1. DISEÑO DE ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE JAMUNDÍ-VALLE DEL
CAUCA
SANTIAGO DIAZ
ANA MARÍA MARULANDA
DANIELA RAMÍREZ
Trabajo presentado al profesor:
ING. MELISSA HERRERA BADEL
En la materia:
ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS
Pontificia Universidad Javeriana Cali
Facultad de Ingeniería
Ingeniería Civil
Santiago de Cali, Marzo 18 de 2013

2. TABLA DE CONTENIDO
1. Documento de justificación del proyecto
1.1.Objetivo
1.2.Descripción de la localidad
1.2.1. Ubicación
1.2.2. Límites
1.2.3. Clima
1.2.4. Población
1.2.5. Características socio-económicas.
1.2.6. Geología y suelos.
1.2.7. Topografía
1.2.8. Recursos hídricos
1.2.9. Descripción de infraestructura existente (vías, telefonía, gas, energía)
1.2.10. Descripción de sistema de abastecimiento
1.2.11. Descripción de sistema de alcantarillado
2. Memorias de diseño
2.1. Datos de población
2.2. Bocatoma
2.3. Conducción bocatoma-desarenador
2.4.Desarenador
2.5.Conducción desarenador-tanque de almacenamiento
2.6. Tanque de almacenamiento
3. Bibliografía

3. 1. DOCUMENTO DE JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO
1.1 OBJETIVO
Establecer las condiciones necesarias para realizar un diseño óptimo del sistema de
acueducto y alcantarillado del municipio de Jamundí Valle, tomando como referencia las
especificaciones dadas en la norma técnica Colombiana RAS 2000, como también aplicar
los conocimientos aprendidos y desarrollados durante todo el proceso.
1.2 DESCRIPCIÓN DE LA LOCALIDAD
1.2.1 Ubicación:
El municipio de Jamundí está ubicado en la región sur del departamento del Valle del
Cauca, dentro del Área Metropolitana de Cali. Se encuentra en la ribera occidental del río
Cauca y entre la Cordillera Occidental y la Cordillera Central.
1.2.2 Límites:
Al norte, el municipio de Santiago de Cali
Al sur, los municipios de Buenos Aires y Santander de Quilichao, Departamento del
Cauca.
Al oriente, los municipios de Puerto Tejada y Villa Rica, Departamento del Cauca.
Al occidente, el municipio de Buenaventura.
1.2.3 Clima:
El municipio de Jamundí, según los datos obtenidos en las estaciones Potrerito, San
Antonio, Samarkanda, Villacolombia y El Palacio, su temperatura máxima es de 34.8°C, la
temperatura mínima es de 14.2 °C y su temperatura promedio es de 24°C.
1.2.4 Población:
Según el censo realizado por el DANE en el 2005, el municipio de Jamundí cuenta con una
población aproximada de 96,849 habitantes. Sin embargo, este dato no es exacto debido al
crecimiento poblacional que se ha venido presentando en los últimos años.

4. 1.2.5 Características socio-económicas:
Las principales actividades económicas del municipio son:
Agricultura: Caña de azúcar, café, arroz, cítricos, plátano, maíz millo, soya, cacao.
Ganadería
Minería: explotación de minas de Carbón, Oro, Plata, material de arrastre para
construcción
Talla de madera y la fábrica de muebles.
Comercio y sector turístico: feria agroindustrial, balnearios, sedes campestres,
teatro, museo arqueológico.
1.2.6 Geología y suelos:
Hacia la parte de cordillera Occidental se encuentran rocas sedimentarias de origen marino,
rocas metasedimentarias, volcánicas y cuerpos intrusivos de edad Cretácica.
Hacia la parte de la cordillera central afloran rocas metamórficas del Paleozoica, rocas
volcánicas de edad Jurásica y rocas sedimentarias continentales de edad Terciaria.
En la zona del valle se encuentran sedimentos cuaternarios, los cuales están representados
en conos, terrazas y aluviones arcillosos y arenosos.
Los frecuentes cultivos de caña de azúcar y el creciente desarrollo urbanístico de los
últimos años han generado deterioro en el suelo del municipio, es decir, esta zona pertenece
a un alto grado de intervención y deterioro ambiental.
Por el momento se desconoce la información sobre su uso actual, su potencial, conflictos
existentes del uso del suelo en área urbana, no existe una descripción específica de la
biodiversidad y cuerpos lagunares históricos.
1.2.7. Topografía:
La mayor parte del territorio de Jamundí es plana debido al valle del río Cauca, pero
también consta de zonas montañosas con alturas que alcanzan hasta los 4200 msobre el
nivel del mar en los Farallones de Cali, situados en los límites con el Municipio de
Buenaventura.

5. 1.2.8 Recursos hídricos:
El Municipio de Jamundi es considerado una fuente de abastecimiento importante para la
ciudad de Cali debido a su gran potencial de Recursos hídricos. Sus principales ríos son
Cauca, Río Claro, Guachinte, Jamundí, Jordán, Pital y Timba.
Los caudales del Río Timba, Claro y Jamundi, han permitido fomentar y desarrollar el
turismo, pues la recreación dominical para las poblaciones circunvecinas ha incrementado y
por consiguiente esto representa una actividad económica muy importante para el
municipio.
Durante la época de verano, la carencia de cobertura vegetal en la cuenca hidrográfica del
Río Claro, la tala y quema del bosque natural y la ampliación de la frontera agrícola
manifiestan insuficiencia en la oferta hídrica aguas abajo del Río Claro, Timba y
Guachinte. Sin embargo en épocas de lluvia se generan inundaciones duraderas y erosión
de riberas que de manera contigua genera grandes aportes sedimentarios al Río Cauca;
todo ello debido a la alta pendiente de la cuenca, a la falta de regulación y cobertura de la
misma. La figura N°1 muestra una mejor descripción de los recursos hídricos del
municipio.
1.2.9 Descripción de infraestructura existente (vías, telefonía, gas, energía)
Si se habla de infraestructura necesaria para el servicio de los habitantes del municipio de
Jamundí, se puede hacer referencia a las vías de acceso a la ciudad, las redes de telefonía,
redes eléctricas y redes de suministro de gas.
La infraestructura vial del municipio está conformada por dos accesos principales: la vía
panamericana que brinda un acceso por el lado sur de Jamundí, y la vía Cañasgordas que
permite el ingreso y salida de vehículos por la parte norte del municipio. En el interior de la
misma, todos los barrios y comunas están interconectados por calles en un solo sentido y
solo algunas intersecciones están semaforizadas.
La red de telefonía es brindada por diferentes empresas de la región, entre las cuales están
EMCALI, CLARO, UNE entre otras. La infraestructura existente se presenta bajo tierra y
cables suspendidos, donde la mayoría de los servicios dados por dichas empresas vienen de
la ciudad de Cali hasta Jamundí de esa manera.
La infraestructura del servicio de gas natural prestado para el municipio de Jamundí es
brindado por la empresa Gases de Occidente, la cual cuenta con un sistema de ductos
subterráneos ubicados a la margen izquierda de la vía Panamericana.

6. El servicio de energía eléctrica es prestado por la empresa de energía EPSA, la cual tiene
una cobertura que se extiende en las zonas urbana y rural del municipio, logrando así un
95.20% de viviendas con energía eléctrica.
1.2.10 Descripción del sistema de abastecimiento: componentes y cobertura
El sistema de acueducto de la ciudad de Jamundí cuenta con un sistema completo y
detallado para el tratamiento del agua que se brinda, es decir tanque de sedimentación,
cloración y filtración. Este servicio de acueducto es brindado por la empresa Acuavalle
S.A, el cual tiene una capacidad de 250 L/s para suplir las necesidades en las zonas urbanas
y rurales del municipio, logrando así los siguientes porcentajes de cobertura:
% de viviendas con acueducto - Total 87. 54%
% de viviendas urbanas con acueducto -
Total 97.80%
% de viviendas rurales con acueducto - Total 68.14%
Tabla N°1. Porcentajes de cobertura del acueducto.
A
Río
Río Jordán
San Vicente Jamundi
Bocas del F
B
Peñas Negras Palo
La Despensa
C
Río
La Ventura Pte. Vélez
Jamundí
San
DLas Pilas
Antonio Río Claro
Las Brisas
Río Claro Paso de la
El Silencio Bolsa
E Villa Ampudia
El Pital Colombia
Río Río
La Ventura
Guachinte Guachinte
La Liberia F
Villa Paz
Quinamayó
Timba Chagre Robles
Río Cauca
s
Figura N°1. Oferta Hídrica Municipio Jamundí
Fuente: Bolaños, M., Daza, J. Programa Agropecuario Del Municipio De Jamundi
Periodo 2012 - 2015.[en línea].[consultado 9 de marzo de 2013]

7. 1.2.11Descripción del sistema de alcantarillado: componentes y cobertura
El municipio de Jamundí posee grandes problemas de inundaciones ya que no se tiene
infraestructura necesaria para drenar y evacuar las aguas lluvias. También se presentan
ciertos problemas ambientales ya que el municipio no tiene una planta de tratamiento de
aguas residuales así que dichas aguas van a parar al río Jamundí.
El alcantarillado existente se encarga también de captar la mayoría de las aguas lluvias, es
decir no se presenta un alcantarillado pluvial, también las aguas provenientes de los patios
residenciales van a parar al mismo acueducto generando taponamiento en los ductos y
produciendo inundaciones. Este alcantarillado posee el sistema de redes más extenso
después de Cali, por esta razón el porcentaje de cobertura en la zona urbana son
considerablemente altos.
% de viviendas con alcantarillado - Total 73.56%
% de viviendas urbanas con alcantarillado - Total 92.78%
% de viviendas rurales con alcantarillado - Total 37.23%
Tabla N°2. Porcentajes de cobertura alcantarillado.

8. 2. MEMORIAS DE DISEÑO
2.1 DATOS DE POBLACIÓN
En la tabla N°2 se tiene los datos de población obtenidos por el DANE, para con esto poder
determinar la población proyectada usando los diferentes métodos. El que más se aproxime
a la población del 2012 será el método utilizado para obtener la población proyectada.
DATOS DANE
Año Población
Primer Censo 1985 44438
Último Censo 2005 96849
Población 2012 2012 112346
Censo intermedio 1994 60650
Tabla N°3. Datos de población
Para determinar la población de diseño se utilizaron los métodos que el RAS 2000 propone,
a continuación se muestran los diferentes métodos usados junto con sus fórmulas
correspondientes y los resultados obtenidos por cada uno.
Método aritmético
Habitantes 115193
La fórmula utilizada en este método es:
Método geométrico
r 0.03972152
Habitantes 127208
La fórmula utilizada en este método es:

9. Método exponencial
k 0.04254849
Habitantes 140176.772
La fórmula utilizada en este método es:
Una vez obtenidos los resultados de la proyección al año 2012 por cada método, se
determinaron los errores porcentuales mostraros en la tabla N°4 y se escogió el método con
menor error y resultado más cercano al dado por el DANE.
Porcentajes de error
(%)
Aritmético 2.5
Geométrico 11.7
Exponencial 19.8
Tabla N°4. Porcentajes de error con cada uno de los métodos.
Con los datos dados anteriormente se escogió como método de proyección el aritmético ya
que tiene un error del 2.5% y la población obtenida se acerca mucho a la del 2012.
Una vez determinado el método de proyección más adecuado y la población al 2012 por
dicho método se fijó el nivel de complejidad siguiendo las especificaciones del RAS 2000
dadas en la tabla N°5.
Tabla N°5. Asignación de niveles de complejidad
Al tener una población de 115193 habitantes y siguiendo la tabla N°5, se encontró que el
nivel de complejidad para el municipio de Jamundí es alto ya que la población en la zona
urbana es mayor a los 60000 habitantes.

10. Ya determinado el nivel de complejidad de la población, se fijó el periodo de diseño
máximo con la ayuda de la tabla N°6 para el cual se va proyectar la población a futuro
Tabla N°6. Asignación de periodos de diseño según niveles de complejidad
Una vez determinados el nivel de complejidad, el período de diseño y el método a usar, se
realizó la proyección a 30 años utilizando el método aritmético. A esa población calculada
se le sacó el 5%, ya que es la población faltante por acueducto en el municipio, y esta es la
utilizada para realizar los diseños. En la tabla N°7 se muestran los resultados resumidos de
todo lo dicho anteriormente
Nivel de complejidad Alto
Período de diseño 30 Años
Año a proyectar 2043
Población (30 años) 196430
Población de diseño = 5% de la 9821
población 30 años
Tabla N°7. Resumen de cálculos para población de diseño
Para el cálculo de la dotación neta se realizaron dos procedimientos: el primero fue
mediante el SUI (2012) y el segundo utilizando las fórmulas del RAS 2000. Al realizar el
primer procedimiento, los resultados de dotación neta encontrados para la población del
municipio de Jamundí fueron muy bajos como se muestra en la tabla N°8.
Por SUI (2012)
Suscriptores 256085
Habitantes 1280425
Volumen 5911327 m3/año
Dotación neta (L/día) 16195416,4 L/día
Dotación neta 12,6484694 L/hab-día
Tabla N°8. Resumen de cálculos dotación neta utilizando el SUI (2012)

11. Al encontrar resultados de dotación neta muy bajos utilizando el SUI, se procedió a utilizar
el RAS 2000 para determinar la dotación. Para esto se tomó como referencia la temperatura
promedio del municipio de Jamundí la cual es de 24 °C, lo que quiere decir que la
población es de clima frio o templado, según el RAS 2000.
Según el nivel de complejidad determinado con anterioridad, en éste caso alto, y teniendo
un clima frio o templado en el municipio, la dotación neta hallada fue de 140 L/hab-día. En
la tabla N°9 se ven los valores de referencia tomados para determinar la dotación neta.
Tabla N°9.Valores de dotación neta por nivel de complejidad y clima según el RAS 2000
Por otra parte se determinó el porcentaje de pérdidas técnicas para el cálculo de la dotación
bruta asociados al nivel de complejidad. En este caso se tiene un nivel de complejidad alto,
es decir que el porcentaje admisible de perdidas es del 20%. En la tabla N10 se ven los
valores de referencia tomados para la determinación de dicho porcentaje.
Tabla N°10. Porcentajes de pérdidas en acueductos asociados al nivel de complejidad según el RAS 2000
Una vez determinada la dotación neta y el porcentaje admisible de pérdidas técnicas, se
procedió a calcular la dotación bruta. Para realizar esto se utilizó la fórmula propuesta por
el RAS 2000.

12. En la tabla N°11 se muestran los valores de referencia tomados para el cálculo de la
dotación bruta.
Dotaciones
Dotación neta (L/hab-día) 140
% pérdidas 20
Dotación bruta (L/hab-día) 175
Tabla N°11. Resumen de datos y cálculos para dotación bruta
Al comparar los resultados de dotación neta obtenidos por ambos procedimientos, se pudo
constatar que utilizando el SUI 2012 éste arrojaba una dotación neta lo suficientemente baja
para considerar utilizar el RAS 2000. Por esta razón se utilizaron los resultados obtenidos
mediante el segundo método.
Una vez fijado el año al que se va realizar la proyección y la dotación bruta, se calculó el
caudal medio diario para la población proyectada. El resultado obtenido fue de 0.020 m3/s
y se calculó utilizando la fórmula propuesta por el RAS 2000.
Para calcular el caudal máximo diario se utilizaron la tabla N°12 asociada al nivel de
complejidad y la fórmula sugerida por el RAS 2000, y el resultado obtenido fue de 0.024
m3/s.
Tabla N°12. Coeficientes de consumo máximo diario asociados al nivel de complejidad según el RAS 2000

13. Por último ya calculado el caudal máximo diario se procedió a determinarse el caudal
máximo horario, para esto se utilizaron la tabla N°13 asociada al nivel de complejidad y
tomando la red como matriz. Se obtuvo como resultado QMH=0.033 m3/s.
Tabla N°13. Coeficientes de consumo máximo horario asociados al nivel de complejidad y la red matriz
según el RAS 2000
En la tabla N°14 se muestra un resumen de los resultados obtenidos para cada uno de los
caudales de la población proyectada.
CAUDALES L/s m3/s
Qmd 19,893 0,020
QMD 23,872 0,024
QMH 33,420 0,033
Tabla N°14. Caudales.
2.2 DISEÑO DE BOCATOMA DE FONDO
Para el diseño de la bocatoma se tomó como estudio el río Jamundí, al cual se le encontró
un caudal medio anual de 10,9 m3/s. También hallaron los caudales medio, mínimo y
máximo para el mismo río. En la tabla N°15 se muestra un resumen de los datos hallados
por medio de la CVC.

14. DATOS DE CAUDAL RIO JAMUNDÍ
Caudal máximo 15 m3/s
Caudal medio 10,9 m3/s
Caudal mínimo 0,03 m3/s
Tabla N°15. Diferentes caudales registrados en el río Jamundí, hallados por la CVC.
Para calcular el caudal de diseño que se va usar en la bocatoma se utilizó la fórmula
propuesta por el RAS 2000, en la cual se relacionan los caudales medio diario y máximo
diario para la población proyectada. Estos datos son mostrados en la tabla N°15.
CAUDALES L/s m3/s
Qmd 19,893 0,020
QMD 23,872 0,024
QDiseño 50,000 0,05
Tabla N°15. Caudales utilizados para el cálculo del caudal de diseño y caudal de diseño en m3/s
Para realizar el diseño de la presa se asumió el ancho del canal. Se indagó sobre el ancho
del río y se tomó como caudal de diseño el calculado anteriormente. Con las siguientes
fórmulas se hizo el diseño de la presa, comenzando por la lámina de agua, seguido por la
corrección de la longitud de vertimiento y por último se chequeó la velocidad del agua al
pasar por la rejilla, sabiendo que esta debe estar entre 0,3 y 3 m/s.
En la tabla N°16 se muestra detalladamente cada uno de los resultados mencionados
anteriormente. Por último, se ve claramente que la velocidad del agua al pasar por la rejilla
está en el intervalo de 0,3 y 3 m/s. El caudal utilizado para calcular la velocidad del agua al
pasar por la rejilla es de 0,05 m3/s.

15. DISEÑO DE LA PRESA
Lámina de agua (H) 0,042 m
Corrección longitud vertimiento (L') 2,991 m
Velocidad del agua (Vr) 0,379 m/s
Tabla N°16. Resultados obtenidos del diseño de la presa
Para hacer el diseño de la rejilla y el canal de aducción se utilizaron los datos de velocidad
del agua al pasar por la rejilla y la lámina de agua calculados anteriormente y así de esta
manera determinar el filo inferior, el superior y el ancho del canal de aducción. Los
resultados de esto se muestra en la tabla N°17. A continuación se muestran las fórmulas
utilizadas para el diseño.
DISEÑO DE REJILLA Y CANAL DE ADUCCIÓN
Xs - Filo superior 0,287 m
Xi - Filo inferior 0,172 m
BL - Borde libre 0,1 m
B - Ancho canal aducción 0,4 m
Tabla N°17. Resultados obtenidos del diseño rejilla y canal aducción
Una vez obtenido el ancho del canal de aducción se procedió a calcular un área neta y la
longitud de la rejilla. Como se ve en la tabla N°18, dicha área neta no dio un valor exacto
por esa razón se realizaron nuevos cálculos hasta que se encontró un valor de área neta
igual a 0.25 m2, y con este se determinó la longitud de la rejilla.

16. CÁLCULO DE REJILLA
Diámetro barras 0,0127 m
Espacios 0,1 m
Vbarras 0,3 m/s
k 0,9
Aneta 0,18 m^2
Lr 0,70 m
Aneta Diseño 0,25 m2
Tabla N°18. Resultados obtenidos del cálculo del área neta
Para el cálculo de los niveles de agua se utilizaron las siguientes fórmulas propuestas por el
RAS 2000, para así encontrar los resultados mostrados en la tabla N°19.
CÁLCULOS DE NIVELES DE AGUA
hc - Aguas abajo 0,113243279 m
i 0,04 %
ho - Aguas arriba 0,172240005 m
Ho 0,25 m
Hc 0,30 m
Tabla N°19. Resultados obtenidos del cálculo de niveles de agua
Para determinar la velocidad del canal se tomaron como referencia el caudal de diseño, el
ancho del canal de aducción y la altura aguas abajo. Con la siguiente fórmula se encontró
que la velocidad del canal es de 1,054 m/s.

17. En el diseño de la cámara de recolección se utilizaron las siguientes fórmulas.
En la tabla N°20 se muestran los resultados obtenidos del diseño de la cámara de
recolección.
DISEÑO CÁMARA DE RECOLECCIÓN
Xs - Filo superior 0,5456633 m
Xi - Filo inferior 0,3299495 m
BL 0,3 m
B 1,5 m
Tabla N°20. Resultados obtenidos del diseño de la cámara de recolección.
Se asumió una base de cámara de 1,5m ya que esta es la dimensión mínima para realizar
mantenimiento dentro de la cámara.
El cálculo de la altura del muro de contención se realizó con la siguiente fórmula:
Por último se revisa el desagüe del caudal de excesos, y para esto se tienen las siguientes
fórmulas seguido por la tabla N°21 que muestra los resultados obtenidos luego del cálculo.

18. CAUDAL DE EXCESOS
H 3,48979926 m
Qcap 0,61674423 m3/s
Qexc 0,57 m3/s
Tabla N°21. Resultados obtenidos del cálculo del desagüe del caudal de excesos.
2.3 CONDUCCIÓN BOCATOMA-DESARENADOR
La conducción bocatoma-desarenador es un conducto cerrado a superficie libre. Para el
diseño de esta se debe conocer principalmente la cota de fondo del río, la cual se asumió
como 100 msnm y de acuerdo a esta, y con los valores obtenidos en el diseño de bocatoma
se calculó la cota batea de salida de bocatoma. Estos datos se muestran en la tabla N°22. El
material de la tubería es PVC.
Cota fondo río 100 msnm
Cota batea salida bocatoma 98,95 msnm
Cota batea llegada desarenador 97,5 msnm
Longitud tubería 300 m
Q diseño 0,05 m3/s
Cota fondo cámara 99,00 msnm
Tabla N°22. Datos para el cálculo de la conducción.
La cota batea de llegada al desarenador fue asumida. Igualmente, esta será rectificada más
adelante.
Una vez se obtienen las cotas, se calcula la pendiente de la tubería. Esta viene dada por la
ecuación

19. Luego, se calculó el diámetro de la tubería y su respectiva área (tabla N°23). Este diámetro
depende del coeficiente de rugosidad de Manning (n), el cual es 0,009 por ser tubería de
PVC.
Diámetro 0,24 m
Área 0,04 m2
Tabla N°23. Diámetro de la tubería.
Una vez se obtiene la pendiente y el diámetro de la tubería, se verificaron las condiciones
de flujo cuando el tubo está lleno. Para eso se calculó el caudal a tubo lleno y la velocidad a
tubo lleno. Esta velocidad debe estar entre 0,3 m/s y 5 m/s. Luego se dividió el caudal de
diseño en el caudal a tubo lleno y se buscan las relaciones de velocidad real con velocidad
a tubo lleno y de diámetro de tirante de agua y diámetro a tubo lleno (V/vo y d/D). Estas
relaciones se buscan en la tabla N°24.

20. Tabla N°24. Relaciones.

21. Una vez se tengan estas relaciones, se procedió a calcular la velocidad real y el diámetro de
tirante de agua.
Luego, se verificó la cota de salida de la bocatoma. Para esto se verifican la profundidad de
cámara asumida anteriormente (60 cm).
La nueva cota de fondo será 99,25 msnm, asumiendo una profundidad de cámara de 30cm.
Con esta nueva cota, se realizó el mismo procedimiento para verificar la profundidad. Se
obtuvo la misma profundidad. La tabla N°25 muestra las cotas finales.
Cota fondo río 100 msnm
Cota batea salida bocatoma 99,25 msnm
Cota batea llegada desarenador 97,5 msnm
Longitud tubería 300 m
Tabla N°25. Cotas finales.
2.4 DESARENADOR
La función principal del desarenador es sedimentar partículas en suspensión por acción de
la fuerza de gravedad. Esta función depende principalmente de las características las
partículas y de la temperatura del agua.
El tipo de partícula con la que se realizó el diseño del desarenador es arena muy fina, ya
que en general el río Jamundí presenta suelos arenosos y este tipo de arena presenta mayor
dificultad de sedimentación. La temperatura del agua en el río se tomó como 18°C y se optó
por una relación largo-ancho de 3:1. Se escogió una eficiencia del desarenador de 80%. Los
datos de diseño del desarenador se muestran en la tabla N°26.
Caudal de diseño 0,05 m3/s
Temperatura 18 °C
Diámetro partículas 0,005 cm
Largo:Ancho 03:01 m
Cota batea llegada desarenador 97,5 msnm
Tabla N°26. Parámetros de diseño.

22. Lo primero que se calculó fue la velocidad de sedimentación de la partícula. Para esto se
requiere el peso específico de la partícula de arena y el peso específico del agua. De
acuerdo a la temperatura, se calcula la viscosidad cinemática del agua buscando en la tabla
N°27.
Viscosidad Viscosidad
Temperatura cinemática Temperatura cinemática
°C (cm2/s) °C (cm2/s)
0 0,01792 18 0,01059
2 0,01763 20 0,01007
4 0,01567 22 0,0096
6 0,01473 24 0,00917
8 0,01386 26 0,00876
10 0,01308 28 0,00839
12 0,01237 30 0,00804
14 0,01172 32 0,00772
15 0,01146 34 0,00741
16 0,01112 36 0,00713
Tabla N°27. Viscosidad cinemática
δs 2,65
δ 1
Diámetro 0,005 cm
μ 0,01059 cm2/s
Velocidad de
sedimentación 0,21229 cm/s
Tabla N°28. Velocidad de sedimentación
Luego, se calculó el tiempo de caída de la partícula de arena. El desarenador que se diseñó
no tiene deflectores. Se asumió una profundidad de cámara de 1,5m. Con este valor y con la
velocidad de sedimentación se calculó el tiempo de caída (tabla N°29).
H 1,5 m
n 1
t 706,6 s
Tabla N°29. Tiempo de caída de la partícula.

23. De acuerdo a la eficiencia, se buscó en la tabla N°30 la relación tiempo de retención
hidráulica-tiempo de caída (θ/t). Luego, se multiplicó este valor por el tiempo de caída y se
obtuvo θ, el cual debe estar entre 0,5h y 1h.
Remoción (%)
Condiciones 87,5 80 75 70 65 60 55 50
n=1 7,00 4,00 3,00 2,30 1,80 1,50 1,30 1,00
n=3 2,75 1,66 0,75
n=4 2,37 1,52 0,73
Máximo
teórico 0,88 1,75 0,50
Tabla N°30. Relación tiempo de retención hidráulica-tiempo de caída.
θ/t 4
θ 0,8 horas
Tabla N°31. Tiempo de retención hidráulica.
Luego, se calculó el volumen del tanque (tabla N°32). Para esto, se multiplicó el caudal de
diseño por el tiempo de retención hidráulica en segundos.
θ 0,8 horas
Q 0,05 m3/S
V 134,94 m3
Tabla N°32. Volumen del tanque.
Con el volumen calculado, se encontró el área superficial. Luego, se buscaron las
dimensiones que cumplieran la relación largo:ancho de 3:1.
As 90 m2
L:A 03:01
A 5 m
L 16 m
Tabla N°33. Dimensiones.

24. Una vez se obtuvieron las dimensiones, se procedió a calcular la carga hidráulica
superficial. Esta debe estar entre 15 y 80m3/m2.día. Para calcularla, se divide el caudal de
diseño por el área superficial.
Se chequeó el diámetro de partícula crítica, utilizando la velocidad igual a la carga
hidráulica superficial. Este diámetro debe ser menor al diámetro de partícula establecido
anteriormente.
Vpc 45,85 m/día
d 0,00250 cm
Tabla N°34. Diámetro de partícula crítica.
Luego, con la velocidad de partícula crítica se chequearon las velocidades. La división de la
velocidad de sedimentación entre la velocidad de partícula crítica debe ser
aproximadamente igual al valor de θ/t, mostrado anteriormente.
En el desarenador se debe diseñar el vertedero de salida. Para esto calculó la altura del agua
sobre el vertedero y la velocidad de esta. Luego, utilizando las ecuaciones de chorro, se
calcula el ancho del vertedero.

25. Hv 0,03 m
Vv 0,31 m/s
Xs 0,24 m
BL 0,28 m
Ancho 0,50 m
Tabla N°35. Ancho del vertedero de salida.
Al igual que en la bocatoma, el desarenador debe tener un vertedero de excesos. Se calculó
el caudal de excesos, restándole el caudal de diseño al caudal cuando se tiene tubo lleno en
la conducción. Para el calculó de la base del vertedero también se utilizaron las ecuaciones
de chorro. Se asumió una longitud de vertedero de 0,4 m.
Lc 0,4 m
H 0,032 m
Vs 0,330 m/s
Xs 0,256 m
BL 0,2 m
B 0,5 m
Tabla N°36. Ancho del vertedero de excesos.
El diseño del desarenador debe tener una pantalla de entrada y una pantalla de salida, al
igual que un almacenamiento de lodos. La profundad de las pantallas es la mitad de la
altura total del tanque de sedimentación. Igualmente, se debe calcular a que distancia deben
estar ubicadas. Para el tanque de almacenamiento de lodos se escogió una profundad
máxima de 0,4 m y de acuerdo a esta, se calcularon las pendientes. El punto más bajo de
este debe estar ubicado a L/3. Las pendientes, distancias y profundidades se muestran en la
tabla N°37.

26. Pantalla de entrada
H/2 (profundidad) 0,75 m
Distancia a cámara de aquietamiento 4 m
Pantalla de salida
H/2 (profundidad) 0,75 m
Distancia al vertedero de salida 0,4 m
Almacenamiento de lodos
Profundidad máxima 0,4 m
Distancia entre punto más bajo de almacenamiento de lodos y cámara de
aquietamiento 5,5 m
Distancia entre punto más bajo de almacenamiento de lodos y cámara de
salida 11,0 m
Pendiente transversal 13,7 %
Pendiente longitudinal (L/3) 7,3 %
Pendiente longitudinal (2L/3) 3,7 %
Tabla N°37. Pendientes, distancias y profundidades del desarenador.
Para la cámara de aquietamiento se asumió un largo de 1,5 m. La profundidad y el ancho se
calcularon dividiendo las dimensiones de la zona de sedimentación en tres.
Profundidad 0,5 m
Ancho 1,8 m
Largo 1,5 m
Tabla N°38. Dimensiones cámara de aquietamiento.
2.5 CONDUCCIÓN DESARENADOR-TANQUE DE ALMACENAMIENTO
El material con el que se diseñó esta conducción fue PVC, por lo tanto el coeficiente de
rugosidad es 0,009. Buscando en el manual de PAVCO se decidió trabajar con una tubería
inical RDE 37, la cual presenta una presión de trabajo de 200 PSI y un espesor de 9,75mm.
El nivel de agua en desarenador se calculó de acuerdo a las medidas encontradas
anteriormente. Viendo la topografía del terreno se observó que este tendía a ser plano, por
lo que se asumió una cota de nivel de agua del tanque de almacenamiento no tan baja.
Todos los datos se muestran en la tabla N°39.
La longitud entre el desarenador y el tanque de almacenamiento es de 2708m. Esta longitud
se midió con la herramienta Google Earth, como se muestra en la figura N°2. La ubicación
del tanque de almacenamiento se hizo de acuerdo a las recomendaciones del RAS 2000,
teniendo en cuenta que este debe estar ubicado lo más cerca posible a la red de distribución.

27. Figura N°2. Distancia desarenador-bocatoma. Fuente: Google Earth.
Nivel de agua desarenador 97,62 msnm
Nivel de agua tanque de
almacenamiento 70 msnm
Longitud horizontal de la conducción 2708 m
Tabla N°39. Niveles de agua.
Para la estimación de un diámetro de tubería se hizo una corrección de la longitud
horizontal sumando el 1% de la misma longitud, ya que esta no es totalmente exacta.
Igualmente, se calcularon las pérdidas de carga unitaria en la conducción (J).
Una vez se calculó la longitud horizontal corregida y las pérdidas, se procedió a calcular el
diámetro. Para esto se despejó D de la ecuación de Hazen.
Lr 2735,08 m
J 0,01
D 0,15 m
Tabla N°40. Diámetro de la partícula.
Se obtuvo un diámetro de 5,8”. Se escogieron entonces dos diámetros de tubería: 6” y 10”.
Para cada diámetro se calculó la velocidad, dividiendo el caudal de diseño en el área de

28. cada uno. Luego, se calculó la longitud horizontal de cada tramo. Para esto, se utiliza la
ecuación , donde J1 y J2 se calculan con la ecuación de Hazen de acuerdo
al diámetro de cada tubería. H es la diferencia entre la cota del nivel del agua del
desarenador y la cota del nivel de agua del tanque de almacenamiento. Sabiendo que
L=L1+L2, se puede despejar esta ecuación y reemplazarla en la de Hazen para encontrar las
longitudes. Estos datos se encuentran en la tabla N°41.
V1 2,617 m/s J1 0,033 m L1 677,799 m
V2 0,942 m/s J2 0,003 m L2 2057,281 m
Tabla N°41. Cálculo de longitudes.
Una vez se tengan las longitudes, se calculan todas las pérdidas por accesorios. Para esto, se
utiliza la ecuación
donde k depende del tipo de accesorio. En el caso de los codos, las pérdidas se calculan con
la ecuación
En este caso se acomodaron dos codos de 11°. Igualmente, se calcularon pérdidas por cada
válvula de control instalada (dos), entrada, salida, tee y ampliación. Luego, las pérdidas
totales es la suma de cada una de estas. Estos resultados se muestran en la tabla N°42.
Cambio de dirección 0,034 m
Válvula de control (dos) 0,018 m
Entrada 0,175 m
Salida 0,045 m
Ampliación 0,014 m
Tee lateral 0,059 m
Pérdidas totales 0,345 m
Tabla N°42. Pérdidas
Una vez se obtienen estas pérdidas, se modificó el nivel de agua en el tanque de
almacenamiento, restándole las pérdidas a la cota que se tenía anteriormente. Con esta cota
se calculó nuevamente H y se verificaron las longitudes.
Luego, se calculó el tiempo de maniobra de la válvula para evitar el golpe de ariete. Este
debe ser calculado para cada una de las válvulas de control instaladas en el sistema. Se
estableció la pendiente del sistema y con esta se calcularon las cotas de las válvulas.

29. Se calculó la velocidad de propagación de la onda, dada por la ecuación
donde k es la relación entre el módulo de elasticidad del agua y el del tipo de material, D es
el diámetro y e es el espesor de la tubería donde se encuentra ubicada la válvula.
Con el valor de C se calculó el tiempo de sobrepresión T en cada una de las válvulas, con la
ecuación
Luego, se calculó la sobrepresión máxima cuando se realiza una maniobra rápida. Esta
depende de la velocidad de la tubería en la que esté ubicada la válvula.
Igualmente, se calcula la sobrepresión cuando re realiza una maniobra rápida. Para esto, se
debe restar la carga estática sobre la válvula a la presión de trabajo de la tubería.
El valor que se obtuvo se reemplazó en la siguiente ecuación para luego despejar t, que
sería el tiempo de maniobra rápida de la válvula
Los resultados de cada uno de estos cálculos se muestran en la tabla N°43.

30. Distancia 1000 m
s 0,010 m
k 18
Cota batea válvula 1 86,996 msnm
Cota batea válvula 2 76,771 msnm
C1 486,237 m/s
C2 385,733 m/s
T 4,113 s
T 10,370 s
ha1 46,702 m
ha2 37,049 m
Ha1 130,776 m
Ha2 120,551 m
t1 4,080 s
t2 3,187 s
Tabla N°43. Cálculo de tiempo de maniobra de la válvula.
2.6 TANQUE DE ALMACENAMIENTO
El tanque de almacenamiento se realiza con el fin de garantizarle a la población un
abastecimiento constante. La función de este es almacenar agua en los períodos en los que
la demanda es menor que el suministro para que, en los períodos donde hay mayor
demanda se complete el déficit con el agua almacenada. Igualmente, es necesario tener un
volumen de agua contra incendios y un volumen de agua para situaciones de emergencia.
El tanque a diseñar es de tipo superficial. La población del municipio de Jamundí con la
que se está diseñando el sistema de acueducto es deaproximadamente 9821 habitantes, las
cual es el 5% de la población total. Por esta razón se deben poner dos hidrantes para el
volumen de agua contra incendios, cada uno de 5 lps y dos horas de abastecimiento.
Igualmente, por ser nivel de complejidad alto, es recomendable diseñar dos tanques de
almacenamiento.
Para realizar el diseño del tanque se requiere el caudal máximo diario de la población. De
acuerdo a este se hace una distribución horaria de los caudales durante todo un día, tal
como se muestra en la tabla N°44. Luego se realiza la curva de distribución horaria,
relacionando el caudal con la hora en la que se produce, como se muestra en la figura N°3.
Una vez se obtiene esto, se aplica el método de la curva integral como se muestra en la
figura N°4, teniendo en cuenta los valores de consumo acumulado. De acuerdo a esta, se
establecen los porcentajes de demanda extra con la que será diseñado el volumen del
tanque.

31. CONSUMO % CONSUMO %
HORA (lps) CONSUMO ACUMULADO ACUMULADO
00:00 10,0 1,3% 0,0 0,0%
01:00 13,3 1,7% 10,0 1,3%
02:00 12,6 1,6% 23,3 3,0%
03:00 13,0 1,7% 35,9 4,6%
04:00 14,6 1,9% 48,9 6,3%
05:00 19,4 2,5% 63,5 8,2%
06:00 37,3 4,8% 82,9 10,7%
07:00 48,6 6,3% 120,2 15,5%
08:00 48,6 6,3% 168,8 21,8%
09:00 51,8 6,7% 217,4 28,1%
10:00 55,1 7,1% 269,2 34,8%
11:00 51,8 6,7% 324,3 41,9%
12:00 48,6 6,3% 376,1 48,7%
13:00 38,9 5,0% 424,7 54,9%
14:00 38,2 4,9% 463,6 60,0%
15:00 38,6 5,0% 501,8 64,9%
16:00 34,0 4,4% 540,4 69,9%
17:00 33,1 4,3% 574,4 74,3%
18:00 35,6 4,6% 607,5 78,6%
19:00 32,7 4,2% 643,1 83,2%
20:00 28,8 3,7% 675,8 87,4%
21:00 26,2 3,4% 704,7 91,2%
22:00 23,7 3,1% 730,9 94,6%
23:00 18,5 2,4% 754,6 97,6%
TOTAL 773,0 100,0% 773,0 100,0%
Tabla N°44. Consumo diario.
Una vez se tuvo el volumen del tanque, se calculó el volumen de agua contra incendios y el
de emergencia. Este último es el 25% de la suma del volumen del tanque y del volumen
contra incendios. El volumen total del tanque es la suma de: volumen inicial tanque,
volumen contra incendios, volumen de emergencia. Como se diseñaron dos tanques, este
volumen se dividió en dos.
Para calcular la profundidad de cada tanque se dividió el volumen en tres y se sumó la
constante de capacidad del tanque, la cual depende del volumen establecido. Con esta
profundidad, se calculó el área superficial y, posteriormente, las dimensiones del tanque.
Estos resultados se muestran en la tabla N°45.

32. Variación horaria de la demanda
60.0
50.0
40.0
Caudal (lps)
30.0
20.0
10.0
0.0
0:00 2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00
Hora
Figura N°3. Curva de variación horaria.
Figura N°4. Método de la curva integral

33. Caudal máximo diario 55,1 lps
Caudal máximo diario 4758,912 m3/d
Volumen del tanque 856,60416 m3
Nivel de complejidad Alto
Volumen incendios 72 m3
Tiempo inoperancia 928,60416 m3
Volumen de emergencia 232,15104 m3
Volumen total 1392,90624 m3
F.S 1,2
Volumen un solo tanque 696,45312 m3
Profundidad 3,8215104 m
Área superficial 182,2455121 m
Ancho y largo 13,49983378 m
Tabla N°45. Dimensiones tanque de almacenamiento

34. 5. BIBLIOGRAFÍA
Norma Técnica Colombiana RAS-2000. (2000). Reglamento Técnico del Sector de
Agua Potable y Saneamiento Básico, Resolución 1096. Santa Fe de Bogotá D.C.:
Imprenta Nacional de Colombia.
DANE – Censo 1993 de Población y Vivienda. Departamento Nacional de
Planeación
Alcaldía de Jamundí, información recuperada de http://jamundi-
valle.gov.co/nuestromunicipio.shtml?apc=mIxx-1-&m=f
PAVCO (2011), Manual técnico de tubosistemas, ICONTEC, Colombia,texto
recuperado de http://www.pavco.com.co
Caracterización de los ríos tributarios del río Cauca, texto recuperado de
http://www.cvc.gov.co/cvc/Mosaic/dpdf1/volumen4/3-caracteristicasgrtv4f1.pdf
Superintendencia de Servicios Públicos Domiciliarios, Informe Visita, texto
recuperado de www.superservicios.gov.co