuente: (Departamento Administrativo Nacional de Estadística, 2019)
3.3. Recursos Hídricos y Dinámica Hidrológica en el Municipio
Desde un enfoque hidrológico, el municipio pertenece a la llanura aluvial de desbordamiento
de los ríos Magdalena y Cauca. El río Magdalena es la principal corriente de agua en la zona,
proporcionando los caudales y sedimentos que fluyen dentro del municipio. Parte de este flujo
regresa al río a través de canales y el Brazo de Papayal, que es la segunda corriente más importante
de la región.
El municipio dispone de una gran cantidad de recursos hídricos representados en un
complejo sistema de ciénagas, como Castañal, La Sardina, Peñoncito, La Guadua, La Tigra,
Troncal, Las Mellizas, El Uvero, Chapetona, Cantagallal, Morena, Agallal, Agallalito, El
Campano, Barco, Larga, Aurencia, Pelagorro, Pelagorrito, El Pesquero, Tosnovan y Ponedera.
Además, tiene un sistema de humedales, ciénagas semipermanentes, aisladas y playones
como los de La Tigra, El Amparo, Ciénaga Larga, Las Garzas, Solera, Lázaro, Poneollas, Elvira,
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La Puente, El Tigre y Caño Negro. Estas son las únicas corrientes superficiales internas del
municipio y, debido a su carácter semipermanente, no forman cuencas hidrográficas. (Alcaldia de
El Peñon - Bolivar, 2020)
3.4. Topografía en el casco urbano:
La topografía del municipio de El Peñón presenta variaciones importantes en las elevaciones,
lo que puede representar tanto un desafío como una oportunidad para la distribución de agua
potable. De acuerdo con las curvas de nivel del casco urbano, las cotas varían desde 27 m.s.n.m
hasta 62 m.s.n.m; lo que permite identificar los puntos estratégicos para optimizar el
almacenamiento y la distribución.
Ilustración 3 Curvas de nivel – casco urbano municipio El Peñon
Fuente: Elaboración propia – Datos extraídos Google Earth
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4. SELECCIÓN DE PARAMETROS DE DISEÑO
4.1. Nivel de complejidad
De acuerdo con la tabla A.3.1 del Título A del RAS 2000, un proyecto que sirve a una
población entre 2,501 y 12,500 habitantes con capacidad económica baja se clasifica con un nivel
de complejidad “Bajo”. (Dirección General de Agua Potable y Saneamiento Básico, 2000)
4.2. Periodo de diseño.
Se define un periodo de diseño de 25 años de acuerdo a la resolución 0330 del 8 de junio del
2017
4.3. Población de diseño.
Teniendo en cuenta el periodo de diseño es necesario proyectar la población futura hasta el
año 2049, para esto se utiliza la información histórica disponible de la población del municipio el
Peñón captada en los censos nacionales a partir de 1995 (año en el que se emancipo como
municipio) resumida en la Tabla 1.
Tabla 1: Población histórica censos nacionales municipio El Peñón – Bolívar
Población histórica municipio El Peñón Bolívar
Censo
Población
2005
7.871
2018
7,651
Fuente: Elaboración propia con información extraída de los censos
nacionales realizados por el DANE en el 2005 y 2018
Como se evidencia en la Tabla 1, la población del municipio de El Peñón experimento un
descenso, pasando de 7,871 habitantes en el censo de 2005 a 7,651 en el de 2018. Este
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decrecimiento poblacional puede atribuirse a una serie de factores sociales, económicos y
ambientales adversos que han afectado al municipio. Entre estos factores destacan especialmente
el desplazamiento forzado, como se refleja en los incidentes de despojo de tierras y los
desplazamientos masivos sufridos por la comunidad campesina de Las Pavas, y los ciclos de
inundaciones que se han vuelto más frecuentes desde el año 2010, impactando significativamente
tanto en los asentamientos como en la infraestructura del municipio (Equipo humanitario
Colombia, 2013).
Para proyectar adecuadamente la población de diseño de un acueducto, se parte de la
premisa de que la población tiende a incrementar con el tiempo, por lo tanto, dados los resultados
decrecientes en los dos últimos censos nacionales, y ante la ausencia de datos de censos más
recientes, para efectos de nuestra proyección utilizamos la población ajustada por cobertura
Sisbenizada del 2019 adoptada como población inicial en el plan de desarrollo 2020 – 2023 del
municipio El Peñon (Alcaldía de El Peñón, 2020), En la Tabla 2 se presentan los valores históricos
de población que se han tomado como referencia para la elaboración de la proyección de población
futura1.
Tabla 2: Población histórica municipio El Peñón – Bolívar
Población histórica municipio El Peñón Bolívar
Año
Población
2005
7.871
2019
9.060
Fuente: Elaboración propia con información extraída del censo nacional 2005
y el plan de desarrollo del municipio del peñón 2020 - 2023
No se considera utilizar el rango 2018-2019, ya que el rápido aumento de la población durante ese periodo
es excesivamente alto (18.42%) y conduciría a valores irreales en las proyecciones.
1
12
La tabla B.2.1 del RAS 2010, establece los métodos de cálculo permitidos según el nivel
de complejidad del sistema, identifica los métodos aritmético, geométrico y exponencial como
adecuados en este caso. Los resultados de cada método para el año 2049 se resumen en la Tabla 3,
y el valor promedio de estos resultados se utilizará como la población proyectada.
Tabla 3:Resultado de proyección de población del municipio El peñón - Bolívar
con distintos métodos analíticos.
Método
Población proyectada 2049
11608
Aritmético
12248
Geométrico
12248
Exponencial
12035
Promedio
Fuente: Elaboración propia
La población de diseño futura proyectada es 12035 usuarios.
4.4. Dotación neta.
Teniendo en cuenta que la altura sobre el nivel del mar de el Municipio El Peñón es de 29
m.s.n.m y que la resolución 0330 del 8 de junio del 2017 en el artículo 43 establece la dotación
Neta máxima permitida respecto a la altura sobre el nivel del mar de la zona atendida
correspondiendo 140 L/Hab*Dia a las zonas con altura menor a 1.000 m.s.n.m. Se estable que la
dotación neta considerada en este diseño es 140 L/Hab*Dia
4.5. Dotación neta máxima.
De acuerdo al artículo 44 de la resolución 0330 del 8 de junio del 2017 en el que se establece
la siguiente ecuación para el calculo de la dotación bruta.
𝐷𝑏𝑟𝑢𝑡𝑎 =
𝐷𝑛𝑒𝑡𝑎
1−%𝑝
(Ecuación 1)
13
Donde:
𝐷𝑏𝑟𝑢𝑡𝑎 = 𝐷𝑜𝑡𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑏𝑟𝑢𝑡𝑎
𝐷𝑛𝑒𝑡𝑎 = 𝐷𝑜𝑡𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑛𝑒𝑡𝑎
%𝑝 = Porcentaje de pérdidas técnicas máximas para diseño < 25%
Se establece un Porcentaje de pérdidas técnicas máximas para diseño igual a 20% y se utiliza
el valor de 140 L/Hab*Dia como dotación neta conforme se estableció en la sección 4.3 se aplica
la y se obtiene que el valor de dotación bruta es 175 L/Hab*Dia
4.6. Caudal medio diario, máximo diario y máximo horario
Con el fin de dimensionar adecuadamente el sistema de acueducto para el municipio de El
Peñón, es fundamental calcular el caudal medio diario, así como las demandas pico que se pueden
presentar.
En el título B.2.7.1 de la norma RAS 2000 se establece la siguiente ecuación para determinar
el caudal medio diario.
𝑄𝑚𝑑 =
𝑃∗ 𝐷𝑏𝑟𝑢𝑡𝑎
86400
(Ecuación 2)
Donde:
𝑄𝑚𝑑 = 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑜
P = Población = 12035 Hab
𝐷𝑏𝑟𝑢𝑡𝑎 = 𝐷𝑜𝑡𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑏𝑟𝑢𝑡𝑎 = 175 L/Hab*Dia
Remplazando en la ecuación 2 los valores específicos del proyecto se obtienen que Qmd es igual
a 24.38 L/s.
A continuación, para obtener los caudales máximos diario y horario, necesitamos aplicar las
ecuaciones correspondientes mencionadas en las secciones 2.7.2 y 2.7.5 de la misma norma.
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𝑄𝑀𝐷 = 𝑄𝑚𝑑 ∙ 𝑘1 (Ecuación 3)
𝑄𝑀𝐻 = 𝑄𝑀𝐷 ∙ 𝑘2 (Ecuación 4)
Donde k1 y k2 son factores de mayoración que de acuerdo al RAS 2017 para Poblaciones ≤ 12.500
habitantes, el factor K1 no debe ser mayor a 1.3 ni el factor K2 superior a 1.6, en este orden de
ideas se establece que:
k1 = 1.3 y k2 = 1.6
Remplazando estos factores en las ecuaciones 3 y 4 se obtiene:
𝑄𝑀𝐷 = 31.68 𝐿/𝑠
𝑄𝑀𝐻 = 50.70 𝐿/𝑠
4.7. Caudales de diseño
En la Tabla 4, se detallan los caudales de diseño para cada componente del sistema de acueducto,
se han definido conforme a las directrices del artículo 47 de la Resolución 0330 del 8 de junio del
2017.
Tabla 4: Caudales de diseño asumidos de acuerdo a la resolución 0330 del 2017.
Caudales de diseño
Componente
Caudal de diseño
(Res. 0330 2017)
Captación fuente superficial
Desarenador
Aducción
Conducción
Tanque
Red de distribución
Hasta 2 veces QMD
QMD
QMD
QMD
QMD
QMH
Caudal de diseño L/s
(Especifico del
proyecto)
63.38
31.69
31.69
31.69
31.69
50.70
Fuente: elaboración propia con datos de la tabla 2 de la Res. 0330 de
2017 y valores específicos del proyecto
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4.8. Resumen parámetros de diseño
A continuación, la Tabla 5 resume los parámetros y coeficientes de diseño asumidos en el
proyecto.
Tabla 5: Resumen parámetros y coeficientes de diseño específicos del proyecto.
Resumen parámetros de diseño específicos del proyecto
Valor específico para
Parámetro
nomenclatura
Unidad
el proyecto
Población
P
Hab
12035
Dotación Neta
Dneta
L/Hab*Dia
140
Porcentaje de perdidas técnicas
%p
%
20
máximas para diseño
Dotación bruta
Dbruta
L/Hab*Dia
175
Caudal medio diario
Qmd
L/s
24.38
Coeficiente de consumo
K1
N/a
1.3
máximo diario
Coeficiente de consumo máximo
K2
N/a
1.6
horario
Caudal máximo diario
QMD
L/s
31.69
Caudal máximo Horario
QMH
L/s
50.70
Fuente: elaboración propia
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5. ELECCION DE FUENTE DE ABASTECIMIENTO
Como se describió en la sección 3.3, el municipio y sus corregimientos están ubicados en
una región con una gran variedad de recursos hídricos. Dada su ubicación geográfica junto al río
Magdalena (ver Ilustración 4), esta fuente es la más cercana. Debido a la importancia hídrica del
río Magdalena, hay una amplia bibliografía que analiza diversos aspectos del mismo. Utilizaremos
la información disponible para verificar si cumple con los criterios de cantidad, comprobando así
la idoneidad de esta fuente para el proyecto.
Ilustración 4 Vista aérea municipio El Peñon. Alt. 5000 m
Fuente: Extraído de Google Earth
El Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM) a través de los
años ha instalado una gran cantidad de estaciones de monitoreo a largo del cauce del rio
magdalena, en el municipio El Peñon se encuentra instalada una estación Limnigráfica en la
Ilustración 5 se observa su ubicación. Esta estación nos proporciona información de la tirante
máxima del rio en este punto.
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Ilustración 5 Ubicación estación hidrológica IDEAM 25027330 “El Peñoncito”
Fuente: Extraído de Google Earth – Datos tomados de (IDEAM, 2021)
Ilustración 6 Histórico de lecturas Limnigráficas estación Peñoncito – IDEAM
Fuente: (Universidad del Norte, 2020)
La cota cero del rio magdalena en este punto es de 19.75 m.s.n.m (IDEAM, 2021).
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No se dispone de información directa sobre el caudal desde la estación 25027330. Sin
embargo, contamos con el artículo titulado “Modelación Hidrológica e Hidráulica Acoplada de la
Cuenca Media y Baja del Río Magdalena”, donde se calculó los caudales máximos diarios del año
2010 a través de un modelo matemático (Lozano, 2017). Muestra un caudal mínimo de 1000 m3 y
un máximo de 7000 m3 aproximadamente (Ver Ilustración 7). Dado que el año 2010 muestra uno
de los picos valle más bajos en el nivel del tirante máximo del río, podemos concluir que este
caudal mínimo es representativo.
Ilustración 7 Caudales del rio magdalena en la estación hidrológica “Peñoncito”
calculados para los años 2010 – 2011
Fuente: (Lozano, 2017) pág. 189
Al comparar el caudal mínimo histórico del río Magdalena (1,000 m³) con el caudal de
diseño para la estructura de captación, observamos que el primero es muy superior, cumpliendo
ampliamente el criterio de que el 95% que el caudal mínimo de la fuente debe ser mayor al doble
del caudal de diseño, más el caudal ecológico. De esta forma, se satisface el requisito de cantidad
de agua.
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6. CAPTACION
6.1. Selección de la tecnología de captación
Como se concluye en la sección anterior el río Magdalena tiene un gran caudal y una amplia
sección transversal que varía a lo largo del tiempo, mostrando cambios significativos en la tirante
máxima. Estas fluctuaciones se deben a factores como las estaciones del año, las precipitaciones y
las variaciones en los aportes de los afluentes. Debido a estos cambios, se requiere un sistema de
captación versátil que se adapte a las variaciones del río, garantizando así la disponibilidad
constante del servicio a lo largo del tiempo.
La Resolución 0330 propone el uso de sistemas de captación flotante con elevación
mecánica. Este tipo de sistema se caracteriza por ubicar todos sus componentes en una estructura
flotante, la cual está anclada al fondo o a una de las orillas de la fuente de agua. Esta solución es
especialmente recomendada cuando las fuentes superficiales presentan variaciones significativas
en su nivel, pero mantienen un caudal o volumen considerable incluso durante los periodos de agua
mínima ( Ministerio de Vivienda, Ciudad y Territorio, 2017).
Una solución que se adapta a estos criterios y que ha sido ampliamente utilizada en
proyectos similares en la región es la bocatoma flotante. Este sistema consiste en una estructura
flotante que se coloca sobre el agua, permitiendo que el punto de captación se ajuste
automáticamente a las variaciones en el nivel del río. La bocatoma está anclada en su lugar para
evitar desplazamientos no deseados, mientras que la sección flotante se eleva o desciende según
los cambios en el tirante del agua. De esta manera, garantiza una captación continua
independientemente de las fluctuaciones en el nivel del río.
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6.2. Elementos de diseño:
A continuación, la Tabla 6 resume los elementos de diseño y las principales
consideraciones a tener en cuenta en el diseño de una bocatoma flotante2
Tabla 6 Resumen consideraciones de diseño para bocatoma flotante
Elemento
Estructura Flotante
Consideración
Material
Dimensiones
Fijación
Tipo
Bombas de
Impulsión
Materiales
Instalación
Sistemas de
Fijación
Red de
Distribución
Sistema de
Filtración
Anclaje
Tuberías Flexibles
Rejillas o Mallas
Fácil Acceso
Descripción
Se debe garantizar la resistencia a la corrosión.
Debe Soportar el peso de las bombas y proporcionar
estabilidad en el agua.
Debe estar Anclada adecuadamente al fondo para
evitar desplazamientos indeseados.
Se debe escoger un equipo rentable energéticamente
que porcione el caudal requerido
Debe ser robusta para prevenir la corrosión y desgaste.
Se deben considerar soportes que reduzcan vibraciones
y aseguren una correcta alineación.
Se debe diseñar un sistema de pernos y cables para
fijar la estructura flotante.
Deben permitir el movimiento de la estructura sin
dañar la red.
Se debe prevenir la entrada de sólidos o escombros a
las bombas.
Se debe facilitar mantenimiento y limpieza de las
mallas y rejillas.
Fuente: elaboración propia con información extraída de (Mery, 1985)
2
Actualmente estamos explorando diversas opciones disponibles en el mercado para determinar los
componentes más adecuados para nuestro proyecto. La selección final de estos componentes será detalladamente
presentada en el informe definitivo.
21
7. DISEÑO DE DESARENADOR
7.1. Condiciones de diseño
Tabla 7 Condiciones iniciales de diseño de desarenador.
Parámetro
Notación
Valor
Unidad
Fuente
3
Sección 4.7
Campo
Conocimiento
universal
(Cualla, 2000)
(Cualla, 2000)
Tabla 9.2
(Cualla, 2000)
Res. 330
2017 art. 57
Criterio
Diseñador
Caudal
Temperatura del agua
Q
N/a
0.03169
24
m /s
°C
Aceleración de la gravedad
981
Cm/s2
0.00917
Cm2/s
1
g/cm3
Densidad de la partícula de arena
g
µ
ρ
ρa
2.65
g/cm3
Diámetro de la partícula a remover
d
0.01
cm
Tirante útil máxima del tanque
h
3
m
Viscosidad cinemática del agua
Densidad del agua
Fuente: Elaboración propia
7.2. Cálculo de parámetros de sedimentación
Una vez establecidas las condiciones de diseño iniciales se calcula la velocidad de
asentamiento de acuerdo con ecuación de Stokes mostrada a continuación.
Ecuación 5
𝑔 (ρa − ρ)𝑑2
𝑣𝑠 =
18 ∗ µ
Vs = velocidad de asentamiento
Luego para nuestro proyecto:
𝑣𝑠 =
𝑐𝑚
𝑠
981 2 ∗(2.65− 1)(0.01)2
18∗0.00917
= 0.98 cm/s
22
El tiempo de sedimentación (Tver) corresponde al tiempo que le toma a una partícula que
ingresa al tanque del desarenador con altura h desplazarse hasta el fondo del tanque (Cualla,
2000) por lo tanto:
Ecuación 6
𝑇𝑣𝑒𝑟𝑡 =
ℎ
300 𝑐𝑚
=
= 306.2 𝑠
𝑣𝑠
0.98𝑐𝑚/𝑠
Se estima que el desarenador tendrá un porcentaje de remoción de 87.5% con buenos
deflectores y utilizando la tabla 40 del libro elementos de diseño para acueductos y alcantarillado
(Cualla, 2000) se establece que el numero de Hazen es 2.75.
Luego el pedido de retención hidráulica (θ) será:
Ecuación 7
θ = 𝑇𝑣𝑒𝑟 ∗ 𝑁° 𝐻𝑎𝑧𝑒𝑛 = 306.2 𝑠 ∗ 2.75 = 842.05 𝑠
Calculo para el volumen del tanque (V):
Ecuación 8
𝑚3
V = θ ∗ 𝑄 = 842.05 𝑠 ∗ 0.03169
= 26.68 𝑚3
𝑠
Cálculo del área superficial del tanque (As):
Ecuación 9
𝑉
26.68 𝑚3
𝐴𝑠 = =
= 8.89𝑚2
𝐻
3𝑚
Calculo de dimensiones del tanque asumiendo una relación L/B de 3/1
Ecuación 10
𝐴𝑠
8.89𝑚2
𝐵=√ =√
= 1.72 𝑚
3
3
23
Luego L:
Ecuación 11
L = 3 ∗ 𝐵 = 3 ∗ 1.72 𝑚 = 5.16 𝑚
Cálculo de velocidad de sedimentación de la partícula critica (V0):
Ecuación 12
𝑉0 =
𝑄
=
𝐴𝑠
𝑚3
∗ 0.03169 𝑠
8.89𝑚2
= 0.00356 𝑚⁄𝑠
Calculo de velocidad horizontal (Vh):
Ecuación 13
𝑉𝐻 =
𝑉0 ∗ 𝐿
0.00356 𝑚⁄𝑠 ∗ 5.16 𝑚
𝑐𝑚
=
= 0.006123 𝑚⁄𝑠 = 0.6123
𝐻
3𝑚
𝑠
A continuación, la Tabla 8 presenta un resumen de los parámetros y dimensiones
calculados hasta el momento:
Tabla 8 Resumen de cálculos de parámetros de sedimentación
Parámetro
Velocidad de asentamiento
Tiempo de sedimentación
Porcentaje de remoción
Número de Hazen
Periodo de retención hidráulica
Volumen del tanque
Área superficial del tanque
Ancho del tanque
Largo del tanque
Velocidad de sedimentación crítica
Velocidad horizontal
Notación
VS
Tver
θ
V
As
B
L
V0
VH
Valor
0.98
306.2
87.5
2.75
842.05
26.68
8.89
1.72
5.16
0.00356
0.6123
Unidades
cm/s
s
%
s
m³
m²
m
m
m/s
cm/s
Fuente: Elaboración propia
24
7.3. Cálculo de los elementos del desarenador
Cálculo de vertedero de salida:
Ecuación 14
2
2
𝑄 3
0.03169 𝑚3 /𝑠 3
𝐻𝑣 = (
) = (
) = 0.05 𝑚
1.84𝐵
1.84 ∗ 1.72 m
A continuación, se resume el cálculo de los elementos del desarenador en la Tabla 9
Tabla 9 Elementos del desarenador
Concepto
Fórmula
Pantalla de salida
Profundidad
Distancia al vertedero de salida
Pantalla de entrada
Profundidad
Distancia a la cámara de aquietamiento
Almacenamiento de lodos
Profundidad máxima
Distancias y pendientes
Dist. pto. de salida a la cámara de aquietamiento
Dist. pto. de salida al vertedero salida
Cámara de aquietamiento
Profundidad
Ancho
Largo (adoptado)
Resultado
H/2
15 Hv
1.5 m
0.7 m
H/2
L/4
1.5 m
1.29 m
0.4 m
L/3
2L / 3
1.72 m
3.44 m
H/3
B/3
1m
0.57
1m
Fuente: Elaboración propia
Ilustración 8 elementos del desarenador.
Fuente: Elaboración propia
25
Bibliografía
Ministerio de Vivienda, Ciudad y Territorio. (08 de junio de 2017). Resolucion 0330 de 2017. En
R. T. RAS. Ministerio de Vivienda, Ciudad y Territorio de Colombia. Recuperado el 1 de
March de 2024, de minvivienda:
https://www.minvivienda.gov.co/sites/default/files/documentos/0330-2017.pdf
Alcaldia de El Peñon - Bolivar. (2020). Plan de Desarrollo 2020 - 2023 Unidos Gobernamos a
El Peñón. El Peñon - Bolivar.
Alcaldía de El Peñón. (07 de noviembre de 2020). Plan de Desarrollo 2020-2023. Recuperado el
25 de February de 2024, de Plan de Desarrollo 2020-2023 'Unidos Gobernamos':
http://www.elpenon-bolivar.gov.co/noticias/plan-de-desarrollo-20202023-unidosgobernamos
Cualla, R. A. (2000). Elementos de diseño para acueductos y alcantarillado. Santa fe de Bogota:
Escuela Colombiana de Ingeniería.
Departamento Administrativo Nacional de Estadística. (14 de octubre de 2019). Resultados
Censo Nacional de Población y Vivienda 2018. Cartagena de Indias, Bolívar. Recuperado
el 5 de March de 2024, de DANE - Inicio: https://www.dane.gov.co/
Dirección General de Agua Potable y Saneamiento Básico. (2000). Documentacion tecnico
normativa del sector de agua potable y saneamiento basico. Bogota D.C.: Ministerio de
desarrollo economico.
Equipo humanitario Colombia. (2013). Colombia: Informe Final MIRA Municipio El Peñón Corregimiento Buenos Aires - Las Pavas (Bolívar).
26
IDEAM. (2021). Catálogo Nacional de Estaciones del IDEAM. Obtenido de
http://www.ideam.gov.co/solicitud-de-informacion
Lozano, J. L. (2017). Modelación Hidrológica e Hidráulica Acoplada de la Cuenca Media y Baja
del Río Magdalena. Bogotá D-C-, Colombia : Universidad Nacional de Colombia.
Mery, H. M. (1985). Consideraciones para el diseño de bocatomas en rios con gran acarreo de
solidos . Santiago de Chile: Universidad de Chile.
Ministerio de vivienda, ciudad y territorio. (2018). Informe Nacional de Calidad del Agua para
Consumo Humano. Bogotá.
Sistema de inversiones en agua potable y saneamiento básico. (30 de 3 de 2023). © SINAS.
Recuperado el 12 de March de 2024, de SINAS:
https://sinas.minvivienda.gov.co/SINAS/CarguePDA/PDA_DetalleCarga.aspx
Universidad del Norte. (2020). Gráficos interactivos de series de tiempo río Magdalena.
Obtenido de
https://nbviewer.org/gist/obsriomagdalena/36118a52d94ed33a4868f9d999793c4d