REPUBLICA DE HONDURAS SECRETARIA DE FINANZAS CONSORCIO LATIN CONSULT ENGHENHARIA LTD Y COMPANHIA DE SANEAMIENTO BÁSICO DO ESTADO DE SAO PAULO-SABESP

PROYECTO DE MODERNIZACION DEL SECTOR DE AGUA Y SANEAMIENTO (PROMOSAS)

CONTRATO DE SERVICIOS DE CONSULTORIA SEFIN/UAP-AIF-4335-HO No. 46-2010

ASISTENCIA TECNICA A LOS PRESTADORES DE SERVICIOS DE LOS MUNICIPIOS BENEFICIARIOS DEL PROMOSAS

INFORME MODELACIÓN HIDRÁULICA Y PROPUESTA OPERATIVA DE LA RED PARA EL MUNICIPIO DE VILLANUEVA URBANO

Siguatepeque, Comayagua, Agosto 2013

ÍNDICE DE CONTENIDO 1

ANTECEDENTES ................................................................................................................... 3

2

DESCRIPCIÓN DE LAS INSTALACIONES.............................................................................. 4

2.1

Red primaria y secundaria ............................................................................................ 4

2.2

Barrios de Villanueva Urbano ....................................................................................... 6

2.3

Almacenamiento del Sistema ....................................................................................... 9

2.4

Pozos ............................................................................................................................... 15

3

FUNCIONAMIENTO ACTUAL Y ANÁLISIS DEL SISTEMA .................................................. 18

3.1

Análisis de la Producción ............................................................................................ 18

3.2

Análisis de la Demanda ................................................................................................ 21

4

MODELO Y SECTORIZACION ............................................................................................. 23

4.1

Caracterización de la demanda ................................................................................. 23

4.2

Determinación de la demanda. Simulación ............................................................. 25

4.3

Sectorización ................................................................................................................. 26

4.4

Comportamiento hidráulico ........................................................................................ 31

5

PRESUPUESTO .................................................................................................................... 38

ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1. Tabla 2. Tabla 3. Tabla 4. Tabla 5. Tabla 6. Tabla 7. Tabla 8. Tabla 9. Tabla 10. Tabla 11. Tabla 12. Tabla 13.

Distribución de diámetros ...................................................................................... 6 Superficie y población de los barrios ................................................................... 7 Características tanques del municipio................................................................. 9 Características pozos de Villanueva urbano ..................................................... 15 Producción del municipio de Villanueva urbano .............................................. 19 Características rebombeos de Villanueva Urbano ........................................... 19 Tiempos llenado tanques sin aforo .................................................................... 20 Volumen de agua estimado consumido por la población................................ 22 Curva de modulación horaria Tipo Doméstico.................................................. 23 Curva de modulación horaria Tipo Edifico Público ....................................... 24 Cálculo de volumen de los nuevos tanques .................................................... 29 Comparativa caudales actual&modelo ............................................................ 30 Instalación de válvulas reductoras de presión ............................................... 37

2

1 ANTECEDENTES El presente informe surge dentro del marco del proyecto “ASISTENCIA TÉCNICA A LOS PRESTADORES DE SERVICIOS DE LOS MUNICIPIOS BENEFICIARIOS DEL PROMOSAS” y como una herramienta básica para la posterior operatividad del sistema. Previo a la ejecución del proyecto PROMOSAS en el municipio de Villanueva, tanto la parte rural como la urbana, la gestión y operación del sistema se llevó a cabo de forma independiente. En la actualidad se encuentra formando parte de la Mancomunidad PRESMAN, la cual está integrada por los municipios de Villanueva, Pimienta y San Manuel. Actualmente la operatividad del sistema está formada por varios fontaneros y un supervisor quienes de a través de la experiencia acumulada gestionan los horarios de bombeos así como la manipulación de válvulas.

3

2 DESCRIPCIÓN DE LAS INSTALACIONES

2.1 Red primaria y secundaria En la red de tuberías se aprecia una clara diferencia entre la red primaria y la red secundaria. La red primaria es la encargada de impulsar el agua desde los pozos a los tanques de almacenamiento y está formada por diámetros de 100 y 150 mm. La red secundaria, encargada de distribuir el agua por los diferentes barrios, está formada por diámetros de 75, 50, 25 mm. Se trata de una red fundamentalmente de tipo ramificada, sin embargo existen muchas zonas en que es de tipo mixto, es decir ramificada-mallada En el caso de Villanueva Urbano son numerosas las zonas en las que el agua de los pozos es inyectada directamente a la red, sin pasar por los tanques.

4

Figura 1. Diámetros Villanueva urbano

5

De manera resumida, en la siguiente tabla se muestra cuantificada la longitud de tuberías primaria y secundaria para cada uno de los diferentes diámetros, así como el porcentaje que representan: Diámetro (mm)

Longitud (m)

Porcentaje (%)

25

5,349.68

5.71%

40

1,736.91

1.85%

50

57,036.71

60.89%

75

9,997.58

10.67%

100

11,494.83

12.27%

150

5,113.74

5.46%

200

1,904.14

2.03%

250

114.62

0.12%

300

925.40

0.99%

TOTAL

93,673.61

Tabla 1. Distribución de diámetros

Como muestra la tabla, la longitud total de la red Villanueva urbano es de 93 Km aproximadamente, de los cuales el 60% corresponden a diámetros de 50 mm.

2.2 Barrios de Villanueva Urbano La siguiente tabla muestra los barrios existentes, los km. de tuberías y el número de habitantes aproximado para cada uno de ellos, los cuales se determinaron mediante el catastro de red y catastro de usuarios levantados por la empresa LATINCONSULTSABESP. En la actualidad queda entre un 10-20% de usuarios que por motivos diversos no se pudo catastrar. Barrio

Longitud (m.)

Número habitantes

Tres Rosas

165.18

81

Tegucigalpa

1,556.76

874

Martín Fajardo, San Ramon II, El Pedregal

5,140.62

2014

Suyapa

2,009.55

416 6

San Ramón

2,440.73

994

Res. San Ramon I Etapa

273.14

Orquideas II Etapa

9,624.94

1724

Orquideas I Etapa

5,438.98

1075

Miguel Yanes

3,452.75

918

Manuel Bonilla

3,282.64

526

Llanos de Canada

1,074.80

396

Las Lomas

4,551.42

1467

Las Flores

5,001.21

1933

José Trinidad Cabañas

6,238.93

2017

José C. del Valle

2,111.85

1055

El Obelisco

3,821.60

734

El Centro

2,976.66

177

Colinas de Canadá

1,597.84

835

Col. Villa Sol

3,753.42

385

Col. Independencia

6,121.23

1974

Col. Guadalupe L¾pez

1,503.10

387

Col. Buena Vista

2,293.19

666

Col. 21 de Abril

2,233.80

1209

Brisas de Concepción

808.91

312

Bo. Manuel de Jesus Subirina

4,669.33

370

Bo. La Victoria

8,749.82

2830

Bo. Francisco Morazan

2,230.90

362

TOTAL =

93,423.28

25,731

Tabla 2. Superficie y población de los barrios

En el siguiente gráfico podemos observar la distribución de los barrios en el área urbana de Villanueva:

7

Figura 2. Distribución de barrios en el área urbana de Villanueva

8

2.3 Almacenamiento del Sistema La red de agua potable de la zona Urbana de Villanueva cuenta para su regulación en la actualidad con 11 tanques. A continuación se muestra una tabla descriptiva de las principales características de los mismos:

Tanque

Diámetro

Altura

Orquídeas 1

4.34

4.88

Orquídeas 2

7.08

Orquídeas 3

Capacidad

Cota terreno

Aforo (l/s)

---

---

FUERA OPERACIÓN

6

62,384

187.63

26.24

4.02

6

---

---

FUERA OPERACIÓN

Miguel Yanes Azul

5.30

2.71

15,793

174.97

9.19

Miguel Yanes Blanco

7.33

2.76

30,766

218.85

6.3 ***

Rojo 300.000 gal

11.94

9.85

291,330

134.49

70.10 ***

Blanco 50.000 gal

10.05

2.88

60,350

208.47

21.03 ***

Las Lomas

10.24

2.65

57,650

147.59

21.03 ***

Vivero

5.24

6.56

37,370

117.00

24.72 ***

Ladrillo Vivero

7.01

3

30,578

98.49

31.54 ***

La Victoria

6.72

5.40

---

79.69

FUERA OPERACIÓN

21 Abril

10.41

3.10

69,698

99.10

6.61

Buena Vista

6.72

2.60

24,359

79.81

6.57 ***

Villa Sol

3.80

3.20

9,587

91.24

0.37

TOTAL =

689,865

aprox. (gal)

Tabla 3. Características tanques del municipio

*** Se trata de aforos estimados y se corresponden con el número de horas necesario para el llenado de los tanques, según información aportada por el personal del Prestador.

A continuación se muestran unos esquemas representativos de las tuberías de entrada y salida para cada uno de los tanques así como una imagen de la ubicación geográfica de cada uno de ellos:

9

Figura 3. Esquema Tanque Las Orquídeas

Figura 4. Esquema Tanque Miguel Yanes Azul

Figura 5. Esquema Tanque Miguel Yanes Blanco

10

Figura 6. Esquema Tanque Rojo

Figura 7. Esquema Tanque Blanco

11

Figura 8. Esquema Tanque Las Lomas

Figura 9. Esquema Tanque del Vivero

Figura 10. Esquema Tanque Vivero de ladrillo

12

Figura 11. Esquema Tanque 21 de Abril

Figura 12. Esquema Tanque Buena Vista

Figura 13. Esquema Tanque Villa Sol

13

14

2.4 Pozos La fuente de suministro de agua de la zona de Villanueva urbano es principalmente de origen subterráneo (17 pozos) y también de origen superficial (2 represas) Dado que actualmente el prestador no ha sido provisto de un caudalímetro ultrasónico portátil la empresa Aguas de Siguatepeque prestó su caudalímetro PANAMETRIX para la realización de las mediciones, las cuales fueron llevadas a cabo durante los días 26, 27 y 28 de Agosto Así, las características de los pozos son las siguientes:

Aforo (gpm)

Caudal (l/s)

Potencia CV

Potencia Kw

67.2

4.2

15

11.18

Pozo 21 Abril

---

---

---

---

Pozo Llanos Canadá

192

12.1

25

18.6

Pozo Llanos Canadá 2

96

6.0

25

18.6

Pozo Guadalupe

Observaciones

NO ESTÁ EN USO

*** No se aforo. No se encontraba funcionando

Pozo Victoria

---

---

---

---

Pozo Villa Sol

34

2.10

3

2.24

Pozo Los 3 Reyes

---

---

---

---

NO HAY DATOS

Pozo El Vivero

35

2.21

1.5

1.12

*** No se puedo aforar

Pozo Los Solises

65

4.1

10

7.45

Pozo El Rastro

30

1.9

10

7.45

Pozo Orquídeas 2

---

---

---

---

Pozo La Gran Villa

320

20.2

50

37.25

Pozo Cañeras 1

---

---

---

---

Pozo Cañeras 2

392

24.7

75

55.8

Pozo Cañeras 3

368

23.2

60

44.70

Pozo Cañeras 4

---

---

---

---

Pozo Cañeras 5

395

24.9

150

111.75

Pozo Cañeras 6

368

23.2

100

74.50

NO HAY DATOS

NO ESTÁ EN USO

NO ESTÁ EN USO

Tabla 4. Características pozos de Villanueva urbano

15

*** En los casos que no se ha podido aforar se han utilizado los datos proporcionados por el prestador en el Inventario de Sistemas de bombeos y Tanques de almacenamiento de agua potable. Agua y Saneamiento de Villanueva (ASVI)

16

17

3 FUNCIONAMIENTO ACTUAL Y ANÁLISIS DEL SISTEMA El sistema de funcionamiento actual del abastecimiento de Villanueva Urbano funciona de manera compleja ya que hay pozos que inyectan directamente a la red, tanques que rebombean agua entre sí, también zonas abastecidas de la represa, etc. La manera de gestionar la apertura/cierre de válvulas responde al criterio de fontaneros y valvuleros quienes de la mejor forma posible proceden a la manipulación de válvulas. En algunos casos dichas tareas se realizan de manera diaria, otras veces día de por medio y en algunos casos la misma válvula tiene diferentes horarios de apertura. En el apartado 4.3.- Sectores propuestos se describirá para cada uno de ellos el funcionamiento actual y el funcionamiento tras la sectorización.

3.1 Análisis de la Producción Para un correcto análisis de la producción del sistema se utilizarán los datos de los aforos de la Tabla 4 así como información respecto al número de horas de funcionamiento de cada uno de los pozos proporcionada por el Prestador: La tabla a continuación muestra el volumen total diario extraído por cada uno de los pozos así como de las represas: Horas

Caudal

Vol.extraído

funcionamiento

medido (l/s)

(litros/dia)

Tanque 21 Abril

24 horas

4.2

362,880

Tanque Buena Vista y Tanque 21 Abril Tanque Buena Vista y Tanque 21 Abril

24 horas

12.1

24 horas

6.0

Pozo Victoria

Tanque Villasol + Red

0 horas

3.47

Pozo Villa Sol

Tanque Villa Sol

24 horas

2.10

Pozo Los 3 Reyes

Red

24 horas

---

Pozo El Vivero

Tanque Ladrillo Vivero

24 horas

2.21

Pozo Los Solises

Red

24 horas

4.1

Pozo El Rastro

Red

24 horas

1.9

Origen

Destino

Pozo Guadalupe Pozo Llanos Canadá Pozo Llanos Canadá 2

1045,440 518,400 299,808 181,440 0 190,944 354,240 164,160

18

Pozo Orquídeas 2

Red

24 horas

---

Pozo La Gran Villa

Tanque Vivero

24 horas

20.2

Pozo Cañeras 2

Tanque Rojo

24 horas

24.7

Pozo Cañeras 3

Tanque Rojo

24 horas

23.2

Pozo Cañeras 5

Tanque Rojo

24 horas

24.9

Pozo Cañeras 6

Tanque Rojo

24 horas

23.2

Represa Los Olingos

Red

24 horas

2.1

Represa La Mina 1

Red

24 horas

6.3

Represa La Mina 2

Tanque Blanco Miguel Yanez / Tanque Azul Miguel Yanez

24 horas

3.0 TOTAL =

0 1745,280 2134,080 2004,480 2151,360 2004,480 181,440 544,320 259,200 14.141.952

Tabla 5. Producción del municipio de Villanueva urbano

Tal y como se puede observar el volumen total producido es de 14.141.952 litros. Hubo 2 pozos en los que no fue posible hacer el aforo, de forma que estimaremos una producción total de 15.000.000 litros aproximadamente.

Además de los aforos de los pozos y represas también se tomaron mediciones en los 2 rebombeos existentes: Origen

Destino

Caudal medido (l/s)

Observaciones

Tanque Rojo

Tanque Blanco

13.5

Rebombeo

Tanque Vivero

Tanque de las Orquídeas 2

20.2

Rebombeo

Tabla 6. Características rebombeos de Villanueva Urbano

19

Como datos de referencia para el posterior análisis del modelo, el personal del prestador informó de los tiempos aproximados de llenado de los tanques. Se consideran datos variables ya que dependen de las condiciones de operación del sistema, las cuales varían frecuentemente según las necesidades: Tanque

Tiempo llenado (min)

Tanque Rojo

270

Tanque Blanco

150

Tanque del Vivero

150

Tanque de Ladrillo

0

Tanque las Lomas

180

Tanque Buena Vista

240

Tanque Miguel Yanes Blanco

300

Tabla 7. Tiempos llenado tanques sin aforo

20

3.2 Análisis de la Demanda Los consumos de agua para un sistema de distribución juegan un papel fundamental a la hora de determinar el comportamiento del sistema. Para la determinación del

consumo generalmente se parte de las facturaciones

emitidas por el Prestador del servicio. En el caso del municipio de Villanueva y dado que no existe micro medición se hará una estimación de la demanda teniendo en cuenta el catastro de usuarios levantado por la empresa LATINCONSULT-SABESP, cuyo modelo de datos incluye un campo que se corresponde con el número de personas que habitan la casa. Dicha estimación considerará un consumo de 300 litros por persona y día, el cual además será ponderado con los siguientes coeficientes: -

1,15%.- Posibles usuarios no catastrados

-

1,15%.- Fugas en las redes

La tabla a continuación muestra el volumen diario consumido por cada una de las zonas de los subsistemas de Villanueva Urbano:

Barrio

Número habitantes

Consumo (litros)

Tres Rosas

81

31,590

Tegucigalpa

874

340,860

Martín Fajardo, San Ramón II, El Pedregal

2014

Suyapa

416

162,240

San Ramón

994

387,660

Orquídeas II Etapa

1724

672,360

Orquídeas I Etapa

1075

419,250

Miguel Yanes

918

358,020

Manuel Bonilla

526

205,140

Llanos de Canadá

396

154,440

Las Lomas

1467

572,130

Las Flores

1933

753,870

785,460

21

José Trinidad Cabañas

2017

786,630

José C. del Valle

1055

411,450

El Obelisco

734

286,260

El Centro

177

69,030

Colinas de Canadá

835

325,650

Col. Villa Sol

385

150,150

Col. Independencia

1974

769,860

Col. Guadalupe L¾pez

387

150,930

Col. Buena Vista

666

259,740

Col. 21 de Abril

1209

471,510

Brisas de Concepción

312

121,680

Bo. Manuel de Jesus Subirina

370

144,300

Bo. La Victoria

2830

1103,700

Bo. Francisco Morazán

362

141,180

TOTAL =

25,731

10,035.090

Tabla 8. Volumen de agua estimado consumido por la población

Así, se puede observar como el consumo total estimado del municipio de Villanueva es de 10,035,090 litros, mientras que la producción es de 15,000,000 litros aproximadamente. Esto nos indica que el volumen de agua producido SI es suficiente para abastecer a la población. El volumen de agua almacenado es inferior al criterio establecido por la Norma, el cual nos indica que el volumen total de almacenamiento será al menos un 35% del consumo medio diario. Para el caso del abastecimiento de Villanueva, el volumen mínimo almacenado según Normativa vigente aplicación debiera de ser 3,512,281 litros (927.800 galones). Según la tabla N°3 el volumen de almacenamiento actual es de 2,611,552 litros (689,865 galones) de manera que se tiene un déficit de almacenamiento de 900,728 litros (240.000 galones aprox.) Para los cálculos no han sido tenidos en cuenta los tanques de Orquídeas 1 y Orquídeas 3 ya que no están en funcionamiento y tampoco el Tanque de la Victoria por no proporcionar presiones necesarias para el abastecimiento de la zona. 22

4 MODELO Y SECTORIZACION 4.1 Caracterización de la demanda Para el caso del municipio de Villanueva, casi el 100%

de la demanda se va a

considerar de tipo doméstico con un consumo continuado durante el período de la simulación, que será de 24 horas, a excepción de escuelas, institutos, kínder, etc. que serán categorizados como tipo edificio público: Tipo doméstico Dado que el consumo a lo largo del día no es el mismo, se utilizará la siguiente curva de modulación horaria: Período Coeficiente

Período

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

0.65 0.60 0.60 0.70 0.70 0.70 0.8 1.20 1.20 0.70 0.70 1.30

12

Coeficiente 1.30

13

14

15

16

17

1.40 1.20 1.10 0.70 0.70

18

19

0.8

1.3

20

21

1.30 1.20

22

23

0.80

0.7

Tabla 9. Curva de modulación horaria Tipo Doméstico

Figura 14. Curva modulación horaria

En la gráfica puede observarse como el coeficiente punta asignado es de 1,4 y el valle de 0,6.

23

Tipo edificio público Este tipo de demanda será aplicada para los colegios, municipalidad, iglesias, usuarios o valores del catastro superiores a 30 personas. etc. Es importante considerar este tipo de consumos, ya que son consumos altos, debido al alto número de personas que lo integran, durante un período determinado el cual se considerará a efectos de simulación entre 6 am – 2 pm

La curva de modulación que se empleará será la siguiente: Período Coeficiente

Período

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50

12

Coeficiente 1.50

13

14

15

16

17

1.50 0.00 0.00 0.00 0.00

18

19

20

21

0.00 0.00 0.00 0.00

22

23

0.00 0.00

Tabla 10. Curva de modulación horaria Tipo Edifico Público

Figura 15. Curva modulación horaria Tipo Edificio Público

En el caso de Villanueva urbano y por el catastro levantado no se han obtenido edificios con alto número de personas, de manera que no ha sido necesario aplicar a ningún nudo este tipo de consumo.

24

4.2 Determinación de la demanda. Simulación Tal y como se menciona en el Apartado 3.1 para el cálculo de la demanda se ha tenido en cuenta el catastro de usuarios del municipio de Villanueva Urbano y una estimación del consumo medio por habitante/día. La metodología empleada fue mediante la elaboración de polígonos de Thiessen a partir de los nudos del modelo de EPANET. Posteriormente se hizo un recuento del número de personas integradas en cada polígono y se multiplicó por el consumo medio estimado por habitante y día. De esta forma ya tenemos el consumo total en litros para cada uno de los nodos del modelo, de manera que si lo dividimos entre los 86.400 segundos que tiene un día obtenemos la demanda por nudo, en litros/segundo (l/s). -

Escenario

1.-

Se

considera

la

demanda

supuesta

actual,

de

300

litros/persona/dia -

Escenario 2.- Se considera un aumento de la población a futuro, por lo que se incrementa la demanda en cada nudo un 20%.

25

4.3 Sectorización La sectorización de una red de abastecimiento es un proceso cuyo diseño no tiene solución única. Existen numerosos criterios para establecer los límites de los sectores en función del tipo de red en que nos encontremos y según la topografía del terreno, tipo de abonados, distribución de la red de transporte, etc. Todas estas variables hacen que dicho proceso de división de la red en sectores se haya de llevar a cabo con gran delicadeza. Debido al número de variables existentes en el diseño, normalmente la sectorización definitiva no es obtenida de manera directa, sino que se trata de un proceso que inicia con el diseño de los sectores y finaliza con la implementación de los elementos necesarios que permitan la sectorización, tales como válvulas, caudalímetros, nuevos tramos de tubería, etc. Actualmente la red de Villanueva urbano está funcionando sin un estricto control de manera que en muchos de los casos el agua proveniente de diferentes tanques se mezcla dentro de la red, también se inyecta el agua que viene de las represas, hay intercambio entre tanques bien por gravedad bien mediante rebombeos, etc. Por todo esto no se tiene un control del origen de la misma. Tras analizar el sistema actual de funcionamiento se propone hacer algunos cambios con el fin de tener un mayor control de la red y un aumento del número de horas de servicio.

Propuesta sectorización A continuación se muestra una figura de los macro sectores propuestos y los nuevos tanques a construir:

26

27

Tal y como se observa en la anterior figura se han diseñado 7 macrosectores, teniendo en cuenta las condiciones del terreno así como las fuentes de abastecimiento de agua: represas, pozos o tanques: -

Macrosector Tanque Rojo

-

Macrosector Tanque Orquídeas. Sector zona de la represa y Sector zona pozo

-

Macrosector Tanque Blanco.- Sector barrio Brisas de la Concepción y Sector que comprende los barrios de San Ramón, Las Lomas, Miguel Yanes.

-

Macrosector Tanque El Vivero

-

Macrosector Victoria.

-

Macrosector Tanque 21 Abril y Tanque Buena Vista

-

Macrosector Villasol

En el Macrosector Tanque Blanco el origen del agua proviene de las represa de los Olingos, represa de la Mina 2 y Pozos de las Cañeras. El agua de los pozos llega al Tanque Rojo, una parte es distribuida a la red y otra parte es rebombeada al Tanque Blanco (pues está a mayor altura). El agua de las represas no es sometida a ningún tratamiento lo cual tiene las siguientes consecuencias: -

Las tuberías que tienen se conectan directamente a esta agua tienen incrustaciones importantes que reducen el diámetro de paso y generan altas pérdidas.

-

Los tanques Miguel Yanez (Tanque azul y tanque blanco) tienen importantes depósitos de tierra y arena por lo que temporalmente se lleva a cabo una limpieza de los mismos.

El Macrosector Victoria tras la sectorización continuará funcionando mediante inyección directa. En la actualidad en depósito está en desuso ya que no proporciona la presión suficiente para abastecer al total de usuarios.

28

En la modelación se han incluido 3 válvulas limitadoras de caudal para simular el caudal aportado por las represas. Se ha supuesto un caudal igual al aforo: -

La Mina 1.- 6.3 l/s

-

La Mina 2.- 3.0 l/s

-

Los Olingos.- 2.1 l/s

El volumen considerado para los nuevos tanques corresponde con un mínimo equivalente al 35% de la demanda de la población abastecida,

según Normativa

Nacional. La tabla siguiente muestra el cálculo de los nuevos tanques en los macrosectores propuestos: MACRO SECTOR

N° personas

Tanque Rojo

8,419

Orquídeas

3,070

Tanque Blanco

6,415

El Vivero

722

Vol. Consumido (gal) 229,116

Vol. Tanque Actual (gal) 291,330

Vol. Mínimo Norma (gal) 80,191

316,277

62,384

110,697

660,886

164,559

231,310

74,382

30,578

26,034

Déficit -12,240

21 Abril / Buena Vista

3,799

Villasol

450

391,980 46,360

94,057 9,587

---

- 48,313

50,000

-66,751

70,000

44,544

Inyección directa a red

Victoria

NUEVO TANQUE (gal)

-----

136,983

-42,926

16,226

-6,639

45,000 10,000 175,000

Tabla 11. Cálculo de volumen de los nuevos tanques

En lo que respecta a los bombeos, según el Informe de Morales sólo te tiene información de los siguientes pozos, los cuales funcionan de manera adecuada: -

Pozo Cañeras 2, Cañeras, 3, Pozo Cañeras 5, Cañeras 6.- Todos ellos con rendimientos próximos al 100%.

Para el resto de los pozos se propone un estudio del funcionamiento de los mismos, pozos de las Cañeras. 29

En la tabla siguiente se muestra una comparación entre el caudal aforado en la actualidad y el caudal según el modelo matemático en la salida de los pozos: Caudal actual

Caudal

(l/s)

EPANET (l/s)

Pozo Guadalupe

4.2

8.1

Pozo Llanos Canadá

12.1

Pozo Llanos Canadá 2

6.0

Pozo Villa Sol

2.10

2.10

Pozo La Gran Villa

20.2

19.5

Pozos Cañerass

96.0

96.0

Represa Los Olingos

2.1

2.1

Represa La Mina 1

6.3

6.3

Represa La Mina 2

3.0

3.0

Pozo

16.1

Tabla 12. Comparativa caudales actual&modelo

En la tabla se observa que la capacidad del pozo Guadalupe no es suficiente, de manera que se plantea la perforación de un nuevo pozo. A continuación se muestra un listado de las principales actuaciones necesarias para la sectorización de la red, las cuales serán descritas con mayor detalle en el Anexo 1. -

Construcción de nuevo tanque en Macrosector Orquídeas con capacidad de 50.000 galones.

-

Construcción de nuevo tanque en Macrosector Tanque Blanco con capacidad de 70.000 galones

-

Construcción de nuevo tanque en Macrosector 21 Abril/BuenaVista con capacidad de 45.000 galones

-

Construcción de nuevo tanque en Macrosector Villasol con capacidad de 10.000 galones

-

Perforación de pozo Nuevo Bella Vista

30

4.4 Comportamiento hidráulico El presente apartado tiene como objetivo analizar el comportamiento hidráulico del sistema para la propuesta de sectorización anteriormente descrita. Se trata de una red formada por 8 macrosectores, la cual se analizará de manera conjunta. La hora elegida para el análisis son las 12.00 am por ser la hora de mayor consumo.

Análisis de las pérdidas de carga

Figura 16. Pérdidas de carga unitarias

La gráfica anterior muestra las pérdidas unitarias. Se aprecia como en la mayoría de las tuberías se mantiene una pérdida inferior a 1 m/km. También existen tramos con pérdidas superiores a los 30 m/km. Es importante tenerlos localizados ya que constituyen “cuellos de botella” en la red, de manera que ante un aumento de la demanda las pérdidas de estos tramos aumentarán considerablemente pudiendo originar zonas con presiones insuficientes y por tanto una disminución de la calidad del servicio. Es conveniente diferenciar las pérdidas de carga originadas en las tuberías de transporte y en las tuberías de distribución, ya que los límites que se consideran 31

como admisibles varían entre ellas. Para el caso de las tuberías de distribución, el límite se encuentra en 1-2 m/km, mientras que para las de transporte se admiten pérdidas de 5-30 m/km, dependiendo del diámetro de dichas tuberías. Otra forma de observar las pérdidas unitarias del sistema es mediante la curva de distribución. Podemos observar como alrededor del 70% de las líneas tienen pérdidas de carga inferiores a los 5m/Km. Se trata de un índice relativamente bajo, lo cual indica que la capacidad de transporte del sistema es buena.

Figura 17. Distribución de pérdidas de carga

Análisis de los caudales circulantes Otra de las variables a analizar cuando se pretende proporcionar un diagnóstico del funcionamiento de la red es el caudal circulante por las principales arterias del sistema, y más en concreto de la distribución espacial de dichos caudales y su trayectoria. De este modo quedará de manifiesto qué tuberías son las que transportan mayor cantidad de agua y cuáles son los principales caminos que recorre el agua a lo largo del sistema.

32

Figura 18. Caudales circulantes en la red de Villanueva rural

En la imagen se puede observar como la mayor parte de los caudales se encuentra entre 1 – 5 l/s. En general se trata de caudales bajos. Si observamos el gráfico de distribución de caudales en la hora de mayor consumo comprobamos que el 90% de los caudales circulantes es inferior a 5 l/s.

Figura 19. Distribución de caudales

33

Análisis de velocidades Tras el análisis del modelo para la sectorización de Villanueva urbano, se muestran las velocidades en las tuberías para la hora de mayor demanda:

Figura 20. Velocidades en las tuberías de Villanueva urbano

A la vista de los resultados se puede observar como en muchos

tramos las

velocidades son bastante bajas, inferiores a 0.1 m/s. Esto se debe principalmente a que se trata de tramos finales de tuberías con poco consumo. En la mayor parte de la red la velocidad se encuentra en valores aceptables para tuberías de distribución, es decir entre los 0.1-2 m/s. Así, la curva de distribución indica que el 70% de las tuberías de la red tienen velocidades inferiores a 0.5 m/s.

34

Figura 21. Distribución de velocidades

Sólo para el caso de tuberías de impulsión o transporte se admiten valores superiores a los 2 m/s. Habrá que tener en cuenta que estas altas velocidades son las que nos originarán altas pérdidas de carga. En definitiva, las velocidades obtenidas a partir del modelo son aceptables, llegando a ser bajas en algunas tuberías ramificadas. En estos casos, lo que ocurre es que el extremo de la tubería tiene un bajo consumo asignado.

Análisis de presiones Por último, aunque no menos importante, otra de las variables principales a analizar cuando se pretende proporcionar un diagnóstico del funcionamiento de la red es el nivel de presiones. En este caso, va a estar fuertemente ligado a la orografía del terreno, de manera que a medida que disminuye la cota del terreno los nudos de la red estarán sometidos a mayores presiones. Esto se debe a que son las zonas más bajas y puesto que el agua transportada

por gravedad desde los depósitos de

regulación, entonces alcanzará los mayores valores. La siguiente gráfica se corresponde con el mapa de presiones de la red de distribución de Villanueva urbano:

35

Figura 22. Presiones en la red de Villanueva urbano

Al analizar la distribución de presiones en la red, se puede afirmar que el sistema de Villanueva urbano presenta niveles de presión considerables siendo en la mayor parte de los puntos superior a 20 mca, y en varias colonias superior a 60 mca. Esto es debido a la orografía de la zona y a la ubicación de los tanques en los puntos más altos del municipio. En la siguiente imagen se muestra, el gráfico de presiones para la hora de menor consumo. Es en este momento cuando mayores presiones tendrá el sistema de manera que se podrá determinar la necesidad de instalación de válvulas reductoras de presión.

36

Figura 23. Presiones hora menor consumo en la red de Villanueva

En las zonas cuyas presiones son superiores a los 60 mca se propone la instalación de una válvula reductora de presión para evitar excesos de presión que provocarían roturas en las tuberías. El inconveniente de la instalación es el elevado costo de las mismas y la supuesta falta de mantenimiento que tendrán en el futuro, ya que el Prestador no tiene el personal cualificado para el mantenimiento de este tipo de accesorios. No obstante, a continuación se muestra listado de las válvulas propuestas. Para más detalle, en Anexo 1.- Acciones para implementación de sectores se especifica el lugar de instalación de las mismas:

Macrosector

N° Unidades

Victoria

1

Tanque Blanco

2

Orquídeas

2

Tanque Rojo

3

Tabla 13. Instalación de válvulas reductoras de presión

37

5 PRESUPUESTO

A continuación se muestra el presupuesto de las obras a realizar para la correcta la implementación de la sectorización propuesta:

INTERVENCIONES VILLANUEVA URBANO ITEM

CONCEPTO

UNIDAD CANTIDAD

P.U.

TOTAL

MACROSECTOR ZONA 21 DE ABRIL/BUENA VISTA 1 2 3 4

CONSTRUCCION DE TANQUE 45, 000 Gal. EXCAVACION MATERIAL TIPO I DESINSTALACION DE TUBERIA PVC 6" PERFORACION DE POZO, EN SUSTITUCION DEL POZO GUADALUPE

GLOBAL Mᶾ UNIDAD

1.00 $ 32,400.00 $ 2.66 $ 10.34 $ 2.00 $ 73.50 $

32,400.00 27.50 147.00

GLOBAL

1.00 $ 25,000.00

$

25,000.00

SUBTOTAL

$

57,574.50

6,706.81

$

6,706.81

SUBTOTAL

$

6,706.81 146.71

MACROSECTOR TANQUE LA VICTORIA 1

SUMINISTRO E INSTALACION DE VALVULA REDUCTORA DE PRESION DE 6"

UNIDAD

1.00 $

MACROSECTOR TANQUE VILLASOL 1

EXCAVACION MATERIAL TIPO I

Mᶾ

14.19

$

10.34 $

2

CAMA DE MATERIAL SELECTO COMPACTADO e=10 cm (ACARREO INCLUIDO)

Mᶾ

1.21

$

18.49

$

22.38

RELLENO COMPACTADO CON MATERIAL CERNIDO DE SITIO RELLENO COMPACTADO CON MATERIAL DE SITIO BOTADO DE MATERIAL EXCEDENTE DE LA EXCAVACION DESINSTALACION DE TUBERIA PVC 2" SUMINISTRO E INSTALACION DE TUBERIA PVC SDR-26 4" CONSTRUCCION DE TANQUE 10, 000 Gal.

Mᶾ

4.73 $

3.40

$

16.08

Mᶾ

4.65 $

1.89

$

8.80

Mᶾ

4.80 $

4.51

$

21.65

UNIDAD

2.00

$

14.17

$

28.33

20.33

$

12.02 $

244.34

3 4 5 6 7 8

ML GLOBAL

1.00 $

7,200.00 SUBTOTAL

$ $

7,200.00 7,688.29

MACROSECTOR TANQUE ORQUIDEAS 38

1 2 3 4 5

EXCAVACION MATERIAL TIPO I SUMINISTRO E INSTALACION DE VALVULA REDUCTORA DE PRESION DE 4" CONSTRUCCION DE TANQUE DE 50, 000 Gal. DESINSTALACION TUBERIA PVC 1 1/2" DESINSTALACION DE EQUIPO DE BOMBEO EN POZO ORQUIDEAS 2

Mᶾ

2.00

$

10.34

$

20.68

UNIDAD

2.00 $

4,837.77

$

9,675.54

GLOBAL UNIDAD

1.00 $ 36,000.00 2.00 $ 14.17

$ $

36,000.00 28.33

GLOBAL

1.00 $

3,500.00

$

28.33

SUBTOTAL

$

45,752.88 551.17

MACROSECTOR TANQUE BLANCO 1

EXCAVACION MATERIAL TIPO I

Mᶾ

53.31

$

10.34 $

2

CAMA DE MATERIAL SELECTO COMPACTADO e=10 cm (ACARREO INCLUIDO)

Mᶾ

5.13

$

18.49

$

94.88

RELLENO COMPACTADO CON MATERIAL CERNIDO DE SITIO RELLENO COMPACTADO CON MATERIAL DE SITIO BOTADO DE MATERIAL EXCEDENTE DE LA EXCAVACION SUMINISTRO E INSTALACION DE TUBERIA PVC SDR-26 3" DESINSTALACION TUBERIA PVC 2" DESINSTALACION TUBERIA PVC 3" CONSTRUCCION DE TANQUE 70, 000 Gal. SUMINISTRO E INSTALACION DE VALVULA REDUCTORA DE PRESION DE 3" SUMINISTRO E INSTALACION DE VALVULA REDUCTORA DE PRESION DE 4" ESTUDIO DE LA PRODUCCION Y EL SISTEMA DE REBOMBEO DEL TANQUE ROJO AL TANQUE BLANCO.

Mᶾ

18.92 $

3.40

$

64.33

Mᶾ

26.87 $

1.89

$

50.82

Mᶾ

7.52 $

4.51

$

33.92

ML

85.52 $

7.48 $

639.54

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

UNIDAD UNIDAD GLOBAL

7.00 $ 14.17 2.00 $ 15.05 1.00 $ 50,400.00

$ $ $

99.17 30.09 50,400.00

UNIDAD

1.00 $

4,246.02

$

4,246.02

UNIDAD

1.00 $

4,868.50

$

4,868.50

GLOBAL

1.00 $

3,000.00

$

3,000.00

SUBTOTAL

$

64,078.43

MACROSECTOR TANQUE ROJO 1

DEMOLICION Y REPARACION DE CONCRETO HIDRAULICO

M²

1.00

$

70.22

$

70.22

2

EXCAVACION MATERIAL TIPO I

Mᶾ

348.01

$

10.34

$

3,598.07

3

CAMA DE MATERIAL SELECTO COMPACTADO e=10 cm (ACARREO INCLUIDO)

Mᶾ

34.80

$

18.49 $

643.62

RELLENO COMPACTADO CON MATERIAL CERNIDO DE SITIO RELLENO COMPACTADO CON MATERIAL DE SITIO BOTADO DE MATERIAL EXCEDENTE DE LA EXCAVACION

Mᶾ

134.97 $

3.40 $

458.90

Mᶾ

173.42 $

1.89 $

328.01

Mᶾ

39.61 $

4.51 $

178.67

4 5 6

39

7 8 9 10 11

SUMINISTRO E INSTALACION DE TUBERIA PVC SDR-26 4" RECONEXIONES DOMICILIARIAS DESDE TUBO PVC SDR- 26 4" DESINSTALACION TUBO PVC 4" SUMINISTRO E INSTALACION DE VALVULA REDUCTORA DE PRESION DE 6" SUMINISTRO E INSTALACION DE VALVULA REDUCTORA DE PRESION DE 2"

ML

580.02

$

12.02

$

6,971.09

UNIDAD

53.00

$

20.69

$

1,096.79

UNIDAD

1.00

$

16.77

$

16.77

UNIDAD

2.00 $

6,706.81

$

13,413.61

UNIDAD

1.00 $

4,012.81

$

4,012.81

SUBTOTAL

$

30,788.56

MACROSECTOR TANQUE VIVERO 1 2 3

DEMOLICION Y REPARACION DE CONCRETO HIDRAULICO DESINSTALACION TUBO PVC 4" DESINSTALACION TUBO PVC 3"

M²

1.00

$

70.22

$

70.22

UNIDAD UNIDAD

4.00 1.00

$ $

16.77 $ 15.05 $ SUBTOTAL $

67.06 15.05 152.32

MEDICION 1 2 3 4 5 6 7

SUMINISTRO E INSTALACION DE MICRO MEDIDORES DE 1/2" SUMINISTRO E INSTALACION DE CAUDALIMETRO DE 1 1/2" SUMINISTRO E INSTALACION DE CAUDALIMETRO DE 2" SUMINISTRO E INSTALACION DE CAUDALIMETRO DE 3" SUMINISTRO E INSTALACION DE CAUDALIMETRO DE 4" SUMINISTRO E INSTALACION DE CAUDALIMETRO DE 6" SUMINISTRO E INSTALACION DE CAUDALIMETRO DE 8"

UNIDAD

2500.00 $

UNIDAD

2.00 $

2,050.90 $

4,101.80

UNIDAD

1.00 $

4,090.91 $

4,090.91

UNIDAD

5.00 $

4,258.32

UNIDAD

8.00 $

4,553.54

UNIDAD

4.00 $

6,095.05

UNIDAD

2.00 $

116.44

$ 291,111.46

$

21,291.61

$

36,428.29

$

24,380.18

9,124.63 $

18,249.26

SUBTOTAL $ 399,653.52

Represa los Olingos y Mina #1 y #2 1 1 1

CONSTRUCCION DE DESARENADOR PARA REPRESA LA MINAS 6.3 L/S CONSTRUCCION DE DESARENADOR PARA REPRESA LA MINA #2 3.0 L/S CONSTRUCCION DE DESARENADOR PARA REPRESA LOS OLINGOS 2.0 L/S

GLOBAL

1.00 $

5,000.00 $

5,000.00

GLOBAL

1.00 $

4,000.00 $

4,000.00

GLOBAL

1.00 $

3,500.00 $

3,500.00

SUBTOTAL $

12,500.00

4.78 $ 2.93 $ SUB-TOTAL $

4,015.80 2,464.33 6,480.13

Prueba y Desinfección de Tubería 1 2

PRUEBA HIDROSTATICA DESINFECCION DE TUBERIA

ML ML

840.33 $ 840.33 $

INTERVENCIONES EN POZO 40

1

CONSTRUCCION DE POZO, PARA SUSTITUIR EL QUE TENGA MAYOR CONCENTRACION DE ARSENICO (SU UBICACIÓN SE DETERMINARA CUANDO SE TENGA LOS RESULTADOS DE LOS ANALISIS DE LABORATORIO SOLICITADOS A PROMOSAS)

GLOBAL

1.00 $ 25,000.00 $

25,000.00

GLOBAL

1.00 $

879.91

$

879.91

GLOBAL

1.00 $

879.91

$

879.91

GLOBAL

1.00 $

879.91

$

879.91

GLOBAL

1.00 $

879.91

$

879.91

GLOBAL

1.00 $

879.91

$

879.91

GLOBAL

1.00 $

879.91

$

879.91

GLOBAL

1.00 $

POZO LA GRAN VILLA 1

REVISION DEL CONJUNTO BOMBA-MOTOR

POZO LLANOS DE CANADA #1 1

REVISION DEL CONJUNTO BOMBA-MOTOR

POZO LLANOS DE CANADA #2 1

REVISION DEL CONJUNTO BOMBA-MOTOR

POZO LA VICTORIA 1

REVISION DEL CONJUNTO BOMBA-MOTOR

POZO GUADALUPE 1

REVISION DEL CONJUNTO BOMBA-MOTOR

POZO LOS TRES REYES 1

REVISION DEL CONJUNTO BOMBA-MOTOR

POZO VILLA SOL 1

REVISION DEL CONJUNTO BOMBA-MOTOR

879.91 $ 879.91 SUBTOTAL $ 31,159.35 TOTAL $ 662,534.80

41

ANEXO 1.ACCIONES PARA IMPLEMENTACIÓN DE SECTORES

42

1.- Macrosector Zona 21 Abril / Buena Vista 1.1.- Poner tapones en tubería que conecta ambos tanques

1.2.- Perforación pozo nuevo o sustitución bomba Pozo Guadalupe, para pasar de los 4 l/s de la actualidad a los 8 l/s.

1.3.- Tanque Nuevo 21 de Abril de 45.000 galones

2.- Macrosector Tanque Victoria 2.1.- Instalación de válvula reductora de presión de 6” (tarado = 20 mca)

43

Este macrosector se deja tal y como está, es decir sin utilizar el Tanque Victoria y abasteciendo el macrosector mediante la inyección directa desde el pozo de 3 Reyes.

3.- Macrosector Tanque Villasol 3.1.- Tapones aislar sectores 3.2.- Conectar tubería de 4” con entrada Tanque Villasol

3.3.- Construcción de nuevo Tanque de 10.000 galones.

4.- Macrosector Tanque Orquídeas 4.1.- Tapón para aislar sectores

44

4.2.- Suprimir Pozo Orquídeas 2 ya que funciona mediante inyección directa a la red 4.3.- Instalación de válvulas reductoras de presión de 4” (tarado = 20 mca)

4.4.- Construcción Tanque Nuevo de 50.000 galones

45

5.- Macrosector Tanque Blanco 5.1.- Tapón para evitar que venga agua del Tanque Miguel Yanez

5.2.- Tapones (x 8) para independizar sectores (7 unidades de 2” y 1 de 3”)

5.3.- Eliminar Pozo el Rastro. Bypassear tubería de 3” hacía la de 2”.

46

5.4.- Construcción de Nuevo tanque Blanco de 70.000 galones. 5.5-. Válvula reductora de presión de 3” (tarado = 20 mca)

5.6.- Instalación válvula reductora de presión de 4” (tarado = 20 mca)

5.8.- Analizar el rebombeo del Tanque Rojo al Tanque Blanco, para que tenga un caudal aproximado de bombeo de 30 l/s.

47

6.- Macrosector Tanque Rojo 6.1.- Reforzar tuberías de 2” a 4” 6.2.- Anular Pozo Los Solises

6.3.- Instalación de válvula reductora de presión de 6” (tarado = 20 mca)

48

6.4.- Instalación válvula reductora presión de 6 “ (tarado = 20 mca)

6.5.- Instalación de válvula reductora de presión de 2” (tarado=20 mca)

49

7.- Macrosector Tanque Vivero 7.1.- Tapones para evitar que el agua pase a otros sectores

8.- Represa de Los Olingos, La Mina 1 y La Mina 2 Se diseñaran y construirán desarenadores en cada una de las obras de toma para evitar la sedimentación de tierras y arenas en tuberías y Tanques.

9.- Revisión de pozos Para obtener un mayor rendimiento de los pozos y adecuar la instalación a las necesidades de la sectorización es necesario llevar a cabo una revisión del conjunto bomba-motor y limpieza de rejillas en los siguientes pozos: -

Pozo Guadalupe

-

Pozo Llanos Canadá 1 50

-

Pozo Llanos Canadá 2

-

Pozo Victoria

-

Pozo Villasol

-

Pozo 3 Reyes

-

Pozo La Gran Villa

51