Plan de expansión y optimización para acueducto comunitario caso

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Universidad de La Salle Universidad de La Salle 
Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle 
Ingeniería Civil Facultad de Ingeniería 
2017 
Plan de expansión y optimización para acueducto comunitario Plan de expansión y optimización para acueducto comunitario 
caso barrio La Paz – Sibaté Acopaz caso barrio La Paz – Sibaté Acopaz 
Sol Angie Iveth Rodríguez González 
Universidad de La Salle, Bogotá 
Cesar Augusto Gantivar Caldas 
Universidad de La Salle, Bogotá 
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 PLAN DE EXPANSIÓN Y OPTIMIZACION PARA ACUEDUCTO 
COMUNITARIO (CASO BARRIO LA PAZ – SIBATÉ “ACOPAZ”) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sol Angie Iveth Rodríguez González 
 
Cesar Augusto Gantivar Caldas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Universidad de la Salle 
Facultad de Ingeniería 
Programa de Ingeniería Civil 
Bogotá D.C. 
2017 
 
 
 
 
 
Plan de Expansión y Optimización Para Acueducto Comunitario (Caso Barrio La 
Paz – Sibaté “Acopaz”) 
 
 
 
 
 
 
Sol Angie Iveth Rodríguez González 
 
Cesar Augusto Gantivar Caldas 
 
 
 
 
 
 
Trabajo de grado presentado como requisito para optar al título de Ingeniera Civil 
 
 
Director Temático 
 
Ing. Alejandro Franco Rojas 
 
 
 
 
Universidad de la Salle 
Facultad de Ingeniería 
Programa de Ingeniería Civil 
Bogotá D.C. 
2017 
 
 
Nota de aceptación: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Firma del presidente de jurado 
 
 
 
 
 
Firma del jurado 
 
 
 
 
Firma del jurado 
 
 
 
 
 
Bogotá D.C. agosto de 2017 
 
 
 
 
Contenido 
Introducción ................................................................................................................................ 12 
1. Planteamiento del Problema .............................................................................................. 14 
1.1 Descripción del Área de estudio .................................................................................. 14 
1.2 Formulación del Problema .......................................................................................... 16 
1.3 Delimitación ................................................................................................................ 16 
1.4 Justificación ................................................................................................................. 18 
2. Objetivos ............................................................................................................................. 20 
2.1 Objetivo General ......................................................................................................... 20 
2.2 Objetivos Específicos ................................................................................................... 20 
3. Marco de Referencia ........................................................................................................... 21 
3.1 Antecedentes Teóricos ................................................................................................ 21 
3.2 Marco Teórico ............................................................................................................. 22 
3.2.1 Acueducto comunitario ....................................................................................... 23 
3.2.2 Obras de captación .............................................................................................. 24 
3.2.3 Dotación .............................................................................................................. 26 
3.2.4 Aforo .................................................................................................................... 28 
3.2.5 Fuentes de abastecimiento ................................................................................. 29 
3.2.6 Presiones en la red de distribución ..................................................................... 30 
3.2.7 Componentes de un sistema de abastecimiento ................................................ 31 
3.2.8 Funcionamiento optimo ...................................................................................... 33 
3.2.9 Acueducto comunitario como manejo sostenible del agua ................................ 33 
3.2.10 Concesión de aguas ............................................................................................. 34 
3.2.11 Tipos de concesiones........................................................................................... 35 
3.3 Marco Conceptual ....................................................................................................... 36 
3.4 Marco Legal ................................................................................................................. 38 
4. Metodología ........................................................................................................................ 41 
4.1 Recopilación de información necesaria para determinar las condiciones actuales y 
futuras del acueducto Acopaz ................................................................................................. 41 
4.2 Determinación de la oferta y la demanda de agua del acueducto comunitario ........ 41 
4.2.1 Caracterización de la demanda actual incluyendo varios criterios: caudal medio, 
caudal máximo horario, caudal máximo diario, perdidas, dotación percapital y densidad 
de usuarios .......................................................................................................................... 42 
4.2.2 Determinar la demanda futura y áreas de expansión ......................................... 42 
4.2.3 Capacidad actual del acueducto, caudal de la fuente abastecedora, condiciones 
de la red de distribución, especificaciones de planta de tratamiento y modelación de red 
en epanet. ........................................................................................................................... 42 
4.3 Plan de optimización y expansión para acueducto comunitario del barrio La Paz, 
municipio Sibate. ..................................................................................................................... 43 
5. Viabilidad de expansión y optimización para el acueducto comunitario “Acopaz”............ 43 
5.1 Determinación de la oferta y demanda ...................................................................... 43 
5.1.1 Caracterización demanda: número de usuarios y habitantes actuales, determinación 
de dotación y pérdidas, y hábitos de consumo ...................................................................43 
5.1.3 Aforos caudal fuente abastecedora, bocatoma, determinar caudal máximo diario, 
caudal máximo diario y caudal de diseño. .......................................................................... 47 
5.1.4 Determinar área de expansión y demanda futura ..................................................... 58 
5.1.5 Condiciones de la red de distribución y especificaciones de la planta de tratamiento
 ............................................................................................................................................. 66 
5.1.5 Modelación de la red en EPANET ............................................................................... 72 
5.1.6 Articulación con la comunidad barrio La Paz ............................................................. 87 
5.2 Plan de optimización y expansión para el acueducto comunitario del barrio La Paz del 
municipio Sibaté ...................................................................................................................... 91 
6. Conclusiones ..................................................................................................................... 100 
7. Recomendaciones ............................................................................................................. 102 
BIBLIOGRAFIA ............................................................................................................................ 104 
ANEXOS ..................................................................................................................................... 105 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
INDICE DE TABLAS 
 
 
Tabla 1. ........................................................................................................................................ 15 
Tabla 2. ........................................................................................................................................ 27 
Tabla 3. ........................................................................................................................................ 28 
Tabla 4. ........................................................................................................................................ 30 
Tabla 5. ........................................................................................................................................ 38 
Tabla 6. ........................................................................................................................................ 43 
Tabla 7. ........................................................................................................................................ 44 
Tabla 8. ........................................................................................................................................ 46 
Tabla 9. ........................................................................................................................................ 48 
Tabla 10. ...................................................................................................................................... 48 
Tabla 11. ...................................................................................................................................... 49 
Tabla 12. ...................................................................................................................................... 50 
Tabla 13. ...................................................................................................................................... 50 
Tabla 14. ...................................................................................................................................... 50 
Tabla 15. ...................................................................................................................................... 51 
Tabla 16. ...................................................................................................................................... 51 
Tabla 17. ...................................................................................................................................... 51 
Tabla 18. ...................................................................................................................................... 59 
Tabla 19. ...................................................................................................................................... 59 
Tabla 20. ...................................................................................................................................... 59 
Tabla 21. ...................................................................................................................................... 61 
Tabla 22. ...................................................................................................................................... 62 
Tabla 23. ...................................................................................................................................... 63 
Tabla 24. ...................................................................................................................................... 64 
Tabla 25. ...................................................................................................................................... 66 
Tabla 26. ...................................................................................................................................... 67 
Tabla 27. ...................................................................................................................................... 68 
Tabla 28. ...................................................................................................................................... 91 
Tabla 39. ...................................................................................................................................... 93 
Tabla 30. ...................................................................................................................................... 96 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
INDICE DE ILUSTRACIONES 
 
Ilustración 1. Mapa de ubicación ................................................................................................ 15 
Ilustración 2. Delimitación barrio La Paz ..................................................................................... 17 
Ilustración 3. Bocatoma con muro transversal ........................................................................... 25 
Ilustración 4. Bocatoma lateral con bombeo .............................................................................. 25 
Ilustración 5. Bocatoma lateral por gravedad ............................................................................. 26 
Ilustración 6. Partes de un acueducto ......................................................................................... 31 
Ilustración 7. Fuente abastecedora ............................................................................................. 47 
Ilustración 8. Área Bocatoma ...................................................................................................... 48 
Ilustración 9. Bocatoma .............................................................................................................. 49 
Ilustración 10. Área bocatoma y área estación El Pinar .............................................................. 52 
Ilustración 11. Área construida ................................................................................................... 58 
Ilustración 12. Tubería de aducción diámetro 3” ........................................................................ 67 
Ilustración 13. Planta de tratamiento Valrex .............................................................................. 69 
Ilustración 14. Planta de tratamiento Valrex ..............................................................................69 
Ilustración 15. Planta de tratamiento Valrex .............................................................................. 70 
Ilustración 16. Macromedidor ..................................................................................................... 70 
Ilustración 17. Modelación en EPANET con sus respectivos ramales ......................................... 72 
Ilustración 18. Modelamiento en EPANET para el año 2017 en la hora de menor consumo ..... 73 
Ilustración 19 . Modelamiento en EPANET para el año 2017 en la hora de mayor consumo .... 73 
Ilustración 20. Perfil longitudinal de la red de distribución entre nodos 16 y 60 ....................... 74 
Ilustración 21. Válvula reguladora para disminuir presiones ...................................................... 75 
Ilustración 22. Modelamiento en EPANET para el año 2022 en la hora de menor consumo ..... 75 
Ilustración 23. Modelamiento en EPANET para el año 2022 en la hora de mayor consumo ..... 76 
Ilustración 24. Válvula reguladora para disminuir presiones ...................................................... 76 
Ilustración 25. Modelamiento en EPANET para el año 2027 en la hora de menor consumo ..... 77 
Ilustración 26. Modelamiento en EPANET para el año 2027 en la hora de mayor consumo (5:00 
am) .............................................................................................................................................. 77 
Ilustración 27. Válvula reguladora para disminuir presiones ...................................................... 78 
Ilustración 28. Modelamiento en EPANET para el año 2037 en la hora de menor consumo ..... 79 
Ilustración 29. Modelamiento en EPANET para el año 2037 en la hora de mayor consumo ..... 79 
Ilustración 30. Válvula reguladora para disminuir presiones ...................................................... 80 
Ilustración 31. Modelamiento en EPANET para el año 2047 en la hora de menor consumo ..... 80 
Ilustración 32. Modelamiento en EPANET para el año 2047 en la hora de mayor consumo ..... 81 
Ilustración 33. Válvula reguladora para disminuir presiones ...................................................... 82 
Ilustración 34. Modelación en EPANET año 2062 ....................................................................... 83 
Ilustración 35. Purga Nudo 60 ..................................................................................................... 84 
Ilustración 36. Purgas Nudo 3 y Nudo 50 .................................................................................... 84 
Ilustración 37. Purgas nudos 28, 29 y 47 ..................................................................................... 85 
Ilustración 38. Presión Mínima ................................................................................................... 86 
Ilustración 39. Presión Máxima ................................................................................................... 87 
Ilustración 40. Articulación comunidad barrio La Paz ................................................................. 88 
Ilustración 41. Articulación comunidad barrio La Paz ................................................................. 89 
Ilustración 42. Articulación comunidad barrio La Paz ................................................................. 90 
Ilustración 43. Articulación comunidad barrio La Paz ................................................................. 90 
Ilustración 44. Articulación comunidad barrio La Paz ................................................................. 91 
Ilustración 45. Área ocupada en 2017......................................................................................... 92 
Ilustración 46. Mapa de ubicación de posibles soluciones para la red ....................................... 98 
 
INDICE DE GRAFICOS 
Grafico 1. Curva de modulación .................................................................................................. 46 
Grafico 2. Q95 Meses del año ..................................................................................................... 55 
Grafico 3. Q95 Meses con menor estiaje .................................................................................... 55 
Gráfico 4. Porcentaje de expansión ............................................................................................ 60 
Gráfico 5. Crecimiento logístico .................................................................................................. 62 
Gráfico 6. Habitantes por año ..................................................................................................... 64 
Gráfico 7. Caudal por habitantes ................................................................................................ 65 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Agradecimientos 
 
 
 
Los autores de este proyecto expresan sus más sinceros agradecimientos: 
 
 
Al Ingeniero Alejandro Franco Rojas director del trabajo de grado, por el 
acompañamiento, asesoría, apoyo y confianza durante el proceso de la realización de 
este proyecto. 
A todos los docentes que fueron claves para terminar nuestro proceso como 
Ingenieros Civiles. 
A las personas relacionadas con el acueducto comunitario del barrio La Paz por 
proporcionarlos las herramientas, la información y su constante ayuda para la 
realización de este proyecto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dedicatoria 
 
 
 
Dedico esta tesis principalmente a Dios por permitirme que se haga realidad el sueño 
de ser una gran profesional. 
 
A mi madre Virginia González Pardo por darme la vida, por su amor incondicional, 
por luchar cada día por sacarme adelante, por su esfuerzo y nunca dudar de mis 
capacidades, por ser la motivación constante para lograr ser ingeniera civil. 
 
A mi tía Azucena González Pardo por brindarme un apoyo incondicional en todo 
momento, por compartir conmigo este proceso dándome su amor y confianza. 
 
A mi abuelo Leónidas González Sasa (Q.E.P.D) por compartir conmigo mis primeros 
años de vida y enseñarme que el estudio es la base fundamental en mi vida. 
 
Con todo mi amor para ustedes. 
 
 
 
 
 
Sol Angie Rodríguez González. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dedicatoria 
 
 
 
En primera instancia a Dios por darme la sabiduría, no dejarme desfallecer en 
momentos difíciles durante este proceso universitario, dándome salud y licencia de 
cumplir este objetivo. 
 
A mi madre Ana Delia por brindarme su apoyo incondicional, ser mi motor de vida, 
aguantarme y ser partícipe en el transcurso de todo el pregrado. 
 
A mi padre Julio Cesar por ser un ejemplo a seguir, inculcarme buenos valores, 
motivándome día a día a surgir como persona y profesional. 
 
A mi Hermana Yadis, Valentina mi abuela Zenaida, mi Tío Carlos, amigos y demás 
familia, quienes estuvieron presentes en el desarrollo de la temática de esta tesis y de 
una u otra manera fueron de gran ayuda para su realización. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cesar Augusto Gantívar Caldas. 
 
 
 
Introducción 
 
El acueducto comunitario del barrio La Paz (Acopaz), se encuentra ubicado en el 
municipio de Sibaté, Cundinamarca. Aproximadamente a 27 km de la ciudad de Bogotá, 
dentro del municipio se localiza en la zona sur, en inmediaciones al casco urbano y a la 
vereda de Perico. 
Pese a que los registros generados en la actualidad muestran que el acueducto cuenta 
con un buen suministro de agua potable para la población existente, se prevé un 
crecimiento del barrio la Paz, en los diferentes ámbitos como lo son el social, 
económico y demográfico; contribuyendo así al desarrollo de diferentes tipos de 
infraestructura. 
 Incitados también por su cercanía a la capital de la república, la demanda de turistas 
que arriba al corredor gastronómico que posee el barrio y a las diversas actividades que 
se pueden desarrollar en él essignificativa, adicionalmente la vía conecta con el 
municipio de Fusagasugá esto conlleva a generar un crecimiento de población flotante 
considerable, Debido a esto se tendría que ampliar la capacidad y cobertura del 
acueducto para el eficiente suministro de agua. 
 Para poder llevar a cabo lo anterior se pretende realizar un plan de mejoramiento para 
evaluar la posibilidad de cumplir con la demanda necesaria para abastecer de agua al 
barrio, incluyendo en el análisis las siguientes variables o posibles limitantes del 
sistema: caudal de la fuente abastecedora, capacidad de la planta de tratamiento, 
presiones en la red de distribución, existencia de fuentes alternas para el abastecimiento, 
antigüedad de las tuberías, entre otros. 
El presente proyecto tiene como objetivo realizar, por medio de elementos técnicos, un 
plan de expansión y optimización del acueducto comunitario del barrio La Paz. 
Inicialmente se caracterizó la demanda actual y futura, teniendo en cuenta los caudales, 
las pérdidas, la dotación per cápita, áreas de expansión y los registros de cada usuario; 
luego se procedió a evaluar la capacidad actual con la que cuenta el acueducto 
analizando las condiciones de operación de la red de distribución y las especificaciones 
de la planta de tratamiento. Con el fin de establecer las presiones que tiene la red, se 
realizó el modelamiento en el programa EPANET, el cual analiza sistemas de 
distribución de agua potable. 
 
Se evidenció algunos aspectos técnicos en las redes que componen el acueducto que 
afectan la prestación del servicio, lo cual condujo a acciones de mejoramiento del 
servicio, entre los resultados más relevantes se tiene el incumplimiento en las presiones 
de la red de distribución, las dificultades para el mantenimiento de las estructuras 
hidráulicas existentes, esto, sin desmeritar las tareas realizadas por la administración del 
acueducto y la Junta de Acción Comunal del barrio la Paz. 
 
Como resultado final se brindarán posibles alternativas para la optimización de la red de 
distribución, lo cual permitirá brindar una mayor cobertura y mejor calidad del agua a la 
totalidad de los usuarios que requieran de este servicio en la zona denotada, 
promoviendo de tal forma la construcción de vivienda en el sector, generando mayores 
oportunidades de empleo por medio del comercio formal y turístico. 
 
Para cumplir con los objetivos propuestos, se desarrollaron una serie de fases, las cuales 
fueron: 
 
Obtener información de la infraestructura existente, censo de usuarios y consumo 
Determinar la oferta y demanda de agua del acueducto comunitario 
Modelación hidráulica de la red matriz y secundaría 
Formulación de un plan de mejoramiento para acueducto comunitario 
 
 
1. Planteamiento del Problema 
 
 
1.1 Descripción del Área de estudio 
 
En muchos municipios, veredas y barrios existentes en Colombia, el suministro del 
servicio de agua para consumo doméstico es prestado mediante acueductos 
comunitarios y asociaciones de usuarios, representando una alternativa para suplir una 
condición básica para el buen desarrollo de cualquier comunidad; es aquí donde juega 
un papel muy importante el servicio de acueducto y que este debe tener la capacidad de 
suplir las necesidades que presenta en su momento cualquier población; en este caso la 
población del barrio La Paz, ubicado en el municipio de Sibaté departamento de 
Cundinamarca, quien suple esta necesidad es el acueducto comunitario “Acopaz”. 
La fuente abastecedora del acueducto comunitario del barrio La Paz (Acopaz) es un 
manantial ubicado en la finca Normandía de la Vereda Perico, para la cual se tiene 
otorgada una concesión de 2 litros por segundo según Resolución 1045 del 3 oct 1974. 
El agua se capta mediante una bocatoma con rejilla de fondo, seguida de un desarenador 
y una tubería de aducción con diámetro de 3” y una longitud de 1.366 metros hasta 
llegar a un tanque de almacenamiento. Mediante una tubería de 500 m de longitud, el 
agua se lleva a una planta de tratamiento compacta Valrex con capacidad para 2,0 L/s, la 
cual es propiedad del acueducto y es operada por él fontanero. 
La red de distribución es surtida mediante 2 (dos) tanques de almacenamiento de 260 
m3 y 103,5 m3 respectivamente, que garantizan la cantidad de agua necesaria para su 
adecuada distribución. 
Hoy en día el acueducto comunal “Acopaz” cubre sin problema con la demanda del 
barrio La Paz y las zonas suburbanas aledañas; ya que es suficiente para la cantidad de 
población con la que cuenta actualmente; es de buena calidad ya que este servicio se 
presta constantemente, no presenta hasta el momento escases del agua en dicho 
manantial; pero se tiene incertidumbre sobre la capacidad para suplir la demanda futura; 
ya que se aprecia que en los últimos años la población ha estado creciendo 
vertiginosamente. Teniendo en cuenta la tasa de crecimiento demográfico del municipio 
de Sibaté que es de 0,0323 % se estima que el barrio la Paz va a tener un crecimiento 
igual a esta tasa; por eso se debe pensar en un futuro como se podrá garantizar una 
óptima prestación del servicio para que este pueda suministrar y que llegue a cada uno 
de los usuarios sin dejar de lado que se cubra la actual demanda; por lo anterior es 
importante contar con un acueducto que tenga la capacidad de abastecer el suministro de 
agua potable a la población actual y futura. 
 
 
Ilustración 1. Mapa de ubicación 
Fuente: Acopaz 
 
Tabla 1. 
Inventario acueducto Acopaz 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fuente: Acopaz 
 
 
ITEM NOMBRE MEDIDA 
1 Tubería Pvc 3” 1091 m 
2 Tubería Pvc 2” 1466 m 
4 Tubería Pvc ½” 407 m 
5 Válvulas de corte 11 
La red de distribución cuenta con un ramal principal de 1091 m, desde el cual se 
desprenden ramales secundarios, para una longitud total de 2964 m. Para el control de 
caudales se dispone de un macro-medidor instalado en salida de la planta de tratamiento 
de 2”, así mismo cada uno de los 241 usuarios tiene micromedidor. 
 
1.2 Formulación del Problema 
 
¿Cuál es una propuesta viable desde aspectos técnicos, sociales y económicos para 
la futura expansión y optimización del acueducto comunitario Acopaz - Sibaté? 
 
1.3 Delimitación 
 
El proyecto se localizó en el departamento de Cundinamarca, municipio Sibaté, 
Barrio La Paz. Para el acueducto comunitario “Acopaz”, se diseñó un plan de 
mejoramiento para suplir la demanda que tendrá a futuro; este acueducto el cual cuenta 
con una fuente de abastecimiento ubicada en la finca Normandía de la vereda Perico, el 
cual tiene una red de distribución a lo largo y ancho del barrio La Paz. 
En base a los aforos del caudal realizados en la fuente abastecedora y la bocatoma, y 
los registros de micromedición y macromedición de los cuales dispone Acopaz, se 
identificó la demanda actual y futura teniendo en cuenta los consumos por usuario, los 
caudales de diseño y las pérdidas. 
 
 
 
Ilustración 2. Delimitación barrio La Paz 
Fuente: Autores 
 
De acuerdo con lo anterior se verificaron las limitantes con los que cuenta el sistema 
de tratamiento, abastecimiento del acueducto y la capacidad con la que cuenta la PTAP. 
Para poder obtener las presiones que tiene la red de distribución primero se tomaron 
las cotas y coordenadas con ayuda de GPS, posteriormente se realizó un modelamiento 
en EPANET. 
Como resultado final se da una posible solución a la problemática anteriormente 
planteada por medio de un plan de mejoramiento de expansión. 
 
1.4 Justificación 
 
Las comunidades están en constante crecimiento, las cuales cuentan con un desarrollo 
económico, social, estructural etc.; pero aparte de esto hay factores que se deben tener en 
cuenta para poder llevar una vida digna y es contar con los servicios básicos; por esto tiene 
un papel importante los acueductos comunitarios, no solo para la alimentación sino para 
todos los aspectos de sostenibilidadlocal y regional. 
Las comunidades y los entes organizados, deben tener alternativas de mejoramiento y 
abastecimiento para el fluido hídrico y que llegue este a cada hogar y conservando la buena 
calidad de este; por eso cuando una comunidad se siente comprometida con el fluido 
hídrico debe ser capaz de mantener e introducir metodologías de proyección alrededor de 
ella, como son: planificando, ordenando, sistematizando entre otros y lo más importante 
optando por un plan óptimo para el suministro del fluido hídrico. 
Pensando en la optimización, en un buen abastecimiento de agua y operación del 
acueducto “Acopaz” para la comunidad del barrio La Paz del municipio de Sibaté en el 
futuro, se deben tener en cuenta aspectos como el aumento demográfico y la expansión del 
barrio, entre otros. 
Como se puede apreciar en los últimos años la población del barrio la paz se ha 
incrementado notablemente; actualmente se muestra en los registros del acueducto 
“Acopaz” (anexo numero 2) en los cuales se evidencia un buen suministro de agua potable 
para la población con la que se cuenta actualmente, sin embargo, existe la incertidumbre, 
de si este acueducto será capaz de suplir la demanda y necesidades que requiere la 
población del barrio la Paz del municipio Sibaté, en el futuro. 
Actualmente el barrio la Paz del municipio de Sibaté cuenta con el 25,52% construido 
del área total estipulada en el plan de ordenamiento territorial, lo que demuestra que para 
un futuro tiene la posibilidad de expandirse un 74,84%; esto refleja que la cantidad para el 
suministro de agua aumentaría notablemente y por esta razón es importante que el 
acueducto supla toda la necesidad que se va a presentar para un futuro. 
Este proyecto propone un plan de mejoramiento, que según lo analizado se pudo llegar 
a la conclusión, de que lo único que limita al acueducto “Acopaz” del barrio La Paz del 
municipio de Sibaté, a largo plazo es la concesión, la cual para el año 2027 tendría que 
cambiar, ya que esta no suple la demanda a partir de este año. También mirando en la red 
de distribución se puedo observar que la presión alrededor de la planta de tratamiento es 
menor a los 10 m.c.a lo cual es un valor bajo, presión no permitida por el Titulo B del RAS 
2000, se aconseja al barrio La Paz que no deberían construir en un futuro cerca de la planta 
de tratamiento, ya que estos usuarios se verían afectados en cuanto a la presión. Por esta 
razón como se menciona anteriormente no se debe construir a 80m de la planta de 
tratamiento. Otra opción para que se pueda construir cerca de la planta de tratamiento es 
aumentar el diámetro de la tubería para que de esta manera aumente la presión del agua 
con lo cual no se verían afectados en un futuro los usuarios; para articular a la comunidad 
se les informo sobre los resultados obtenidos e invitados a cuidar el suministro del agua. 
De acuerdo con lo dicho se tendrá que ampliar la capacidad de cobertura del acueducto 
para uso y servicio de agua, para esto se realizó la optimización del acueducto comunitario 
con procedimientos y criterios mínimos para cumplir con la demanda necesaria para 
abastecer al barrio. 
Actualmente el acueducto no cuenta con una orientación profesional para realizar un 
mejoramiento cuando este no pueda suplir la demanda a la que se enfrentaran en el futuro. 
Por esta razón es importante formular la optimización para dar una posible solución a la 
hora de que se presente tal problema. 
Este estudio tiene como objeto la optimización del acueducto comunal barrio la Paz 
“Acopaz” respecto al fluido hídrico para que en el futuro no vayan a tener problemas ni 
escases al momento de prestar dicho servicio. 
 
2. Objetivos 
 
2.1 Objetivo General 
 
Proponer un plan de expansión y optimización para el acueducto comunitario barrio 
La Paz –Sibate que incluya los criterios, parámetros y procedimientos para determinar 
su viabilidad. 
 
2.2 Objetivos Específicos 
 
Caracterizar la demanda de agua de los usuarios actuales y futuros del acueducto 
comunitario, incluyendo consumo por usuario, proyección de población, caudales de 
diseño y posibles puntos de consumo. 
Identificar las limitantes del sistema de tratamiento y abastecimiento del acueducto 
como son caudal de la fuente abastecedora, capacidad de la Planta de Tratamiento, 
presiones en la red de distribución, existencia de fuentes alternas para el abastecimiento, 
antigüedad de las tuberías, entre otros. 
Evaluar alternativas para ampliación de cobertura y optimización del sistema de 
abastecimiento y distribución del acueducto comunitario. 
Proponer el plan de expansión y optimización del acueducto comunal Acopaz. 
Articular a la comunidad para que por medio de procedimientos oportunos y básicos 
puedan mitigar en parte las diferentes problemáticas que se puedan presentar respecto al 
servicio del acueducto. 
 
3. Marco de Referencia 
 
 
3.1 Antecedentes Teóricos 
 
En la totalidad de los antecedentes se brinda una gran variedad de herramientas, 
conceptos, parámetros y conclusiones los cuales se citan a continuación: 
En la tesis “Diseño de un acueducto tipo gravedad y organización Acuebuenavista en 
la vereda Aguablanca del municipio de Floridablanca Santander” (2005) los autores 
Barrera & Rangel contribuyen de manera significativa con el desarrollo y mejoramiento 
de la calidad de vida de los habitantes realizando un aporte principalmente social. 
En el proyecto “Plan de gestión del proyecto para la remodelación y ampliación del 
acueducto rural de Pijije, Bagaces, Guanacaste” (2009) el autor Miranda brinda un plan 
de gestión para la remodelación y ampliación del acueducto rural de Pijije, Bagaces, 
Guanacaste, con el que se pretende aportar una solución para satisfacer la demanda de 
su población actual y futura a veinticinco años de plazo. 
En la tesis “Optimización del acueducto por gravedad del municipio de Timaná 
(Huila)” (2006) los autores Benavides, Castro & Vizcaíno hablan sobre el sistema de 
abastecimiento de agua para atender las necesidades de una población y cuando dichos 
sistemas tienen impedimentos o restricciones que afectan el funcionamiento ya sea por 
el deterioro de las estructuras o el crecimiento de la población. 
En el documento “Material didáctico para la asignatura de acueductos y 
alcantarillados” (2008) el auto Torres presenta metodologías de análisis y diseño de 
manera clara y fácil de comprender, sobre las estructuras hidráulicas empleadas en 
proyectos de abastecimiento y recolección de aguas, implementando medios didácticos. 
En la tesis “Optimización del índice de resiliencia y uniformización de la presión 
como criterios para renovar tuberías en redes de distribución de acueductos” (2011) el 
autor Torres aplica una metodología óptima para el desempeño hidráulico de redes 
mediante el aumento de diámetros de tuberías, donde es primordial el cambio de 
aquellas tuberías que más contribuyan a optimizar el índice de resiliencia y la 
uniformidad de presiones. 
En el proyecto “Propuesta de diseño del sistema de acueducto para la vereda el 
Mortiño del municipio de Ocaña norte de Santander” (2013) los autores Bayona & 
Jácome proponen un diseño que permita establecer la situación a futuro del sistema de 
acueducto, es una propuesta básica inicial que sirve de partida para la implementación 
de una solución metodológica, para el desarrollo de mejoras en la prestación del servicio 
de agua potable. 
En la tesis “Guia metodológica para la elaboración de programas de optimización de 
sistema de acueductos” (2013) la autora Pimienta desarrolla una guía para la 
elaboración de programas que permiten optimizar los sistemas de acueductos en los 
municipios de Colombia con el fin de hacer más eficiente la prestación del servicio de 
agua potable para reducir costos minimizando perdidas y garantizando el uso del 
recurso hídrico. 
En la tesis “Diagnóstico, evaluaciónde alternativas, análisis y cálculos hidráulicos de 
las redes matrices del sistema de acueducto de Quibdó-Choco” (2013) el autor arias 
elabora alternativas para los diseños hidráulicos definitivos de optimización o 
ampliación. 
En el proyecto “Estudio de caso para la optimización del sistema de acueducto del 
municipio de Paipa departamento de Boyacá y búsqueda de fuentes alternativas para el 
abastecimiento de agua” (2015) el autor Cruz busca optimizar el sistema de acueducto 
del municipio de Paipa y dar diferentes alternativas para el buen abastecimiento de agua 
a la población. 
En la tesis “Diagnóstico y análisis de alternativas para la optimización del sistema de 
acueducto de la vereda de Chacua del municipio de Sibaté” (2015) los autores 
Hernández & García desarrollan un diagnóstico sobre las condiciones que tiene el 
acueducto actualmente y con esto establecen una factibilidad técnica para la 
optimización tanto del sistema como de los equipos y operaciones unitarias del 
acueducto de la vereda. 
 
3.2 Marco Teórico 
 
Toda sociedad humana está conformada por comunidades, las cuales cuentan con un 
desarrollo económico, social, estructural, etc.; pero dentro de estos aspectos los factores 
más relevantes y para poder sobrellevar la vida se deben contar con los servicios básicos 
como lo son: la luz, agua y gas; por eso las comunidades y los entes organizados deben 
proponer alternativas para el mejoramiento y buen funcionamiento del fluido hídrico 
para cada hogar. 
Por ende, juega un papel muy importante los acueductos comunitarios, no solo en la 
alimentación si no en todos los aspectos de sostenibilidad local y regional; por eso 
cuando una comunidad se siente comprometida con el fluido hídrico, debe ser capaz de 
introducir metodologías de proyección alrededor de ella; planificando, ordenando 
sistematizando y optando por un plan óptimo para el suministro del fluido hídrico. 
 
3.2.1 Acueducto comunitario 
 
Los acueductos comunitarios son construcciones complejas en sentido histórico, 
social, económico e institucional. Construcciones públicas regionales y locales de 
gestión del recurso del agua, estas se apoyan y al mismo tiempo muestran y recrean 
sistemas culturales adecuados de las comunidades que gestionan esto, descendientes o 
vecinos de los pueblos. 
Los acueductos comunitarios del sector social de gestión pública del agua en 
Colombia, y hacen parte de lo que debe ser un auténtico sistema nacional de prestación 
del servicio público de agua, este debería articular diferentes formas publicas existentes 
de gestión del agua. 
Estos pueden ser considerados como rurales y/o peri-urbanos. Su carácter ambiental 
varía en cuanto al lugar que estos ocupan en cuencas, en cuanto estén asociados al 
cuidado de las fuentes de agua y coberturas relacionadas con las mismas; a las formas 
de manejo del recurso; al tipo de servicio que estos prestan y a las proyecciones 
educativas. 
Todos llegan a ser públicos en cuanto a su vínculo con el agua como un bien común, 
aunque algunos son proyectados a ámbitos familiares especialmente cuando son casos 
rurales, algunos también pueden estar separados del manejo del ciclo del agua. Todos 
preceden más o menos principios solidarios y articulan de modo complejo sus 
dimensiones públicas y privadas en muchos casos se proyectan como sucedáneos del 
servicio oficial de agua, pues atienden barrios marginales y/o ubicados en cotas más 
altas a las máximas de los sistemas municipales. 
Un aspecto estratégico en la caracterización está en las formas de organización las 
cuales más allá de la empresarial han tenido en los últimos años forzados por la ley 142, 
están asociadas a sistemas de reproducción social y a las dimensiones territoriales de la 
comunidad en que se desenvuelven, y esto debe ser objeto de análisis más detallado a 
futuro. 
Respecto a sistemas de reproducción social, puede ser que ahora su presencia se 
evidencia en el protagonismo central de las mujeres en la gestión y en uso comunitario 
del agua, así como sistemas culturales de control social y de gestión formal del recurso 
y el lugar físico y cultural de las fuentes de agua en sus territorios, según sean 
campesinos, indígenas, afro-colombianos, o de asalariados urbanos. 
En cuanto a su complejidad al nivel de sus coberturas a su carácter en ocasiones 
sucedáneo y experiencias acumuladas en su conformación y existencia, los acueductos 
comunitarios también son un enorme patrimonio público del país, en cuanto a gestión y 
entidad colectiva. 
La demanda de agua para consumo humano en un acueducto está definida por las 
actividades cotidianas como son el aseo personal, labores domésticas y preparación de 
alimentos, entre otros, lo que le confiere una variación horaria a lo largo del día e 
incluso entre días ordinarios y días festivos. Por lo tanto, se han definido varios 
parámetros que describen el comportamiento de dicha demanda los cuales se son 
mencionados en el ítem 3.2.3 Dotación. 
 
3.2.2 Obras de captación 
 
Las obras de captación tienen que localizarse en zonas donde el suelo sea estable y 
resistente a la erosión, dicha captación tiene que ser en un sector recto del cauce. 
Cuando la captación se necesita en una curva se debe ubicar en la parte exterior de la 
curva, tomando medidas de protección como son los muros de contención aguas arriba y 
aguas debajo de la bocatoma. 
El término más utilizado para las obras de captación es “bocatoma”. Mediante esta 
estructura puede resultar el caudal de diseño que corresponde al caudal máximo diario. 
 
3.2.2.1 Tipos de bocatoma 
 
Existen diferentes tipos de bocatomas para determinar la selección de una bocatoma 
se debe tener en cuenta la naturaleza del cauce y la topografía general del proyecto; 
algunas de las existentes son: 
Bocatoma de fondo 
Bocatoma lateral con bombeo 
Bocatoma lateral por gravedad 
Bocatoma con muro transversal 
 
Ilustración 3. Bocatoma con muro transversal 
Fuente: López, R., 1995. 
 
 
Ilustración 4. Bocatoma lateral con bombeo 
Fuente: López, R., 1995. 
 
 
Ilustración 5. Bocatoma lateral por gravedad 
Fuente: López, R., 1995. 
 
 
3.2.3 Dotación 
 
Aunque el RAS define la dotación per cápita en función del número de habitantes y 
la temperatura, cuando se dispone de registros de micromedición y macromedición, es 
posible determinar el consumo por habitante de manera más precisa. 
Según el RAS se tiene dotación neta y dotación bruta definidas de la siguiente 
manera: 
Dotación neta: Corresponde a la cantidad mínima de agua requerida para satisfacer 
las necesidades básicas de un habitante sin considerar las pérdidas que ocurran en el 
sistema de acueducto. 
Dotación bruta: La dotación bruta debe establecerse según la ecuación 1: 
𝑑𝑏𝑟𝑢𝑡𝑎 =
𝑑𝑛𝑒𝑡𝑎
1 − %𝑝
(1) 
El porcentaje de pérdidas técnicas máximas en la ecuación anterior engloba el total de 
pérdidas esperadas en todos los componentes del sistema (como conducciones, 
aducciones y redes), así como las necesidades de la planta de tratamiento de agua 
potable, y no deberá superar el 25%. Resolución Noº 0330 del 08 JUN 17. 
 
Caudal medio diario (Qmd): Caudal calculado para la población proyectada, 
teniendo en cuenta la dotación bruta. Promedio de los consumos diarios en un periodo 
de un año y puede calcularse mediante la ecuación 2: 
𝑄𝑚𝑑 =
𝑝 ∗ 𝑑𝑏𝑟𝑢𝑡𝑎
86400
(2) 
 
Caudal máximo diario (QMD): Corresponde al consumo máximo registrado 
durante 24 horas en un periodo de un año. Se calcula multiplicando el caudal medio 
diario por el coeficiente de consumo máximo diario. Se lleva a cabo mediante la 
ecuación 3: 
𝑄𝑀𝐷 = 𝑄𝑚𝑑 ∗ 𝑘1(3) 
Caudal máximo horario (QMH): Corresponde al consumo máximo registrado 
durante una hora en un periodo de un año sin tener en cuenta el caudal de incendio. Se 
calcula como el caudal máximo diario multiplicado por el coeficiente de consumo 
máximohorario k2. Se realiza mediante la siguiente ecuación: 
𝑄𝑀𝐻 = 𝑄𝑀𝐷 ∗ 𝑘2 (4) 
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 
periodo mínimo de un año. 
En caso de sistemas nuevos, el coeficiente de consumo máximo diario, k1, depende 
del nivel de complejidad del sistema como se observa en la tabla 2: 
Tabla 2. 
Coeficiente de consumo máximo diario K1 
 
Nivel de complejidad del 
sistema 
Coeficiente de consumo máximo 
diario – k1 
Bajo 1.30 
Medio 1.30 
Medio Alto 1.20 
Alto 1.20 
Fuente: RAS 2000 
 
Coeficiente de consumo máximo horario con relación al consumo máximo diario 
(k2): Se puede calcular 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 periodo mínimo de un año, sin incluir los días en que ocurran 
fallas relevantes en el servicio. 
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 el tipo de red de distribución, según se establece en la tabla 3: 
Tabla 3. 
Red menor de distribución 
 
Nivel de 
complejidad del 
sistema 
Red menor de 
distribución 
Red secundaria Red matriz 
Bajo 1.60 - - 
Medio 1.60 1.50 - 
Medio Alto 1.50 1.45 1.40 
Alto 1.50 1.45 1.40 
Fuente: RAS 2000 
 
Otro de los parámetros importantes en la evaluación de un acueducto, ya sea 
comunitario o municipal, es la capacidad de la fuente de abastecimiento ya que esto es 
de gran importancia para abastecer suficiente agua a la población 
 
3.2.4 Aforo 
 
El aforo consiste en medir el caudal del agua; la medición de esta o aforo es 
importante desde diferentes puntos de vista como son: 
Disponibilidad de agua 
Distribución del agua a los usuarios 
Volumen de agua 
Determinación de la eficiencia de uso y manejo del agua. 
 
3.2.4.1 Métodos de aforo 
 
Cuenta con varios métodos que se usan para aforar el caudal en la fuente entre los 
más conocidos se encuentran: 
Método Volumétrico 
Método área velocidad 
Método dilución con trazadores 
Método área pendiente 
Método Limnímetros 
Método vertederos de aforo 
 
La mayoría de ellos se basan en la determinación del área de la sección mojada 
transversal y la velocidad media para la cual se utiliza la siguiente ecuación: 
 
𝑄 = 𝐴 ∗ 𝑣 (5) 
Dónde: 
Q es el caudal en m3/s 
A es el área de la sección mojada transversal en m2 
V es la velocidad en m/s 
 
3.2.5 Fuentes de abastecimiento 
 
Se consideran fuentes de abastecimiento todas las aguas provenientes de cursos o 
cuerpos superficiales o subterráneos. También pueden considerarse como fuentes, en 
casos excepcionales, las aguas lluvias y el agua de mar. 
La selección de la fuente debe hacerse teniendo en cuenta la calidad del agua y 
aquella que permita la construcción de una captación económica, segura, confiable y 
que tenga unas características de acceso, operación y mantenimiento fáciles. 
Para proceder a la elección de una nueva obra de captación, el diseñador debe tener 
en cuenta los siguientes aspectos entre otros: características propias de la fuente en lo 
que respecta a su rendimiento, seguridad de calidad de agua, condiciones topográficas y 
geológicas y las condiciones económicas del proyecto. 
 
 
3.2.6 Presiones en la red de distribución 
 
La red de distribución de agua potable debe subdividirse en cuantas zonas de presión 
sean necesarias para cumplir con las condiciones de presión máxima y mínima en todos 
los puntos de la red. El establecimiento de las zonas de presión se hace con el fin de 
obtener la máxima uniformidad en el gradiente de presiones entre los tanques o 
estaciones de bombeo y los puntos de mínima presión. 
Para el diseño de la red de distribución deben tenerse en cuenta los siguientes 
requerimientos para las presiones: 
Presiones mínimas en la red: La presión mínima en la red depende del nivel de 
complejidad del sistema, tal como se especifica en la tabla 4: 
Tabla 4. 
Presiones mínimas en la red de distribución 
 
Nivel de complejidad 
Presión mínima 
(kPa) 
Presión mínima 
(metros) 
Bajo 98.1 10 
Medio 98.1 10 
Medio Alto 147.2 15 
Alto 147.2 15 
Fuente: RAS 2000 
 
Las presiones mínimas establecidas deben tenerse cuando por la red de distribución 
este circulando el caudal de diseño. 
 
Presiones máximas en la red menor de distribución: el valor de la presión máxima 
tenida en cuenta para el diseño de las redes menores de distribución, para el diseño de 
las redes menores de distribución para todos los niveles de complejidad del sistema, 
debe ser de 588,6 Kpa (60mca). 
La presión máxima establecida aquí corresponde a los niveles estáticos, es decir, 
cuando no haya flujo en movimiento a través de la red de distribución, pero sobre ella 
está actuando la máxima cabeza producida por los tanques de abastecimiento o por 
estaciones elevadoras de presión. La presión máxima no debe superar la presión de 
trabajo máxima de las redes de distribución. 
Cada zona de presión debe contar con un tanque de almacenamiento que determine la 
cota piezométrica estática máxima entre el límite de dos zonas se debe colocar una 
Válvula Reductora de Presión (VRP), cuya función es reducir la presión aguas abajo a 
un valor determinado según la delimitación de las zonas de presión. 
 
Ilustración 6. Partes de un acueducto 
Fuente: Guía de orientación en saneamiento básico para alcaldías de Municipios rurales y 
pequeñas comunidades, 2009 
 
3.2.7 Componentes de un sistema de abastecimiento 
 
Los sistemas de abastecimiento se pueden clasificar dependiendo de los tipos de 
usuario, estos pueden ser urbanos o rurales; los rurales suelen ser más sencillos y no 
cuentan en muchos casos con redes de distribución eficaces. 
Los sistemas de abastecimiento urbanos son más complejos y con cuentan con una 
serie de componentes que se muestran a continuación: 
Fuente de abastecimiento: Espacio natural del cual se derivan los caudales 
demandados por la población para que sea abastecida. Deben ser permanentes y 
suficientes, pueden ser superficiales o subterráneas y así suministrar el agua ya sea por 
bombeo o por gravedad. 
Obra de captación: Estructuras y/o dispositivos que están ubicados en la fuente de 
abastecimiento y destinados para facilitar la derivación de los caudales demandados por 
la población. Las tomas que son orificios a través de los cuales el agua entra a un 
desarenador y luego de esto a un tubo que transporta el caudal por gravedad o mediante 
bombeo, al sitio de consumo. Estas obras tienen que ser estables para que puedan 
suministrar todo el caudal estipulado en el diseño. 
Línea de aducción: Tuberías usadas para transportar el caudal desde la obra de 
captación hasta el tanque de almacenamiento o la planta de tratamiento y tiene una serie 
de dispositivos necesarios para que tenga un buen funcionamiento, estos pueden ser: 
ventosas, limpiezas, desarenados, válvulas reductoras de presión, codos, etc. 
La mayoría de las veces el agua se conduce por tuberías a presión, por gravedad o 
por bombas y algunas veces a lo largo de canales abiertos puentes-canales y tuneles. El 
tipo de conducto que se adopta depende de la topografía del terreno a través del cual se 
tienden los conductos. 
Planta de tratamiento: Conjunto de estructuras destinados para dotar el agua de la 
fuente de la calidad que sea necesaria para el consumo humano, esto es gracias a travez 
de diferentes procesos como lo son: mezcla rápida, floculación, sedimentación, 
filtración, desinfección, etc. 
Tanque de almacenamiento: Depósitos para almacenar agua con el propósito de 
compensar variaciones que se tengan en el consumo, también para atender situaciones 
de emergencia como lo son: incendios,atender interrupciones de servicio y para 
prevenir diseños más económicos del sistema; para esto es necesario situar estos tanques 
con relación al sistema de distribución a fin de asegurar un servicio eficaz. 
Línea matriz: Tramo de tubería que conduce el agua desde el tanque de 
almacenamiento y/o la planta de tratamiento hasta la red de distribución. 
Red de distribución: Conjunto de tuberías y accesorios destinados a conducir las 
aguas a todos y cada uno de los usuarios a través de las calles. 
 
3.2.8 Funcionamiento óptimo 
 
Un sistema de acueducto tiene un buen funcionamiento y ofrece un buen servicio 
cuando: 
Entrega agua potable todo el tiempo (calidad del agua) 
Abastecer de agua a toda la comunidad (buena cobertura) 
Servicio continuo y los usuarios disponen de agua a cualquier momento 
(continuidad) 
Da información oportuna sobre el servicio y los reclamos que del se deriven 
Para que el acueducto pueda entregar un servicio con estas características e 
indicadores de gestión, es necesario que se inviertan recursos para cubrir los gastos del 
personal, de los combustibles, de los químicos de las obras, las investigaciones para 
tener un buen sistema y de los materiales para poder mejorar o ampliar el servicio. 
 
3.2.9 Acueducto comunitario como manejo sostenible del agua 
 
Los acueductos comunitarios son una oportunidad para el manejo sostenible del agua 
y la sequía, con estos se puede producir más y mejor y así tener la posibilidad de 
sembrar todo el año y garantizar cosechas. Es necesario aclarar la disyuntiva entre el uso 
para consumo humano y para la parte agropecuaria; algunas veces este último resulta 
imposible, primero porque la oferta hídrica es insuficiente y segundo por el bajo nivel 
de conciencia frente al uso racional por parte de algunos usuarios, lo que ha llevado a 
que en consenso quede claramente reglamentado en sus estatutos de constitución. 
El conocimiento la información y los aprendizajes surgidos de iniciativas sociales 
como los acueductos comunitarios, son esenciales para revalorizar el territorio y en 
particular el recurso del agua como un buen y servicio para el ecosistema estratégico 
para mantener la identidad cultural de los pueblos, la productividad de zonas 
campesinas así disminuyendo la pobreza y consolidar el campo como un espacio de 
oportunidades, incluyente, que forma capital social y propicia la igualdad en la 
distribución de beneficios derivados de la prestación del servicio rural de suministro de 
agua. 
Como estrategia social de gestión participativa y eficiente del agua, los acueductos 
comunitarios presentan varios retos como lo son: avanzar en la conservación de sus 
ecosistemas estratégicos de sustento, incorporar innovaciones complementarias de 
manejo de agua en los sistemas productivos, avanzar en sistemas de potabilización, 
ampliar la cobertura, hacer cumplir la norma a cabalidad y articular gobiernos locales e 
instancia superior del Estado. 
 
3.2.10 Concesión de aguas 
 
Es el permiso que da la autoridad ambiental por una petición que se hace para 
obtener el derecho al aprovechamiento de aguas para uso público. 
Para conceder dicha concesión lo primordial es el uso colectivo sobre el uso 
individual y los habitantes dentro una región y fuera de esta; para ello se tienen en 
cuentas algunos aspectos como son: 
Utilización para el consumo humano, colectivo o comunitario ya sea urbano o rural. 
Utilización para las necesidades domesticas individuales. 
Usos agropecuarios comunitarios. 
Para generar energía. 
Para usos industriales. 
Para usos recreativos. 
Para obtener la concesión el suministro de agua se ve sujeto a la disponibilidad del 
recurso, por esta razón la entidad competente no se compromete a garantizar el 
suministro de agua cuando se presentan problemas por causas naturales; en caso de que 
esta escasee se suplirá por turnos. 
 
 
 
 
3.2.11 Tipos de concesiones 
 
Aguas subterráneas: Para la exploración de aguas subterráneas tanto en terrenos 
Titulo B RAS 2000 Titulo J RAS 2000 
Presión mínima para red de distribución: 10 mca. 
 
Presión máxima para red de distribución: 50 mca, 
pero se acepta que el 5% de la red pueda tener hasta 
60 mca. 
 
Diámetros mínimos: La selección del diámetro 
mínimo el diseño debe analizar las presiones del 
trabajo, las velocidades de flujo y las longitudes de la 
línea de aducción y/o conducción. 
 
Nivel de 
complejidad del 
sistema 
Diámetro mínimo 
Bajo y Medio 100 mm 
Medio Alto 150 mm 
Alto 300 mm 
 Tabla B.7.3 Diámetros nominales mínimos de la red 
matriz. RAS 2000 
 
Nivel de complejidad 
del sistema 
Diámetro mínimo 
Bajo y Medio 50 mm 
Medio Alto 100 mm Zonas 
comerciales 
62.5 Zonas 
residenciales 
Alto 150 mm Zonas 
comerciales 
75 mm Zonas 
residenciales 
Tabla B.7.4 Diámetros nominales mínimos de la red 
menor de distribución. RAS 2000 
 
Velocidad minina: 0,5 m/s correspondiente al caudal 
máximo horario, para caudal de diseño debe ser 1 
m/s adicionalmente en el momento de entrar en 
operación la aducción o la conducción objeto del 
diseño, la velocidad mínima debe ser de 0.5 m/s, 
aunque este último valor dependerá 
de las características de autolimpieza 
 
Velocidad máxima: 6 m/s de acuerdo con el material 
(b.7.6) 
 
 
Presión mínima para red de distribución: 10 
mca. 
 
Presión máxima para red de distribución: 60 
mca. 
 
Diámetros mínimos: Tanto para la aducción 
como para la conducción de las redes de 
distribución, corresponden al mínimo 
diámetro comercial inmediatamente superior 
al diámetro resultante de los cálculos 
hidráulicos. 
 
RECOMENDACIONES TITULO B DEL RAS 2000 
Velocidad minina: 0,5 m/s correspondiente al 
caudal máximo horario, para caudal de diseño 
debe ser 1 m/s adicionalmente en el momento 
de entrar en operación la aducción o la 
conducción objeto del diseño, la velocidad 
mínima debe ser de 0.5 m/s, aunque este 
último valor dependerá de la característica de 
autolimpieza. 
 
Velocidad máxima: 6 m/s de acuerdo con el 
material (b.7.6) 
 
propios como baldíos se requiere el permiso de la entidad competente. También se 
requiere el permiso o concesión de aguas para el aprovechamiento de aguas 
subterráneas una vez construidos el pozo. 
Aguas superficiales: Este permiso es otorgado por la autoridad competente para el 
uso y aprovechamiento del recurso hídrico ya sea que se capte de fuentes superficiales 
como: ríos, quebradas, arroyos, nacimientos, acequias, etc.; ya sea para uso doméstico 
colectivo o individual, agrícola, pecuarios, riego, recreativo, industrial y generación de 
energía entre otros. 
 Las ventosas son necesarias en todo tipo de redes de distribución de agua, su 
objetivo es dar el correcto funcionamiento de las tuberías regulando la cantidad de aire 
libre que está en el interior de las mismas. 
Estas se ubican en los picos y cambios de pendiente respecto al gradiente hidráulico; 
se debe instalar donde la tubería sube por encima del nivel del suelo como en el caso de 
instalación de válvulas. 
3.3 Marco Conceptual 
 
Aforo: Conjunto de actividades hidrométricas conducentes a la determinación del 
caudal de una corriente de agua. Una de las principales actividades comúnmente 
realizadas en un aforo, se cuentan el levantamiento del flujo en distintos puntos de la 
selección transversal. (Manual de prácticas de laboratorio de hidráulica. Universidad 
Nacional de Colombia) 
Aducción: Proceso de llevar el agua desde su captación hasta la planta de 
tratamiento, los sistemas de aducción pueden ser desarrollados por gravedad, por 
bombeo o ambas. (Corcho & Duque, 2005) 
Bocatoma: Estructura hidráulica también llamada captación está destinada a emanar 
desde unos cursos de agua, ya sean ríos, arroyos o canales, también desde un lago o 
incluso desde el mar, una cantidad considerable del agua que está disponible para que la 
misma sea utilizada para una finalidad especifica. (ARQHYS. 2012,12. Bocatoma – 
Estructura hidráulica. Revista ARQHYS.com. Obtenido 04, 2017) 
Captación: Recolección y almacenamiento de agua proveniente de diferentes fuentes 
para su uso benéfico. Esta agua captada es conducida a estanques reservorios para 
aumentar el suministro e esta para el riego, bebederos de animales y usos domésticos. 
(Introducción a la captación de agua) 
Caudal: Es la medida del volumen de líquido que fluye o pasa a través de la sección 
transversal del cauce de una corriente, en la unidad de tiempo. (Manual de prácticas de 
laboratorio de hidráulica. Universidad Nacional de Colombia) 
Concesión: Distribución de caudales entre los usuarios (concesiones de agua) de una 
cuenca o micro cuenca, teniendo como base técnica un balance hídrico que contemple el 
respeto del caudal ecológico y ambiental en función de la oferta y demanda. 
(Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca, 2016) 
Conducción: Instalación cuyo fin es transportar agua desde el sitio de captación 
hasta el centro de consumo. Generalmente es conducida por tuberías a presión, ya sea 
por gravedad o por bombeo (Álvaro Palacios Ruiz, 2008) 
Consumo per cápita: Demanda de agua por persona se expresa en l/hab-dia; existen 
dos maneras para su determinación: por registro de consumo o mediante la norma que 
establece que el consumo per cápita es la suma de los consumos domésticos, 
industriales, públicos y perdidas. (Corcho & Duque, 2005). 
Consumo medio: Promedio aritmético de los consumos día a día del periodo de un 
año. Se determina mediante registros de consumo. (Corcho & Duque, 2005). 
Consumo máximo diario: El día de máximo consumo de una serie de registros 
observados durante los 365 días del año es definido como el de consumo máximo diario. 
(Corcho & Duque, 2005). 
Consumo máximo horario: La hora de máximo consumo en el día de máximo 
consumo se define como el consumo máximo horario. (Freddy Corcho Romero, José 
Ignacio Duque Serna, 2005). 
Cota: Distancia vertical que existe entre un punto del terreno y un plano de 
referencia horizontal determinado. Si el plano de referencia en el nivel del mar la cota es 
la misma altitud o altura sobre el nivel del mar. (Ingeniero Efraín Solano) 
Demanda: Extracción hídrica del sistema natural destinada a suplir las necesidades o 
requerimientos del consumo humano, la producción sectorial. (González, Saldarriaga & 
Jaramillo, 2010) 
EPANET: Programa que realiza simulaciones en periodo extendido del 
comportamiento hidráulico y de la calidad del agua en redes de tuberías a presión 
(Instagua). 
Fuente de abastecimiento: Es un espacio natural de donde se derivan los caudales 
para que una población sea abastecida, sin embargo, existen varios tipos de fuentes de 
abastecimiento de agua como son: aguas superficiales, aguas subterráneas, aguas de 
lluvia o aguas de mar; en la mayoría de los casos se utilizan aguas superficiales y aguas 
subterráneas si no se llegara a contar con ninguna de estas dos se puede recurrir a la 
explotación del agua de lluvia o agua de mar. (François G. Brière, 2005). 
PTAP: Incorpora los procesos unitarios básicos de pre-sedimentación, coagulación, 
floculación, clarificación, filtración y desinfección. Las plantas tienen la ventaja de ser 
robustas, emplean tecnologías y procedimientos de operación conocidas y manejan las 
variaciones en la turbiedad y color de entrada, dentro de ciertos límites. (Valrex). 
Red de distribución: Serie de tuberías que se instalan generalmente por las vías y a 
partir de las cuales se abastecen directamente los diferentes usuarios del acueducto. 
(Álvaro Palacios Ruiz, 2004). 
 
3.4 Marco Legal 
 
Este marco legal se centra en el control a la calidad y la prestación del servicio de 
abastecimiento de agua potable más que en procedimientos y criterios de diseño, con 
énfasis en los acueductos municipales, dejando de lado las condiciones propias de los 
acueductos comunitarios. 
Tabla 5. 
Normas relacionadas a acueductos 
 
 
Norma 
 
Contenido 
 
Aplicación 
 
Resolución 1096 de 
2000 del Ministerio 
de Desarrollo 
Económico 
Guía para establecer caudales 
correspondientes al acueducto 
teniendo en cuenta parámetros 
presentados en el reglamento 
como lo es el nivel de 
complejidad del sistema 
Define las presiones 
admisibles en la red, criterios 
de diseño, calidad del agua de 
las fuentes abastecedoras y los 
conceptos técnicos básicos de 
un sistema de abastecimiento 
 
 
Ley 142 de 1994 
Por la cual se establece el 
régimen de los servicios 
públicos domiciliarios y se 
dictan otras disposiciones 
Se aplica a los servicios 
públicos domiciliarios, 
garantizar la calidad del bien 
objeto del servicio público y la 
ampliación permanente de la 
cobertura 
 
 
Decreto 475 de 1998 
Por el cual se expiden normas 
técnicas de calidad del agua 
potable. 
Se regulan las actividades 
relacionadas con la calidad del 
agua potable para consumo 
humano 
 
 
 
Decreto 1575 de 
2007 
Por el cual se establece el 
sistema para la protección y 
control de la calidad del agua 
para consumo humano. 
 
Se aplica para establecer el 
sistema para la protección y 
control de la calidad de agua, 
con el fin de monitorear, 
prevenir y controlar los riesgos 
para la salud humana causados 
por su consumo. 
 
 
 
Norma 
 
Contenido 
 
Aplicación 
 
 
Decreto 3102 de 
1997 
Por el cual se reglamenta el 
artículo 15 de la Ley 373 de 1997 
en relación con la instalación de 
equipos, sistemas e implementos 
de bajo consumo de agua. 
 
Conocer el consumo mensual 
promedio de cada usuario 
medido en condiciones 
normales. 
 
 
 
Decreto 302 de 2000 
Por el cual se reglamente la ley 
142 de 1994, en materia de 
prestación de los servicios 
públicos domiciliarios de 
acueducto y alcantarillado 
 
Conjunto de normas que 
regulan las relaciones entre la 
entidad prestadora de servicios 
públicos de acueducto y 
alcantarillado y los 
suscriptores y usuarios actuales 
y potenciales. 
 
 
 
 
Decreto 552 de 2011 
Por el cual se dictan medidas 
para mejorar las condiciones de 
prestación de los servicios de 
agua potable y saneamiento 
básico por parte de comunidades 
Mejorar las condiciones del 
servicio del acueducto prestado 
a las comunidades, en 
acueductos comunitarios, en 
áreas rurales. 
 
organizadas en acueductos 
comunitarios 
 
 
 
 
Decreto 1077 de 
2015 libro 1 parte 2 
titulo 1 articulo 
1.2.1.1 
Por medio del cual se expide el 
decreto único reglamentario del 
sector vivienda, ciudad y 
territorio. 
Comisión de regulación de agua 
potable y saneamiento básico 
 
Comisión de regulación tiene 
la función de regular los 
monopolios en la prestación de 
los servicios públicos, cuando 
la competencia no sea, de 
hecho, posible y en los demás 
casos la de promover la 
competencia entre quienes 
presten los servicios públicos, 
para que las operaciones sean 
económicamente eficientes. 
 
 
Ley 1753 de 2015 
título III capítulo 1 
articulo 18 
Competitividad de 
infraestructura estratégicas 
Condiciones especiales de 
prestación de servicio en zonas 
de difícil acceso. 
 
La comisión de regulación de 
agua y saneamiento básico 
regula los esquemas 
diferenciales de prestación de 
servicios de acueducto, 
alcantarillado y aseo. 
 
Norma 
 
Contenido 
 
Aplicación 
 
 
 
 
Decreto 1898 de 
2016 
Por el cual se adiciona el titulo 7, 
capitulo1, a la parte 3, del libro 2 
del decreto 1077 de 2015, que 
reglamente parcialmente el 
artículo 18 de la ley 1753 de 
2015, en lo referente a esquemas 
diferenciales para la prestación 
de los servicios de acueducto, 
alcantarillado y aseo en zonas 
rurales 
 
Promover la prestación de 
servicios de acueducto, 
alcantarillado y aseo y 
aprovisionamiento de agua 
potable y saneamiento básico 
en zonas rurales. 
Resolucion 2320 de 
2009 
Por el cualse modifica el 
artículo 67 de la Resolución 
1096 de 2000 y el artículo 69 de 
la Resolución 1096 de 2000 
Periodos de diseños dependen 
del nivel de complejidad bajo, 
medio y medio alto 25 años, 
alto 30 años, dotaciones netas 
máximas dependiendo del 
clima. 
 
 
 
 
Fuente: Autores 
 
4. Metodología 
 
Las actividades que se desarrollaron en el presente documento se cumplieron con las 
siguientes fases: 
4.1 Recopilación de información necesaria para determinar las condiciones 
actuales y futuras del acueducto Acopaz 
 
Esta actividad consistía en obtener toda la información necesaria tanto del acueducto 
como de cada uno de los usuarios obteniendo el número de registro histórico, número de 
usuarios con los que se cuenta actualmente, el consumo por usuario según registros de 
micromedición, el agua que se suministra por registros de macromedición. También fue 
importante contar con un mapa de zonas de expansión del área urbana y suburbana, se 
realizaron aforos de caudal en la fuente abastecedora y en la bocatoma, se analizaron las 
especificaciones de la PTAP, tanques de almacenamiento y la red de distribución. 
 
4.2 Determinación de la oferta y la demanda de agua del acueducto 
comunitario 
 
Luego de realizar la actividad anterior donde se obtuvo la información y se realizó el 
respectivo trabajo de campo se realizaron las siguientes actividades 
 
4.2.1 Caracterización de la demanda actual incluyendo varios criterios: 
caudal medio, caudal máximo horario, caudal máximo diario, perdidas, 
dotación percapital y densidad de usuarios 
 
Para esta actividad se tuvo en cuenta los usuarios adscritos. De acuerdo con esto se 
miró en campo haciendo el recorrido por cada una de las viviendas y predios existentes, 
la cantidad de habitantes por cada usuario y teniendo en cuenta la medición del 
micromedidor y el macromedidor se averiguó la cantidad de personas/usuario y así se 
determinó la dotación bruta para poder determinar la dotación neta, posteriormente se 
definen las pérdidas y con esto la dotación bruta. 
Se afora tanto en la fuente abastecedora cono en la bocatoma, con este dato y con 
ayuda de la dotación bruta se determina la demanda que alcanza a cubrir este caudal, 
luego de esto se halla caudal máximo horario, caudal máximo diario y caudal de diseño. 
4.2.2 Determinar la demanda futura y áreas de expansión 
 
Para determinar la demanda futura hasta el año 2062 (año en el cual se proyecta la 
ocupación del 100% del área), primero se hallan las áreas de expansión por medio de un 
plano en el programa AutoCad georreferenciado, el cual tomamos del plan de 
ordenamiento territorial vigente del municipio de Sibaté, después de esto se mide el área 
total del perímetro urbano y posteriormente se procede a medir el área construida; con 
esto se saca el área de expansión; después se halla la demanda futura. 
 
4.2.3 Capacidad actual del acueducto, caudal de la fuente abastecedora, 
condiciones de la red de distribución, especificaciones de planta de 
tratamiento y modelación de red en epanet. 
 
Se realiza el aforo del caudal tanto en la fuente abastecedora como en la bocatoma. 
Con estos se analizan si ese caudal puede cubrir la demanda a futuro, a continuación, se 
procede a revisar las características con las que cuenta la planta de tratamiento; también 
se tienen en cuenta las especificaciones con las que cuenta la red existente, con ayuda de 
la proyección de la población se realiza una distribución de la población para finalmente 
modelar la red en el programa EPANET, se coloca una curva de modulación para 
observar cómo se comporta la red de distribución tanto en hora de menor consumo 
como en hora de mayor consumo y así conocer las presiones y los posibles problemas 
que puede presentar la red actual y a futuro. 
4.3 Plan de optimización y expansión para acueducto comunitario del barrio La 
Paz, municipio Sibate. 
 En esta fase se da un plan de mejoramiento de acuerdo con preguntas orientadoras, 
parámetros y procedimientos. 
Se tuvo en cuenta el caudal tanto de la fuente abastecedora como el de la bocatoma para 
observar si ese caudal alcanzaba a suplir la demanda que se va a tener a futuro de 
acuerdo con la expansión que se llegara a presentar. 
En base a lo anterior se realizaron aforos en la fuente abastecedora y en la bocatoma. 
Para saber el caudal máximo que podría transitar por las tuberías se realizó el 
modelamiento de la red en EPANET para así poder respetar las presiones mínimas y 
máximas 
5. Viabilidad de expansión y optimización para el acueducto comunitario 
“Acopaz” 
 
5.1 Determinación de la oferta y demanda 
 
5.1.1 Caracterización demanda: número de usuarios y habitantes actuales, 
determinación de dotación y pérdidas, y hábitos de consumo 
 
De acuerdo con el censo de usuarios realizado por el personal del acueducto en 
febrero de 2017, se determinó un total de 241 usuarios y 909 habitantes, para un 
promedio de 3,77 hab/usuario. Este último valor es de gran importancia para la 
proyección de la demanda futura en cada nodo. 
Tabla 6. 
Número de usuarios y habitantes 
 
 
Número de 
usuarios actuales 
 
241 
 
Número de 
habitantes actuales 
 
909 
Fuente: Acueducto comunal barrio la paz (Acopaz) 
 
𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎𝑠/𝑢𝑠𝑢𝑎𝑟𝑖𝑜 =
909ℎ𝑎𝑏
241𝑢𝑠𝑢𝑎𝑟𝑖𝑜
 (6) 
 
𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎𝑠/𝑢𝑠𝑢𝑎𝑟𝑖𝑜 = 3,77 ℎ𝑎𝑏/𝑢𝑠𝑢𝑎𝑟𝑖𝑜 
 
Se obtuvieron los registros del micromedidor como del macromedidor 
correspondientes a febrero de 2017 (ver Anexo 1 y 2). En la tabla No. 7 se muestra la 
sumatoria del volumen de agua en el mes, logrando identificar una diferencia 
260m3/mes, que corresponde a las pérdidas técnicas y agua no contabilizada. 
 
 
Tabla 7. 
Micromedidor y macromedidor 
 
 
MICROMEDIDOR 2017 
(m3/mes) 
 
MACROMEDIDOR 
2017 (m3/mes) 
 
3143 
 
3403 
Fuente: Acueducto comunal barrio la paz (Acopaz) 
 
Para determinar la dotación neta se tiene en cuenta la sumatoria de los 
micromedidores y la cantidad de usuarios. Siguiendo el procedimiento mostrado en las 
ecuaciones 7 y 8 se llega a una dotación de 123,49 l/hab*día, guardando 
correspondencia con las dotaciones establecidas en el RAS para un nivel de complejidad 
medio-alto en clima frío. 
𝑃𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑚𝑖𝑐𝑟𝑜 =
3143 𝑚3/𝑚𝑒𝑠
241 𝑢𝑠𝑢𝑎𝑟𝑖𝑜𝑠
 (7) 
 
𝑃𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑚𝑖𝑐𝑟𝑜 = 13,04 𝑚3/𝑢𝑠𝑢𝑎𝑟𝑖𝑜𝑠 ∗ 𝑚𝑒𝑠 
 
𝐷𝑛𝑒𝑡𝑎 =
13,04 𝑚3/𝑢𝑠𝑢𝑎𝑟𝑖𝑜 ∗ 𝑚𝑒𝑠
3,77 ℎ𝑎𝑏/𝑢𝑠𝑢𝑎𝑟𝑖𝑜
 (8) 
 
𝐷𝑛𝑒𝑡𝑎 = 3,46
𝑚3
ℎ𝑎𝑏
∗ 𝑚𝑒𝑠 
 
𝐷𝑛𝑒𝑡𝑎 =
(3,46 𝑚3/ℎ𝑎𝑏 ∗ 𝑚𝑒𝑠) ∗ 1000
28 𝑑𝑖𝑎𝑠 
 
 
𝐷𝑛𝑒𝑡𝑎 = 123,49 𝑙/ℎ𝑎𝑏 ∗ 𝑑𝑖𝑎 
 
 
Para determinar las pérdidas se tiene en cuenta la medida tanto del micromedidor 
como del macromedidor (ver Tabla 7). Aplicando la ecuación No. 9 se determinó un 
porcentaje de pérdidas del 7,64%, siendo inferior al límite permitido en el RAS (25%). 
 
% 𝑃é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 =
(3403𝑚3/𝑚𝑒𝑠 − 3143𝑚3/𝑚𝑒𝑠)
3403𝑚3/𝑚𝑒𝑠
∗ 100 (9) 
 
% 𝑃é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 = 7,64% 
 
Al incluir estas pérdidas se determina una dotación bruta de 133,70 l/hab*día, tal 
como se muestra en la ecuación 10. 
 
𝐷𝑏𝑟𝑢𝑡𝑎 =
123,49 𝑙/ℎ𝑎𝑏 ∗ 𝑑𝑖𝑎
(1 − 0,0764)
 (10) 
 
𝐷𝑏𝑟𝑢𝑡𝑎 = 133,70 𝑙/ℎ𝑎𝑏 ∗ 𝑑𝑖𝑎 
 
Para conocer la distribución del caudal consumido a lo largo del día, se construyó la 
curva de modulación, tomando como insumo los registros horarios del macromedidor 
del acueducto municipal, entendiendo que los hábitos de consumo son similares para 
todos los habitantes del área urbana de Sibate, independiente del acueducto que presta el 
servicio. Los registros disponibles se toman cada 4 horas, y para la obtención de los 
coeficientes que componen la curva de modulación fue necesario dividir el caudal 
registrado para cada hora en la curva de consumo entre el valor medio registrado en esta 
misma. 
Tabla 8. 
Datos curva de calibración 
Tiempo 
(Hora) 
Coeficiente 
1 0,41 
5 1,68