DIAGNÓSTICO DEL AGUA POTABLE EN EL MUNICIPIO DE SILVANIA, PLANTEANDO SOLUCIONES Y ALTERNATIVAS EN ACUEDUCTOS AUTO SOSTENIBLES ÁLVARO FELIPE SOSA CABALLERO UNIVERSIDAD SANTO TOMÁS FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ D.C 2016 DIAGNÓSTICO DEL AGUA POTABLE EN EL MUNICIPIO DE SILVANIA, PLANTEANDO SOLUCIONES Y ALTERNATIVAS EN ACUEDUCTOS AUTO SOSTENIBLES ÁLVARO FELIPE SOSA CABALLERO Trabajo de Grado para obtener al título de Ingeniero Civil Oscar Baquero Ángel Director UNIVERSIDAD SANTO TOMÁS FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ D.C 2016 2 CONTENIDO Pág. RESUMEN ............................................................................................................. 12 ABSTRACT ............................................................................................................ 13 INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 14 1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .............................................................. 15 1.1 PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN ........................................................... 16 1.2 JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO .......................................................... 16 1.3 OBJETIVOS .............................................................................................. 18 1.3.1 General .............................................................................................. 18 1.3.2 Específicos ......................................................................................... 18 2 MARCOS DE REFERENCIA ........................................................................... 19 2.1 ANTECEDENTES INVESTIGATIVOS ...................................................... 19 2.1.1 Servicios de agua potable y saneamiento en Guatemala: beneficios potenciales y determinantes de éxito ............................................................... 19 2.1.2 Retos a futuro en el sector de acueducto y alcantarillado en Colombia . ........................................................................................................... 20 2.1.3 El agua potable y el saneamiento básico en los planes de desarrollo: El estado del agua, el alcantarillado y los residuos sólidos en los municipios . 21 2.1.4 Estudios y diseños de acueducto y saneamiento básico en los municipios del departamento de Caldas zona 2 .............................................. 22 2.2 MARCO TEÓRICO ................................................................................... 22 2.2.1 Servicio público del agua ................................................................... 22 2.2.2 Oxidantes mixtos (MIOX) ................................................................... 24 2.2.3 Agua potable ...................................................................................... 25 2.2.4 Oxidación química .............................................................................. 29 2.3 MARCO LEGAL ........................................................................................ 30 2.3.1 Documento Conpes 3810 ................................................................... 30 2.3.2 Ley 142 de 1994................................................................................. 30 3 2.3.3 Ley 1176 de 2007............................................................................... 31 2.3.4 Decreto 1575 de 2007 ........................................................................ 31 2.3.5 Resolución 2115 de 2007 ................................................................... 35 3 CONTEXTUALIZACIÓN .................................................................................. 37 3.1 MUNICIPIO DE SILVANIA ........................................................................ 37 4 MARCO METODOLÓGICO ............................................................................. 42 4.1 TIPO DE INVESTIGACIÓN ...................................................................... 42 4.2 VARIABLES .............................................................................................. 42 4.3 PROCEDIMIENTO ................................................................................... 43 4.4 POBLACIÓN OBJETIVO .......................................................................... 43 4.5 ALCANCE ................................................................................................. 44 4.6 CUADRO METODOLÓGICO .................................................................... 44 5 SITUACIÓN ACTUAL DEL ACUEDUCTO DE SUBIA NORTE ........................ 46 5.1 ANÁLISIS LEGAL ..................................................................................... 46 5.1.1 Registro .............................................................................................. 46 5.1.2 Representación .................................................................................. 46 5.2 ANALISIS COMERCIAL ........................................................................... 46 5.2.1 Número de usuarios. .......................................................................... 46 5.2.2 Inventarios para la prestación del servicio ......................................... 46 5.2.3 Aplicación de contratos de condiciones uniformes ............................. 47 5.2.4 Aplicación de la estratificación socio económica ................................ 47 5.2.5 Existencia y aplicación de estudios de costos y tarifas ...................... 47 5.2.6 Estimación de usuarios potenciales ................................................... 47 5.2.7 Estimación suscriptores clandestinos ................................................. 47 5.2.8 Análisis de los procedimientos aplicados en la facturación y recaudo ... ........................................................................................................... 47 5.2.9 Registro de volúmenes producidos .................................................... 47 5.2.10 Registro de volúmenes facturados ..................................................... 47 5.2.11 Indicadores de gestión ....................................................................... 47 5.2.12 Indicadores comerciales ..................................................................... 47 4 5.2.13 Análisis de cartera .............................................................................. 48 5.2.14 Equilibrio entre subsidios y contribuciones ......................................... 48 5.2.15 Micro medición ................................................................................... 48 5.2.16 Macro medición .................................................................................. 48 5.3 ANALISIS FINANCIERO ........................................................................... 48 5.3.1 Activos ................................................................................................ 48 5.3.2 Análisis de costos ............................................................................... 48 5.3.3 Análisis de ingresos ........................................................................... 48 5.3.4 Relación de pasivos ........................................................................... 48 5.3.5 Indicadores financieros ...................................................................... 48 5.3.6 Plan Único de Cuentas ....................................................................... 49 5.3.7 Viabilidad financiera ........................................................................... 49 5.4 ANALISISN AMBIENTAL .......................................................................... 49 5.4.1 Cumplimiento Concesión de Aguas ................................................... 49 5.4.2 Reglamentación de Corrientes (POMCA) .......................................... 49 5.4.3 Programa de Uso Eficiente y Ahorro del Agua ................................... 49 5.4.4 Pago de Tasa por Uso ....................................................................... 49 5.5 ANALISIS D.O.F.A. ................................................................................... 49 5.6 CONCLUSIÓN .......................................................................................... 51 5.7 PROBLEMÁTICA Y DIFICULTADES PRINCIPALES ............................... 52 5.8 DIAGNÓSTICO HIDRAULICO .................................................................. 52 5.8.1 Generalidades .................................................................................... 52 5.8.2 Captación ........................................................................................... 52 5.8.3 Aforo ................................................................................................... 52 5.8.4 Aducción ............................................................................................ 52 5.8.5 Desarenador ...................................................................................... 53 5.8.6 Tanque de Almacenamiento: ............................................................. 53 5.8.7 Redes: ................................................................................................ 53 5.8.8 Edades de las Tuberías: .................................................................... 53 5.9 CONCLUSIONES DE LA INFORMACIÓN RECOLECTADA .................... 53 5 6 ESTUDIO DE CASO: ACUEDUCTO AUTO SOSTENIBLE EN EL MUNICIPIO DE QUIBDÓ-CHOCÓ ............................................................................................ 55 6.1 CONCLUSIONES DEL ESTUDIO DE CASO ........................................... 58 7 SOLUCIONES Y ALTERNATIVAS DE ACUEDUCTOS SOSTENIBLES EN SUBIA NORTE ....................................................................................................... 60 7.1 ONG BANAER .......................................................................................... 60 7.1.1 Objetivo organizacional ...................................................................... 60 7.1.2 Servicios que ofrece ........................................................................... 60 7.2 PRINCIPALES PROBLEMAS ................................................................... 62 7.2.1 Análisis del laboratorio. Toma de muestra ......................................... 64 7.2.2 Resultados encuesta .......................................................................... 65 8 DISEÑO DEL ACUEDUCTO DE LA VEREDA SUBIA NORTE ....................... 72 8.1 Bocatoma .................................................................................................. 72 8.1.1 Captación ........................................................................................... 72 8.1.2 Aducción ............................................................................................ 76 8.1.3 Desarenador ...................................................................................... 77 8.1.4 Conducción ........................................................................................ 84 8.2 Tanque de almacenamiento ..................................................................... 87 8.3 Planta de tratamiento de agua potable PTAP ........................................... 90 8.3.1 Almacenamiento y distribución ........................................................... 93 8.4 Distribución ............................................................................................... 94 9 PRINCIPALES RESULTADOS ........................................................................ 96 10 CONCLUSIONES ........................................................................................ 98 11 REFERENCIAS ............................................................................................ 99 ANEXOS .............................................................................................................. 101 6 ÍNDICE DE TABLAS Pág. Tabla 1: Características Físicas del agua para consumo humano ......................... 25 Tabla 2: Características químicas que tienen reconocido efecto adverso en la salud humana ........................................................................................................ 27 Tabla 3: Puntaje de riesgo ..................................................................................... 27 Tabla 4: Superficie de las divisiones territoriales................................................... 39 Tabla 5: Origen del agua de consumo (Municipio de Silvania) .............................. 40 Tabla 6: Cuadro metodológico .............................................................................. 44 Tabla 7. Objetivos diseño del sistema de tratamiento para agua potable Quibdó . 56 Tabla 8. Características del sistema de bombeo solar fotovoltaico. ...................... 57 Tabla 9: Cuadro de enfermedades por patógenos contaminantes del agua. ........ 63 Tabla 10. Resultados del informe de laboratorio.................................................... 64 Tabla 11. Materiales bocatoma. ............................................................................. 75 Tabla 12. Especificaciones para la aducción. ........................................................ 76 Tabla 13. Materiales desarenador. ........................................................................ 83 Tabla 14. Materiales conducción. .......................................................................... 86 Tabla 15. Materiales necesarios para la realización del tanque de almacenamiento. ............................................................................................................................... 87 Tabla 16. Recomendaciones para ubicación de tanques. ..................................... 93 7 ÍNDICE DE GRÁFICAS Pág. Gráfica 1: Comportamiento del índice de riesgo de la calidad del agua (IRCA), según las autoridades sanitarias por departamento 2009-2010 ............................ 17 Gráfica 2: Áreas de captación de acueductos rurales ............................................ 40 Gráfica 3. Bombeo de agua con energía solar fotovoltaica ................................... 57 Gráfica 4: Purificador en vaso ................................................................................ 62 Gráfica 5. Resultados Pregunta 1 .......................................................................... 66 Gráfica 6. Resultados Pregunta 2 .......................................................................... 67 Gráfica 7. Resultados Pregunta 3 .......................................................................... 67 Gráfica 8. Resultados Pregunta 4 .......................................................................... 68 Gráfica 9. Resultados Pregunta 5 .......................................................................... 68 Gráfica 10. Resultados Pregunta 6 ........................................................................ 69 Gráfica 11. Resultados Pregunta 7 (sabe ¿Cuántos años tiene el acueducto?) .... 69 Gráfica 12. Resultados Pregunta 7 (cantidad de años del acueducto) .................. 70 Gráfica 13. Resultados Pregunta 8 ........................................................................ 70 Gráfica 14. Resultados Pregunta 9 ........................................................................ 71 8 ÍNDICE DE FOTOGRAFÍAS Pág. Fotografía 1: EPM, Municipio de Caldas, Antioquia ............................................... 25 Fotografía 2: Tanque de almacenamiento ............................................................. 53 Fotografía 3: Bombeo de agua con energía solar fotovoltaica ............................... 56 Fotografía 4: Planta de tratamiento de agua potable 6 LPS .................................. 90 Fotografía 5: Unidad PURIPAK-2 .......................................................................... 91 9 ÍNDICE DE MAPAS Pág. Mapa 1. Mapa político de Silvania ......................................................................... 38 Mapa 2. Vereda Subia Norte.................................................................................. 38 Mapa 3. Mapa de localización del proyecto. .......................................................... 95 10