EMPRESA DEPARTAMENTAL DE SERVICIOS PUBLICOS DE BOYAC S.A. E.S.P

PLAN DE MONITOREO HIDRULICO DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE MIRAFLORES DEPARTAMENTO DE BOYAC

MUNICIPIO DE MIRAFLORES DEPARTAMENTO DE BOYAC

2014

EMPRESA DEPARTAMENTAL DE SERVICIOS PUBLICOS DE BOYACA S.A E.SPCarrea 10 N 20-50 3 PISO Correo Electrnico empresa@espb.gov.coTunja- Boyac

TABLA DE CONTENIDO1SELECCIN DE PUNTOS DE MONITOREO32INSTALACION DE LOS ELEMENTOS DE MEDICION43TOMA DE LECTURA84REPORTE DE RESULTADOS94.1Niveles del Tanque94.2Pitometra Punto 1104.3Pitometra Punto 2104.4Pitometra Punto 3114.5Pitometra Punto 4114.6Pitometra Punto 5124.7Pitometra Punto 6135ANALISIS135.1Presin Punto 2135.2Presin Punto 3145.3Presin Punto 4155.4Presin Punto 5165.5Presin Punto 6175.6Presin en Todos los Puntos185.7CALIBRACION DEL MODELO19ENSAYO DE PITOMETRACASCO URBANO MUNICPIO-MIRAFLORES

iINFORME FINAL DE ACTIVIDADES Y PRESENTACIN DE RESULTADOS DEL PLAN DE MONITOREO HIDRULICO DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE MIRAFLORES DEPARTAMENTO DE BOYAC

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Realizar con el ensayo de Pitometra el plan de monitoreo de variables hidrulicas del sistema de acueducto del municipio de Miraflores BoyacOBJETIVOS ESPECFICOS

* Realizar la medicin y registro de presin dinmica en los puntos de presin definidos para el Sistema de Redes del Acueducto Urbano del Municipio de Miraflores.* Realizar la medicin de niveles en los tanques de almacenamiento y el registro de presin dinmica en los macro medidores de la planta de tratamiento de agua potable El Bosque del municipio de Miraflores.

JUSTIFICACIN

Los objetivos, proyectos y programas de optimizacin y desarrollo de un sistema de distribucin, parten de la interpretacin e identificacin de las condiciones actuales de servicio; las cuales son el principal indicador de la eficiencia de operacin del sistema, y se relacionan a condiciones operativas como la continuidad, la cobertura, y la calidad de servicio; entendida esta ltima como condiciones eficientes y aceptables de presin, cantidad y potabilidad del agua. Estas variables pueden ser establecidas midiendo las principales variables operativas de la red como son el caudal y la presin. Esta situacin, y la necesidad de simular mediante modelos computacionales el comportamiento del sistema determinan la necesidad de conocimiento de las variables hidrulicas que definen el comportamiento hidrulico del sistema de acueducto del municipio todo esto con el fin de relacionarlas con el diseo de la nueva red, la cual suministrara agua potable a 123 usuarios de la vereda Ayata del municipio de Miraflores.

1. TOMA DE DATOS Y PLAN DE MONITOREO

Esta actividad es fundamental para el anlisis del comportamiento actual del sistema de distribucin del municipio de Miraflores; y consisti en la medicin de presiones con manmetros ensamblados con los accesorios adaptados para el tipo de tubera y las condiciones hidrulicas del sector. Estos equipos manejan rangos de 0 100 psi y 0-30 psi dependiendo de las presiones que maneja el sector, los cuales fueron dispuestos en los diferentes puntos de monitoreo construidos en el municipio.Esta tarea de medicin se realiz entre el 27 de Mayo y el 28 de Mayo de 2014 para 15 puntos instalados en el sistema de acueducto. La medicin tuvo una duracin de 1 da, con medicin simultnea en los 15 puntos de monitoreo de presin. El rango de medida utilizado para la captura de datos, fue de una hora. Los datos medidos fueron reportados en un formato utilizado para cada punto de monitoreo para posteriormente ser procesada y consolidada en este informe.Se contempl la medicin y registro de alturas de lminas de agua del tanque de distribucin de la Planta de Tratamiento de agua potable y el tanque de almacenamiento El Bosque, y la lectura de los macro medidores, dicha lectura se llev a cabo en la salida de la planta de potabilizacin. Bsicamente la actividad se realiz con el fin de determinar la curva tpica de demanda de agua en las redes.Durante la prueba de monitoreo hidrulico del sistema de acueducto o prueba de Pitometra, se diligencio un formato de campo, el cual contiene la informacin de la medicin recolectada cada hora de los equipos y permite de forma general validar la informacin recolectada por los equipos. En este formato se recolectaron datos valiosos como direccin y lugar de ubicacin geogrfica del punto de monitoreo, lectura con manmetro de la presin instantnea del punto de monitoreo y hora de la toma de muestra, datos que sern claves durante el proceso de construccin de modelos hidrulicos, ya que definen las condiciones iniciales del sistema durante el monitoreo. Adicionalmente estos resultados permiten la produccin y anlisis de informacin como: promedios de presin, presiones mximas y mnimas por punto de monitoreo, horas de mximas y mnimas presiones, tambin es posible presentar los datos de forma grfica para mejor interpretacin, los cuales representan el valor y comportamiento de la demanda del sistema, es decir la curva de demanda caracterstica para el sector.

DISPONIBILIDAD DE EQUIPOS.La E.S.P.B para la ejecucin del plan de monitoreo los siguientes equipos:

MANOMETROS

DESCRIPCIONCANTIDAD

Manmetro en Glicerina marca Astro 200 psi 2 Unidades

Manmetro en Glicerina marca FR 100 psi4 Unidades

Manmetro en Glicerina marca FTB 30 psi2 Unidades

Manmetro seco marca Winters 200 psi 0.5% de precisin7 Unidades

TOTAL15 Unidades

EQUIPOS DE APOYO

DESCRIPCION

CANTIDAD

Flexmetro 5m marca Lufkin1 Unidad

Geo referenciador Satelital Oregn 550 T 1 Unidad

DESCRIPCIN TCNICA MANOMETRO GLISERINA ____________________(FOTO)DESCRIPCIN TCNICA MANOMETRO SECO WINTERS 200 psi(FOTO) DESCRIPCIN TCNICA FLEXOMETRO LUFKIN____________________(FOTO)

DESCRIPCIN TCNICA GPS ____________________(FOTO)

DISPONIBILIDAD DE PERSONALLa coordinacin y direccin del plan de monitoreo estuvo a cargo de un ingeniero Fabin Leonardo Parra, adicionalmente se cont con el apoyo en campo de un ingeniero de apoyo, un tcnico en agua potable, un tecnlogo en Obras Civiles, un equipo de cuatro personas de apoyo en la toma de datos y el apoyo del fontanero del municipio.

COORDINACIN OPERATIVA

La ejecucin General del operativo se describe a continuacin:

lunes 26 de mayo de 2014: Desplazamiento de los funcionarios E.S.P.B Tunja Miraflores. Coordinacin del operativo con la Empresa de Servicios Pblicos de Miraflores Reconocimiento de la PTAP y de los puntos de muestreo. Verificacin de los accesorios para la instalacin de los equipos segn el tipo de tubera de la red (dimetro, longitud del tubo del acople). Instalacin de los 15 puntos de presin. Verificacin equipos de presin.

Martes 27 al mircoles 28 de mayo de 2014:

Toma de datos en cada punto de presin y lecturas en macro medidores y lminas de agua en los tanques. Prueba de hidrantes Verificacin, desmonte de equipos en puntos de presin.

PLAN DE MONITOREO

Realizado entre el 27 de mayo (10:00 am) y el 28 de mayo (11:00am) para 15 de los puntos de monitoreo definidos. Se seleccionaron cuatro puntos en la red de conduccin, un punto a la salida del tanque de la Planta de Tratamiento y otro antes de la red de distribucin 1 y un punto a la salida del tanque El bosque y otro antes de la red de distribucin 2, los dems puntos se instalaron en el la red de distribucin del municipio. PROTOCOLO DE INSTALACION DE EQUIPOSSe organizaron los equipos, accesorios y materiales.

DESCRIPCIONESPECIFICACION

Equipos: Manmetros de presin.30 PSI100 PSI 200 PSI

Accesorios: Tubos, collares de derivacin, uniones, adaptadores (hembra-macho), codos, tapones, filtros, vlvulas de apertura.Dimetros:, 1, 3,

Materiales: Cinta tefln, pegante, limpiador.

Manmetros de presin, tubos, accesorios de conexin, filtros, vlvulas de apertura y soporte para la tubera filtro. Usa el plstico si es posible para los tubos y accesorios, y los accesorios complementarios tambin hacen que este proyecto sea mucho ms fcil.Montaje:1. Se localiza el punto de ensayo, el cual con anterioridad se indago sobre el dimetro y el material de la tubera, con el fin de llevar el acople adecuado.

2. 2Quita el tapn del extremo del punto de prueba, si procede, a continuacin, empuja el cono de goma en el extremo del tubo del manmetro, sobre el extremo del punto de valor o de prueba en el tubo. Los mtodos de conexin varan as que consulta el manual del fabricante antes de usar.3. 3Asegrate de que el manmetro est firmemente sellado a la tubera. Abre la llave, si est presente, para completar la conexin entre el manmetro y el tubo. Permanece con el manmetro y observa la lectura en el marcador o pantalla. Esto muestra la presin en la tubera.4. 4Cierra la llave, si est abierta y luego retira el manmetro de la tubera. Vuelve a colocar el tapn en el extremo del tubo de prueba y asegrate de que es seguro.

Los puntos monitoreados fueron:

NoPunto de MonitoreoDireccinRed a la que pertenececoordenadas

1Collarn TanquePlanta de TratamientoTanque PTAPX 1103596, Y 1066099

2Purga el BosqueEntrada Tanque El BosqueTanque El BosqueX 1103571 Y 1066131

3Tanque El BosqueSendero El BosqueTanque El BosqueX 1103540, Y. 1066168

4Pto de Monitoreo La VirgenCll 2 - Kr 8Tanque PTAPX 1103586 Y. 1066204

5Red Cogollo GalpagoCll 1 - Kr 10ATanque PTAPX 1103596, Y. 1066099

6Casa Jairo MndezCll 1 Kr 10Tanque PTAPX 1103072, Y 1066054

7Esquina LsmesKr 14 Cll 8 EsquinaTanque PTAPX 1103596, Y. 1066925

8El ChavoKr 6 Cll 10Tanque El BosqueX 1103672 Y 1066752

9Santa BrbaraCll 4 Kr 2Tanque PTAPX 1104047 Y 1066099

10Parque principalCll 3 Kr 7Tanque El BosqueX 1103498 Y 1066345

11ColiseoPolideportivo MirafloresTanque PTAPX 1103023 Y. 1066232

12Plaza de TorosKr 7 Cll 7ATanque El BosqueX 1103780 Y 1066641

13El PradoCll 6 Kr 11aTanque El BosqueX 1103319, Y 1066680

14Cancha de Futbol Cll 3 Kr 13Tanque PTAPX 1102922 Y 1066272

15Sr LavatnCll 6 Kr 13Tanque El BosqueX 1103097 Y 1066714

El monitoreo cont con el diligenciamiento de un formato, en el que se establece informacin relevante del inicio del plan de monitoreo como: punto monitoreado, coordenadas, direccin del lugar de instalacin, presin psi y hora de ensayo.Como resultado principal de la actividad , se presenta a continuacin: en la figuras 5- Resultados Consolidados presin medidos en campo, en la Figura 6 Grfica de niveles en el tanque y en la figura 7 Grfica de presiones; se presenta informe detallado consolidado y grficas de los niveles en los tanques y presiones monitoreadas. Los formatos de toma de presiones se muestran en el anexo---- y el registro fotogrfico de cada punto en el anexo-----.

SELECCIN DE PUNTOS DE MONITOREO

La primera actividad consiste en definir la ubicacin de los puntos de monitoreo a travs de la red de acueducto del municipio. Para ello se debe considerar las diferentes referencias de presin que se puedan presentar dentro de la red.Una vez definidos los puntos de monitoreo se debe realizar un boceto de los lugares donde se instalaran los equipos, con toda la informacin relevante de la tubera, tales como dimetro y material. Como se puede observar en la figura 1 se seleccionaron seis puntos de monitoreo, uno a la salida del tanque de almacenamiento, otro a la entrada de la red de distribucin y cuatro puntos en el sistema de distribucin de agua potable.

Figura 1: UBICACIN DE LOS PUNTOS DE MONITOREO

Punto 1Punto 2Punto 3Punto 4Punto 5Punto 6

INSTALACION DE LOS ELEMENTOS DE MEDICION

Para la instalacin de los elementos de medicin se debe tener en cuenta la informacin de la tubera en cuanto a dimetro y material en el punto de monitoreo, una vez recolectada esta informacin se procede a realizar la instalacin de los equipos de medicin.Se debe aclarar que para la instalacin de los puntos de monitoreo es necesario suspender el servicio agua potable.Para los puntos seleccionados en la lnea de conduccin se realizaron los siguientes procedimientos:

1. Realizar una excavacin lo suficientemente amplia alrededor de la tubera.

1. Realizar un orificio en la tubera de conduccin.

1. Limpiar la tubera para la instalacin del collar de derivacin.

1. Quitar la tuerca y el buje del collar.

1. Instalar la cincha del collar en el tubo, girndolo sobre este.

1. Ubicar el collarn en la parte de arriba dejando libre el orificio realizado.

1. Ajustar el buje en el collar y enroscar la tuerca para ajustarlo.

1. Instalar el adaptador hembra con cinta de tefln en el collar de derivacin.

1. Instalar la tubera en el adaptador hembra la cual sostendr el manmetro.

Para la instalacin de los puntos en la red de distribucin se realiz de acuerdo a los siguientes procedimientos:

1. Realizar un corte en la tubera.

1. Instalar el accesorio que sea necesario (codo, tee) para la instalacin del manmetro.

1. Instalar el conjunto de accesorios ensamblados previamente (registro, adaptador,) el cual sostiene el manmetro.

TOMA DE LECTURA

La toma de lecturas se efectuaron en los seis puntos de monitoreo cada hora durante veinticuatro horas.Para el registro de la presin se debe identificar el punto de monitoreo y registrar la lectura de acuerdo a la hora de toma, se recomienda confirmar la lectura para mayor confiabilidad de los datos.En este procedimiento el personal debe ubicarse en frente del medidor de presin y registrar la lectura que reporta la manecilla.

REPORTE DE RESULTADOS

Los resultados obtenidos en el monitoreo de 24 horas se reportan a continuacin: Niveles del TanqueLos niveles del tanque se reportaron cada hora durante las 24 horas. La siguiente tabla reporta los resultados obtenidos.Se aclara que el rea del tanque es de 23,76 m2.HORAH LAMINA DE AGUA (m)VOLUMEN (m3)DT(H)CAUDAL (l/S)CAUDAL (L/s) MACROMEDIDORHORA AFORO

12,2854,1728360015,04811,6666:30

22,3656,0736360015,57611,6637:30

32,3656,0736360015,57611,6028:30

42,3555,836360015,5111,5989:30

52,3956,7864360015,77411,60210:30

62,4157,2616360015,90611,60611:30

72,4457,9744360016,10411,61012:30

82,4658,4496360016,23611,61413:30

92,4457,9744360016,10411,61714:30

102,2854,1728360015,04811,62115:30

112,3355,3608360015,37811,62516:30

122,2854,1728360015,04811,62917:30

132,2854,1728360015,04811,63318:30

142,354,648360015,1811,63819:30

152,3154,8856360015,24611,64120:30

162,3355,3608360015,37811,64521:30

172,2954,4104360015,11411,64922:30

182,2753,9352360014,98211,65223:30

192,2854,1728360015,04811,6550:30

202,2753,9352360014,98211,6571:30

212,2854,1728360015,04811,6592:30

222,2753,9352360014,98211,6613:30

232,2854,1728360015,04811,6634:30

242,2653,6976360014,91611,6665:30

De acuerdo a los datos obtenidos, se puede observar que el volumen presenta menores variaciones en la altura de la lmina de agua, debido a .Por lo tanto, estos resultados no sern tenidos en cuenta para la calibracin del modelo. Pitometra Punto 1Los resultados reportados en el punto 1 no sern registrados, debido a que no se reportaron variaciones de presin, ya que el primer punto de monitoreo se encontraba al mismo nivel de salida del tanque de almacenamiento.Pitometra Punto 2Resultados obtenidos en punto de monitoreo numero 2: HORAPRESION (P.S.I)PRESION (m.c.a)Q red (L/s)HORA DE ENSAYO

12819,6911,6666:30

23222,5011,6637:30

33625,3111,6028:30

45538,6711,5989:30

54833,7511,60210:30

64934,4511,60611:30

74934,4511,6112:30

87653,4411,61413:30

97250,6311,61714:30

105840,7811,62115:30

116545,7011,62516:30

127955,5511,62917:30

139063,2811,63318:30

149264,6911,63819:30

157653,4411,64120:30

168257,6611,64521:30

178056,2511,64922:30

188056,2511,65223:30

196243,5911,6550:30

206243,5911,6571:30

216243,5911,6592:30

226243,5911,6613:30

236042,1911,6634:30

244028,1311,6665:30

Pitometra Punto 3Resultados obtenidos en punto de monitoreo numero 3: HORAPRESION (P.S.I)PRESION (m.c.a)Q red (L/s)HORA DE ENSAYO

12618,2811,6666:30

22014,0611,6637:30

33625,3211,6028:30

45236,5711,5989:30

54632,3511,60210:30

64934,4611,60611:30

74934,4611,6112:30

87653,4511,61413:30

96847,8211,61714:30

105740,0811,62115:30

116545,7111,62516:30

128459,0711,62917:30

139264,7011,63318:30

148962,5911,63819:30

157955,5611,64120:30

168257,6711,64521:30

177854,8511,64922:30

187854,8511,65223:30

196042,1911,6550:30

206042,1911,6571:30

216042,1911,6592:30

226243,6011,6613:30

235840,7911,6634:30

243927,4311,6665:30

Pitometra Punto 4Resultados obtenidos en punto de monitoreo numero 4: HORAPRESION (P.S.I)PRESION (m.c.a)Q red (L/s)HORA DE ENSAYO

174,9211,6666:30

2139,1411,6637:30

315,510,9011,6028:30

44833,7611,5989:30

53423,9111,60210:30

63323,2111,60611:30

73323,2111,6112:30

86042,1911,61413:30

95740,0811,61714:30

104430,9411,62115:30

115035,1611,62516:30

126042,1911,62917:30

137653,4511,63318:30

146545,7111,63819:30

156344,3011,64120:30

166243,6011,64521:30

176445,0111,64922:30

186445,0111,65223:30

194430,9411,6550:30

204430,9411,6571:30

214430,9411,6592:30

224028,1311,6613:30

233826,7211,6634:30

242819,6911,6665:30

Pitometra Punto 5Resultados obtenidos en punto de monitoreo numero 5: HORAPRESION (P.S.I)PRESION (m.c.a)Q red (L/s)HORA DE ENSAYO

12215,4711,6666:30

22517,5811,6637:30

326,518,6411,6028:30

44833,7611,5989:30

54934,4611,60210:30

64934,4611,60611:30

77754,1511,6112:30

87250,6311,61413:30

96948,5211,61714:30

105639,3811,62115:30

116948,5211,62516:30

127653,4511,62917:30

137754,1511,63318:30

148861,8811,63819:30

157653,4511,64120:30

167854,8511,64521:30

177854,8511,64922:30

187854,8511,65223:30

196042,1911,6550:30

206042,1911,6571:30

216042,1911,6592:30

225639,3811,6613:30

235941,4911,6634:30

243625,3211,6665:30

Pitometra Punto 6Resultados obtenidos en punto de monitoreo numero 6: HORAPRESION (P.S.I)PRESION (m.c.a)Q red (L/s)HORA DE ENSAYO

11611,2511,6666:30

22618,2811,6637:30

31812,6611,6028:30

43826,7211,5989:30

54330,2411,60210:30

64430,9411,60611:30

77351,3411,6112:30

87653,4511,61413:30

96445,0111,61714:30

105236,5711,62115:30

115639,3811,62516:30

128459,0711,62917:30

137552,7411,63318:30

148056,2611,63819:30

157452,0411,64120:30

167955,5611,64521:30

177854,8511,64922:30

187854,8511,65223:30

195740,0811,6550:30

205740,0811,6571:30

215639,3811,6592:30

225538,6811,6613:30

235840,7911,6634:30

243524,6111,6665:30

ANALISIS

Presin Punto 2El comportamiento de la presin en el punto 2 trabaja con presiones que oscilan entre los 20 y 70 m.c.a. Presenta cuatro picos de presin los cuales se reportan a la hora 4 (9:30), 8 (13:30) y 14 (19:30). A la hora 1 (6:30) la presin empieza a ascender hasta llegar a un pico de 38,67 m.c.a. en la hora 4 (9:30) la cual posteriormente empieza a descender y permanecer estable durante las tres horas siguientes para de nuevo presentar un pico en la hora 8 (13:30) con una presin de 53,44 m.c.a. De nuevo esta vuelve a descender hasta llegar a una presin de 40,78 m.c.a. en la hora 10 (15:30) para empezar de nuevo a subir significativamente alcanzando una presin de 64,69 m.c.a. en la hora 14 (19:30) y esta empieza a descender en todo el transcurso de la prueba.

Presin Punto 3El punto 3 presenta variaciones de presin en todo el transcurso de las 24 horas. El comportamiento de la presin en el da fue de manera ascendente presentando dos subidas importantes de presin a las horas 4 (9.30) y 8 (13:30), sin embargo el registro ms alto de presin se report a la hora 13 (18:30) con una presin de 64,7 m.c.a. En horas de la noche la presin empez a descender hasta llegar a una presin de 42,19 m.c.a. a la hora 19 (0:30) y permanecer estable durante las cuatro horas siguientes y finalmente desciende hasta alcanzar una presin de 27,43 m.c.a.

Presin Punto 4La presin en el punto 4 presenta tres subidas de presin importantes en el transcurso del da. En horas de la maana la presin asciende hasta alcanzar una presin de 33,76 m.c.a. en la hora 4 (9:30) y de nuevo desciende y permanece estable durante las prximas tres horas. El siguiente pico de presin se reporta a la hora 8 (13:30) con una medicin de 42,19 m.c.a. pero el registro con la presin ms alta se report en la hora 13 (18:30) con una presin de 53,45 m.c.a. a partir de este punto la presin empieza a descender. El pico ms bajo de presin se present en la hora 1 (6:30) con una presin de 4,92 m.c.a.

Presin Punto 5La presin en el punto 5 reporto un ascenso en todo el transcurso de la maana hasta llegar a una presin de 54,15 m.c.a. en la hora 7 (12:30), a partir de esta hora la presin desciende y llega a una presin de 39,38 m.c.a. en la hora 10 (15:30), sin embrago esta vuelve y asciende hasta presentar el reporte ms alto de presin en la hora 14 (19:30) con una presin de 61,88 m.c.a. pero a partir de este registro la presin desciende en todo el transcurso de la noche y la madrugada.

Presin Punto 6El monitoreo del punto 6 presenta variaciones de presin importantes en todo el transcurso de las 24 horas. En horas de la maana la presin asciende significativamente hasta alcanzar una presin de 53,45 m.c.a. en la hora 8 (13:30) y desciende hasta alcanzar una presin de 36,47 m.c.a. en la hora 10 (15:30) pero est de nuevo sube hasta alcanzar la presin mxima de 59,07 m.c.a. en la hora 12 (17:30), en las siguientes horas presenta variaciones de presin pero la ms significativa se presenta en la hora 19 (00:30), cuando la presin baja hasta un registro de 40,08 m.c.a. y permanece estable durante las cuatro horas siguientes hasta bajar de nuevo la presin.

Presin en Todos los PuntosComo se puede observar en la grfica todos los puntos de monitoreo presentan un comportamiento similar en todo el trascurso de las 24 horas.Las presiones ms bajas en comparacin a los dems puntos de monitoreo las presenta el punto 4 el cual se encuentra ubicado en la zona crtica del sistema de acueducto debido a la topografa misma del terreno.

CALIBRACION DEL MODELO