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UNIVERSIDAD

 NACIONAL   NACIONAL  DE COLOMBIA  ____________________ Sede Bogotá 

CAUDAL DE DISEÑO

Curso: Acueductos Profesor: Carlos J. Collazos

En cualquier localidad, a nivel urbano, el consumo de agua puede estar asociad iado a algunos de los los siguientes usos: • • • •

 Doméstico o residencial  Comercial  Industrial  Institucional

Son varios los factores que afectan el consumo de agua de un municipio. Entre otros: •

•

Características de la localidad: ubicación geográfica, población, temperatura, infraestructura existente, disponibilida idad del recurso. Car Caracte acterí rísstic ticas socioe ioeconóm onómic icas as:: act activid ividad adees econ económ ómic icas as,, estr estrat atif ific icac ación ión,, ed educ ucac ació iónn y cult cultur ura, a, costumbres.

Normalmente el consumo de agua a nivel doméstico está definido por las actividades cotidianas a nivel residencial. Esto incluye: •

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Bebida y preparación de alimentos   Aseo personal Lavado de ropas y elementos de cocina Descarga de aparatos sanitarios Lavado de pisos y riego de jardines

Corresponde al consumo de agua en predios o establecimientos donde se desarrollan actividades de almacenamiento y/o expendio de bienes o la venta de servicios y otras actividades similares. Incluye, entre otros: •

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  Almacenes   Restaurantes   Oficinas   consultorios

Corresponde al consumo de agua en inmuebles donde se desarrollan actividades destinadas a la transformación de materias primas y/o elaboración de productos de manufactura. La demanda o consumo depende del tipo de industria y de los procesos que allí se adelantan.

Corresponde al consumo de agua en establecimientos públicos que no desarrollan actividades de tipo comercial o industrial. Incluye, entre otros: •

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Planteles educativos Hospitales y centros de salud   Cuarteles   Cárceles   Ancianatos   Guarderías

Fuente: ENA, 2010, Cap. 5

1Con

base en esta información se expidió la Resolución 493 de 2010 Minambiente, sobre uso eficiente del agua potable y posteriormente las Resoluciones de la CRA 695 de 2014 y 726 de 2015. Recientemente se expidió una nueva disposición que limita el consumo de agua por razones del fenómeno del niño: http://www.cra.gov.co/es/novedades/noticias/23739-conoce-el-nuevo-consumo-b

Fuente: ENA, 2010

Artículo 3°.   Desincentivo para el consumo excesivo del  agua potable . Con el fin de desincentivar el consumo excesivo del agua potable, se fija como consumo excesivo para los usuarios residenciales, aquellos que se encuentren por encima de los siguientes niveles de consumo por suscriptor al mes: Piso Térmico

Nivel de consumo excesivo

Ciudades y municipios con altitud promedio por encima de 2.000 metros sobre el nivel del mar

28 m3/suscriptor/mes

Ciudades y muni cipio s con alti tud pr omedio entr e 1.000 y 2.000 metros sobre el nivel del mar

34 m3/suscriptor/mes

Ciudades y municipios con altitud promedio por debajo de 1.000 metros sobre el nivel del mar

35 m3/suscriptor/mes

Fuente: Resolución 493 de 2010

ARTÍCULO 3º.   Modificar el artículo 3o de la Resolución CRA 493 de 2010, el cual quedará así: “Artículo   3o. Desincentivo para el consumo excesivo del  agua potable.   Con el fin de desincentivar el consumo  excesivo del agua potable, se fija como consumo excesivo   para los usuarios residenciales, aquellos que se encuentren   por encima de los siguientes niveles de consumo por  suscriptor al mes: 

Fuente: Resolución 695 de 2014

ARTÍCULO 3. DESINCENTIVO PARA EL CONSUMO EXCESIVO DE AGUA POTABLE.  Con el fin de desincentivar el consumo excesivo de agua potable, se fija como consumo excesivo para los usuarios residenciales, aquellos que se encuentren por encima de los siguientes niveles de consumo por suscriptor al mes:

Fuente: Resolución 726 de 2015

El análisis para el nuevo cálculo del consumo básico tuvo en cuenta el estrato socioeconómico de los usuarios y el piso térmico en el cual se ubica el municipio, con base en el hecho que en ciudades con temperaturas más altas, el nivel de consumo es ligeramente superior. Considerando los resultados obtenidos para los estratos 1, 2 y 3, se propone establecer como niveles de consumo básico: 15 m3/suscriptor/mes para municipios ubicados en clima cálido, 13 m3/suscriptor/mes para municipios ubicados en clima templado y, 11 m3/suscriptor/mes para municipios ubicados en clima frío. Fuente: MVCT, 2016

ARTÍCULO 3. Rangos de Consumo. Adóptanse los siguientes rangos de consumo para los servicios públicos domiciliarios de acueducto y alcantarillado, en función de la altura sobre el nivel del mar de la ciudad o municipio respectivo, una vez cumplida la progresividad prevista en el artículo 4 de la presente resolución: 3

ALTITUD PROMEDIO

Mayor a 2000 m.s.n.m. Entre 1000 y 2000 m.s.n.m. Menor a 1000 m.s.n.m

CONSUMO (m /suscriptor.mes) Básico Complementario Suntuario 11 13 16

> 11 - 22 > 13 - 26 > 16 - 32

> 22 > 26 > 32

Fuente: CRA, 2016

ARTÍCULO 4. Progresividad.   Para alcanzar los rangos de consumo básico señalados en la Resolución 750 de 2016, se implementará un período de progresividad así:

Fuente: CRA, 2016

Debe establecerse un nivel de pérdidas en la aducción antes de llegar a la planta de tratamiento. El nivel de pérdidas en la aducción debe ser inferior al 5%.

Debe considerarse un 3% del caudal medio diario para atender las necesidades de lavado  y consumo de la planta de tratamiento.

Debe establecerse el nivel de pérdidas en la conducción expresa después de la planta de tratamiento y antes del comienzo de la red de distribución. Esta cantidad debe ser un porcentaje del caudal medio diario, el cual debe ser inferior al 5%.

Las pérdidas técnicas corresponden a la diferencia entre el volumen de agua tratada y medida a la salida de la(s) planta(s) de potabilización y el volumen entregado a la población medido, éste último, en las acometidas domiciliarias del municipio. El porcentaje de perdidas técnicas máximas admisibles no deberá superar el 25%. ”

Las pérdidas comerciales se obtienen de la diferencia entre el volumen de agua entregado a la salida de las plantas de potabilización y el volumen facturado por la empresa de acueducto Ras 2000).

(Resolución 2320 de 2009)

“ARTÍCULO   67.-

DOTACIONES: Las dotaciones para la determinación de la demanda de los sistemas de acueducto y alcantarillado serán las siguientes:¨

DOTACION NETA MÁXIMA.   Es la cantidad

máxima de agua requerida para satisfacer las necesidades básicas de un habitante sin considerar las pérdidas que ocurran en el sistema de acueducto.

Siempre que existan datos de consumo histórico confiables para el municipio o distrito, la dotación neta máxima a utilizar en el diseño de un nuevo sistema de acueducto o la ampliación del sistema existente debe basarse en dichos datos.

La dotación neta máxima calculada no deberá superar los valores establecidos en la tabla No. 9, dependiendo del nivel de complejidad del sistema.

Para efectos de la presente Resolución entiéndase por poblaciones con   “Clima   Frío o   Templado” aquellas ubicadas a una altura superior a 1.000 metros sobre el nivel del mar y por poblaciones con “Clima Cálido”   aquellas ubicadas a una altura inferior o igual a 1.000 metros sobre el nivel del mar.

DOTACION BRUTA:  Es la cantidad máxima de

agua requerida para satisfacer las necesidades básicas de un habitante considerando para su cálculo el porcentaje de pérdidas técnicas que ocurran en el sistema de acueducto.

La dotación bruta para el diseño de cada uno de los componentes que conforman un sistema de acueducto, indistintamente del nivel de complejidad, se debe calcular conforme a la siguiente ecuación:  

d bruta 

d neta 1  % p

donde: dbruta = dotación bruta, L/hab.d % p = fracción de pérdidas técnicas máximas admisibles en el sistema

Nota: ¨El porcentaje de perdidas técnicas máximas admisibles en la ecuación anterior no deberá superar el 25%.” Fuente: Resolución 2320 de 2009

El caudal medio diario, Qmd, es el caudal medio calculado para la población proyectada, teniendo en cuenta la dotación bruta asignada. Corresponde al promedio de los consumos diarios en un período de un año y puede calcularse mediante la siguiente ecuación: Qmd 



P  d bruta 86400

Fuente: RAS 2000

donde: P = población servida, en # habitantes Qmd = Caudal medio diario, L/s 86400 = factor de conversión, s/d

El caudal máximo diario, QMD, corresponde al consumo máximo registrado durante 24 horas durante un período de un año. Se calcula multiplicando el caudal medio diario por el coeficiente de consumo máximo diario, k1. El caudal máximo diario se calcula con la siguiente ecuación: QMD  Qmd   K 1

Fuente: RAS 2000

donde: QMD = Caudal Máximo Diario, L/s Qmd = Caudal medio diario, L/s k 1 = Coeficiente de consumo máximo diario

El coeficiente de consumo máximo diario, K1, se obtiene de la relación entre el mayor consumo diario y el consumo medio diario, utilizando los datos registrados en un período mínimo de un año. En caso de sistemas nuevos, el coeficiente de consumo máximo diario, K1, depende del   nivel de complejidad del sistema,   tal como se indica en la tabla adjunta.

Fuente: RAS 2000

El caudal máximo horario, QMH, corresponde al consumo máximo registrado durante una hora en un período de un año sin tener en cuenta el caudal de incendio. Se calcula como el caudal máximo diario multiplicado por el coeficiente de consumo máximo horario, K2. donde:

QMH   QMD  K 2 Fuente: RAS 2000

QMH = Caudal Máximo Horario, L/s QMD = Caudal Máximo Diario, L/s k 2 = Coeficiente de consumo máximo horario

El coeficiente de consumo máximo horario con relación al consumo máximo diario, K2, puede calcularse, para el caso de ampliaciones de sistema de acueducto, como la relación entre el caudal máximo horario, QMH, y el caudal máximo diario, QMD, registrados durante un período mínimo de un año, sin incluir los días en que ocurran fallas relevantes en el servicio. Fuente: RAS 2000

En el caso de sistemas de acueductos nuevos, el coeficiente de consumo máximo horario con relación al consumo máximo diario, K2, es función del nivel de complejidad del sistema y del tipo de red de distribución, tal como se establece en la tabla siguiente: Fuente: RAS 2000

Fuente: RAS 2000

Con base en la información de la tabla adjunta determine: 1. La población de diseño por los tres métodos 2. Los caudales: medio diario, máximo diario y máximo horario según el nivel de complejidad

CLIMA

MUNICIPIO

CENSO O REGISTRO (Habitantes)  AÑO 2005 AÑO 2016