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Proceso De Captación Permeable Usando Sistemas Celulares
Geosintéticos Que Mejoren La Disponibilidad De Agua En El Municipio
De San Juan De Río Seco
Autor
Sergio Daniel Orjuela Vargas
Tutor
Ing. Álvaro Jiménez
Universidad Distrital Francisco José De Caldas
Especialización en Gestión de Proyectos de Ingeniería
Facultad de Ingeniería
Bogotá, Colombia
febrero de 2019
Proceso De Captación Permeable Usando Sistemas Celulares Geosintéticos Que Mejoren La
Disponibilidad De Agua En El Municipio De San Juan De Río Seco
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CONTENIDO
INDICE DE ILUSTRACIONES ........................................................................................... 4
INDICE DE ECUACIONES ................................................................................................ 4
INDICE DE TABLAS .......................................................................................................... 5
INDICE DE GRÁFICOS ..................................................................................................... 6
RESUMEN ......................................................................................................................... 7
PALABRAS CLAVE ........................................................................................................... 7
INTRODUCCIÓN ............................................................................................................... 8
1. CONTEXTO E IDENTIFICACIÓN DEL PROYECTO .................................................. 9
2. ANÁLISIS DEL MERCADO ...................................................................................... 17
2.1 Determinación de la población ........................................................................... 18
2.2 Demanda ........................................................................................................... 21
2.3 Tarifas ............................................................................................................... 23
3. PLANIFICACIÓN DEL PROYECTO .......................................................................... 26
3.1 Matriz De Impacto.............................................................................................. 27
3.2 Partes Interesadas ............................................................................................. 30
3.3 Matriz Legal ....................................................................................................... 31
3.4 Matriz de Riesgos .............................................................................................. 32
3.5 Matriz De Objetivos ........................................................................................... 33
4. NGENIERIA DEL PROYECTO ................................................................................. 34
4.1 Diseño De Estructura ......................................................................................... 34
4.1.1 Captación y almacenamiento ...................................................................... 34
4.1.2 Bombeo y conducción ................................................................................ 37
4.1.3 Tablero eléctrico ......................................................................................... 38
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4.2 Producto: sistema de captación ......................................................................... 40
4.3 Proceso ............................................................................................................. 41
4.4 Recursos ........................................................................................................... 42
4.4.1 Estudios Técnicos ...................................................................................... 42
4.4.1.1 Levantamiento topográfico: ..................................................................... 42
4.4.1.2 Muestreo de suelos ................................................................................. 42
4.4.1.3 Ensayos de materiales ............................................................................ 43
4.4.1.4 Estudios Hídricos .................................................................................... 43
4.4.2 Diseño ........................................................................................................ 43
4.4.2.1 Diseño estructural ................................................................................... 43
4.4.2.2 Diseño de cimentación ............................................................................ 43
4.4.2.3 Diseño hidráulico..................................................................................... 44
4.4.3 Construcción............................................................................................... 44
4.4.3.1 Captación permeable .............................................................................. 44
4.4.3.2 Estructura de almacenamiento ................................................................ 44
4.4.3.3 Conducción ............................................................................................. 44
4.4.4 Ejecución .................................................................................................... 44
4.4.4.1 Operación ............................................................................................... 44
4.4.4.2 Mantenimientos ....................................................................................... 45
4.4.4.3 Evaluación de no mantenimientos ........................................................... 45
5. ESTUDIO ADMINISTRATIVO ................................................................................... 48
5.1 Organigrama ...................................................................................................... 48
5.2 Costos Asociados .............................................................................................. 48
5.3 Costos de ICONSTRUCCIÓN............................................................................ 50
6. ESTUDIO ECONÓMICO - FINANCIERO .................................................................. 52
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6.1 Analisis de Sensibilidad ..................................................................................... 55
6.1.1 IPC ............................................................................................................. 55
6.1.2 Tasa de préstamo ....................................................................................... 56
6.1.3 Duración del préstamo ................................................................................ 57
6.1.4 Variabilidad de la proyección de ventas ...................................................... 58
7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................................ 59
8. BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................... 60
INDICE DE ILUSTRACIONES
Ilustración 1 Criterios generales para la estimación de la demanda. Fuente: (Ministerio de
Ambiente y Desarrollo Sostenible, 2010) ......................................................................... 17
Ilustración 2 Diagrama de Contexto. Fuente: Autoría propia ............................................ 30
Ilustración 3 Sistema de captación ................................................................................... 35
Ilustración 4 Conexión general ......................................................................................... 38
Ilustración 5 Tablero de control ........................................................................................ 39
Ilustración 6 Proceso del proyecto ................................................................................... 41
Ilustración 7 Organigrama. Fuente: Autoría propia ........................................................... 48
INDICE DE ECUACIONES
Ecuación 1 Agua disponible ............................................................................................. 35
Ecuación 2 Caudal admisible en geotextiles .................................................................... 46
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INDICE DE TABLAS
Tabla 1 Modelo de proyección suavización exponencial. Fuente: Autoría propia ............. 19
Tabla 2 Modelo de proyección método exponencial. Fuente: Formulas Ras2000. Tablas:
Autoría propia .................................................................................................................. 20
Tabla 3 Asignación del nivel de complejidad. Fuente: RAS2000 A.3.1. ........................... 22
Tabla 4 Dotación por suscriptor según el nivel de complejidad del sistema. Fuente:
RAS2000 B.2.2. ............................................................................................................... 22
Tabla 5 Costos Diciembre 2013 Por Uso y Estrato. Fuente: Gobernación de
Cundinamarca. ................................................................................................................ 24
Tabla 6 Factores de Subsidio y Contribución. Fuente: Gobernación de Cundinamarca. .. 24
Tabla 7 Plan de calidad del proyecto. Fuente: Autoría propia. ......................................... 26
Tabla 8 Matriz de impactos. Fuente: Autoría propia. ........................................................ 28
Tabla 9 Matriz Legal. Fuente: Autoría propia ................................................................... 31
Tabla 10 Matriz de riesgos. Fuente: Autoría propia .......................................................... 32
Tabla 11 Matriz de objetivos. Fuente: Autoría propia ....................................................... 33
Tabla 12 Almacenamiento de agua .................................................................................. 36
Tabla 13 Tiempos normales de mantenimiento ................................................................ 45
Tabla 14 Tiempos máximos de mantenimiento ................................................................ 46
Tabla 15 Cuadro de Costos. Fuente: Autoría propia ........................................................ 49
Tabla 16 Costos de construcción del proyecto ................................................................. 51
Tabla 17 Variables para el análisis financiero. Fuente: Autoría propia ............................. 54
Tabla 18 Resultados del análisis financiero. Fuente: Autoría propia ................................ 55
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INDICE DE GRÁFICOS
Gráfico 1 Resumen de población. Fuente: Autoría propia, basado en datos del DANE. .. 18
Gráfico 2 Proyección de la población. Fuente: Autoría propia .......................................... 21
Gráfico 3 Proyección del consumo de agua mensual en el municipio. Fuente: Autoría
propia. ............................................................................................................................. 23
Gráfico 4 Proyección número de unidades. Fuente: Autoría propia. ................................ 25
Gráfico 5 Esquema Pestel. Fuente: Autoría propia .......................................................... 29
Gráfico 6 Incrementos anuales de tarifa fija y variable. Fuente: Autoría propia ................ 52
Gráfico 7 Proyección de ventas. Fuente: Autoría propia .................................................. 53
Gráfico 8 Proyección de ventas. Fuente: Autoría propia .................................................. 54
Gráfico 9 Sensibilidad del IPC sobre la TIR y el VPN. Fuente: Autoría propia.................. 55
Gráfico 10 Sensibilidad de la tasa de préstamo sobre la TIR y el VPN. Fuente: Autoría
propia .............................................................................................................................. 56
Gráfico 11 Sensibilidad de la proyección de las ventas variables sobre la TIR y el VPN.
Fuente: Autoría propia ..................................................................................................... 58
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RESUMEN
Existe una falencia en la disponibilidad de agua en el municipio de San Juan De Río Seco
por problemas en la captación de agua, lo que genera dificultades en la continuidad y
calidad del servicio de acueducto por falta de agua para la distribución, así como en la
calidad del agua potable, ya que no es apta para el consumo humano, generando
enfermedades en la población, principalmente en los infantes. Para solucionar este
inconveniente de disponibilidad de agua, se plantea una solución innovadora usando
filtración natural, captación permeable a través de geo-celdas, la cual cumple con
requisitos técnicos y a costos relativamente bajos.
PALABRAS CLAVE
Disponibilidad, Agua, Captación, Geo-sintético, Servicio, Sistema celular
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INTRODUCCIÓN
El acceso a agua potable es un derecho internacional y en el municipio de San Juan De
Río Seco, así como en muchas otras zonas del país, se está evadiendo este derecho.
Entonces, se evidencia la necesidad de mejorar el servicio y la calidad del agua
suministrada en el municipio, ya que existen continuos cortes de agua y la calidad del
agua brindada por el acueducto tiene problemas sanitarios, lo que es un riesgo a la salud
de la población abastecida por este sistema.
El proyecto propuesto utiliza un sistema celular geosintético aplicado en otros campos
ingenieriles relacionados, específicamente en captación, utilización y disposición de aguas
pluviales. Se pretende modificar el proceso constructivo para que cumpla con los
requerimientos de la captación de agua sub-superficial a través de galerías filtrantes,
mejorando dos aspectos fundamentales en la prestación del servicio, la disponibilidad y
calidad del agua suministrada.
Cuando se capta el agua en un nivel freático por debajo de la cota mínima registrada en
los últimos años, se asegura que exista una toma de agua continua incluso en sequias de
rio, ya que al realizar una captación permeable de aguas sub-superficiales el sistema se
encontrara todo el tiempo en contacto con el agua disponible en la zona y por medio del
principio de vasos comunicantes, se tendrá agua en la zona de bombeo.
Existen una limitación principal del proyecto, la cual corresponde a la disponibilidad
natural del cauce del rio, es decir, que se presenten condiciones de bajo caudal en el rio y
dificulte la disponibilidad de agua y que al mismo tiempo se cumplan los requerimientos
ambientales de mínimo caudal.
Se espera que al utilizar una captación permeable de aguas sub-superficiales se evitan
los contaminantes presentes en aguas superficiales, como son los sólidos suspendidos
(basuras, residuos nocivos y contaminantes naturales), y a través de la filtración natural
del agua en el terreno, se genera un primer tratamiento de potabilización, lo que permite
disminuir los costos para la potabilización posterior.
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1. CONTEXTO E IDENTIFICACIÓN DEL PROYECTO
El acceso a agua potable es un derecho humano esencial según la resolución 64/292 de
la Organización de las Naciones Unidas, sin embargo en Colombia es “un derecho que
desde el principio brilló por su ausencia” (Cardozo, 2014). Es importante mencionar que
es necesario además de tener agua de calidad, “la población tenga acceso a una cantidad
mínima de agua potable al día, […] de lo contrario se pueden presentar algunos
problemas de salud” (UNICEF, SA).
Basado en el informe del Ministerio de Salud, la calidad del agua consumida en
Cundinamarca para el año 2015 presenta dos poblaciones críticas, San Juan de Río Seco
con un riesgo alto del 45.87% a nivel municipal y Zipacon con un riesgo alto de 36.65% a
nivel municipal, por lo que se trabajara sobre el municipio de San Juan de Río Seco al ser
el municipio en Cundinamarca con el mayor riesgo en cuanto al acceso a agua potable.
Asi mismo, según el informe del Ministerio de salud 2015, dentro del municipio de San
Juan de Río Seco existe un riesgo de 40.86% a nivel urbano y 74.25% riesgo a nivel rural.
Estas falencias se presentan aun con un sistema de acueducto que incluye captación,
tratamiento y distribución en el casco urbano municipal (Gobernación de Cundinamarca,
2014). Es importante mencionar que el sistema de acueducto presta el servicio a la
población del casco urbano de San Juan de Río Seco y a la población de la zona rural de
Cambao.
Por otro lado, es importante mencionar las falencias actuales del servicio de acueducto,
según el estudio realizado por la Gobernación de Cundinamarca, en donde se evidencia
que “existen problemas con la continuidad del agua (en época de verano y por
taponamiento de bocatoma o daños en la red de aducción se presenta crisis y hay que
sectorizar)”. Existen otras falencias en las redes de acueducto, alcantarillado y aseo, sin
embargo, no entran en el alcance de la investigación.
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Por estas razones, surge la necesidad de mejorar las condiciones de captación a través
de la implementación de una captación permeable en donde se cumplan las condiciones
de abastecimiento requeridas por la población, para así brindar una solución efectiva y
viable al problema de la disponibilidad de agua.
Una vez determinada la necesidad, se establece porque es necesario una captación de
agua, según varios autores, se debe brindar a la población la cantidad requerida de
manera continua. Mientras Arocha considera que la captación se requiere por los
fenómenos de urbanización e industrialización, una visión orientada a la cobertura, los
autores Valdez (1990), López (1995) y Rodríguez (2001) ven la necesidad de la captación
desde una perspectiva de disponibilidad, es decir las condiciones de abastecimiento.
Adicional, Valdez (1990) y Rodríguez (2001) incluyen un punto de vista orientado al
servicio, es decir que la cantidad, presión y continuidad del agua obtenida por la captación
sea la requerida por los usuarios.
Las captaciones se pueden realizar de muchas maneras, según Arocha (1978), Valdez
(1990), López (1995) y Rodríguez (2001) se puede hacer de aguas superficiales o aguas
subterráneas, adicional Rodríguez (2001) agrega las aguas meteóricas (lluvia, granizo,
nieve) y Valdez (1990) agrega la captación atmosférica (que es similar a las aguas
meteóricas propuestas por Rodríguez, pero incluye la neblina) y separa el agua salada del
agua superficial. Cada una de las captaciones tiene su forma técnica de recoger el agua,
en general las aguas superficiales se pueden captar por medio de gravedad o estaciones
de bombeo, vertederos laterales o vertederos centrales y las aguas subterráneas por
bombeo con distintas estructuras de captación, como pozos de infiltración.
Por otro lado, cada autor menciona los aspectos que se deben tener en cuenta para
realizar una captación, para Arocha (1978) y Rodríguez (2001) lo más importante son los
aspectos hídricos de la zona y las etapas constructivas en sí, mientras que Valdez (1990)
y López (1995) opinan que lo más importante es el fin del proyecto, es decir, la población
que va a ser abastecida por la captación, teniendo en cuenta la cantidad del agua, el tipo
de consumo y la cobertura.
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Mientras Arocha (1978) considera que lo que no puede faltar en una captación son las
obras a seguir después de la captación, Valdez (1990) y Rodríguez (2001) consideran que
no puede faltar revisar la calidad del agua para ver la necesidad de esas obras
complementarias. Por otro lado, López (1995) considera que lo más importante es
proteger la obra de cualquier erosión o inestabilidad que pueda afectar la obra de
captación.
Al analizar los planteamientos de los distintos autores, se llega a la conclusión que un
sistema de captación de agua es necesario para abastecer a la población en cantidad
suficiente, por lo cual hay que revisar con detenimiento los requerimientos de agua por
parte de la población, así como las fuentes hídricas cercanas, para plantear una solución
completa y eficiente en cuanto a necesidades y recursos. Adicional, es importante
determinar el tipo de acuífero en el que se va a captar el agua para determinar el tipo de
captación (superficial o subterránea), así como las condiciones geomorfológicas de la
zona para determinar el tipo de obra. Por último, se deben revisar las condiciones
sanitarias del acuífero para determinar si se requieren o no obras de potabilización
posteriores.
Entrando en un marco histórico, desde hace 2700 años se iniciaron proyectos que
incluían captaciones permeables, principalmente a través de galerías filtrantes, según
Sacchetti tienen su origen en las obras de captación Qanats. “Los persas crearon los
Qanats a principios del milenio antes de Cristo, […] el Qanat es un canal subterráneo, con
una serie de pozos verticales de acceso, utilizado para el transporte de agua de un
acuífero bajo una colina” (Sacchetti, SA). A partir de ese momento se crearon dos
grandes grupos de captaciones permeables, el primero las captaciones por pozos y el
segundo captaciones por galerías filtrantes, sin embargo, para el alcance del proyecto se
explicarán las galerías filtrantes.
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Las captaciones por galerías filtrantes sirven para captar aguas sub-superficiales,
únicamente en zonas aledañas a cuerpos de agua con sistemas de auto recuperación
(ríos, mares, manantiales, aguas subterráneas con escorrentía…), el cual se compone de
un pozo profundo con ramificaciones en diferentes materiales. Durante los años de
implementación se han generado tendencias, en donde la principal diferencia entre los
proyectos es la forma y el número de ramificaciones, así como la cantidad de pozos, lo
cual depende del tipo de terreno y la morfología del mismo. Las galerías filtrantes se
pueden separar en dos tipos, las hincadas y las excavadas.
El primer método es donde se usan tuberías perforadas hincadas, usualmente de
materiales metálicos para facilitar su hincado en el terreno, adicional cuentan con una
capa de materiales filtrantes, pueden ser materiales naturales, geotextiles o una
combinación de ambos que se deben colocar el hincar junto con la tubería. Por lo general
se utiliza un sistema de bombeo para la conducción después de la captación, sin
embargo, hay proyectos en los que se utilizan pozos interconectados como forma de
conducción o dependiendo del proyecto se puede utilizar transporte por gravedad.
Existen muchos proyectos de este tipo, en donde la novedad de los últimos proyectos
consiste en la utilización de distintos materiales para las tuberías como polipropileno,
polietileno de alta densidad, entre otros y el segundo factor novedoso de los proyectos
son la forma de las perforaciones de la tubería, en donde se han utilizado tuberías con
perforaciones cuadradas o rectangulares todo esto para evitar socavación y daño en las
tuberías.
El segundo método es donde se utilizan excavaciones manuales o con maquinaria a cielo
abierto o confinada, lo importante de este método es que no se permite la infiltración
durante la construcción, ya que puede generar problemas constructivos y riesgo para los
trabajadores. Adicional, la infiltración de agua se genera a través de los muros
perimetrales de la excavación que por lo general están confinadas por gaviones, se puede
adicionar una capa de materiales filtrantes, pueden ser materiales naturales, geotextiles o
una combinación de ambos.
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Entonces, al comparar ambas metodologías se observa que existe en común un pozo de
captación principal con una profundidad variable según las condiciones del terreno y del
acuífero, se tiene una galería filtrante y una capa de material filtrante compuesta por
materiales naturales, geotextiles o una combinación de ambos. Adicional se observa que
se pueden utilizar múltiples pozos y múltiples ramificaciones de galerías según las
necesidades de caudal y las condiciones geológicas.
En resumen, se evidencia que en ninguno de los proyectos realizados de los dos tipos se
han utilizado sistemas celulares geosintéticos, los cuales permiten que exista una
infiltración tanto si son utilizadas como pared de galerías filtrantes como el sistema mismo
de captación permeable. Entonces, es importante dar una explicación del sistema celular
geosintético, lo cual se realizará en los párrafos siguientes.
Un sistema celular geosintético es “un producto en el que, por lo menos, uno de sus
componentes es a base de polímero sintético o natural, y se presenta en forma de filtro,
manto, lámina o estructura tridimensional” (PAVCO, 2012). Adicional hay que mencionar
específicamente el producto a utilizar, las geoceldas, las cuales “son uno de los
materiales pertenecientes a la familia de los geosintéticos formados por un sistema celular
tridimensional” (Tex Delta, 2018). En complemento, las geoceldas pueden ser utilizadas
con una geomembrana para aislar el sistema o un geotextil no tejido para permitir la
infiltración.
Según PAVCO, los sistemas geosintéticos brindan solución a necesidades específicas en
los proyectos de ingeniería sin modificar los sistemas celulares producidos por la
compañía, ejecutando obras civiles que cumplan con los requerimientos técnicos, con
soluciones económicas y que disminuyan el impacto ambiental. Así mismo, ayudan a
reducir el riesgo de inundación ya que controla el exceso de agua superficial, permite la
infiltración del agua al suelo y son fáciles de instalar.
Proceso De Captación Permeable Usando Sistemas Celulares Geosintéticos Que Mejoren La
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Por otro lado, la aplicación del sistema celular geosintético, como la tecnología de los
geosintéticos, “se ha hecho en la mayoría de los casos de forma empírica, […] pero en
algunos casos […] no ha permitido que los beneficios de esta tecnología sean
aprovechados en su total magnitud.” (PAVCO, 2012), entonces la utilización de estos
sistemas se pueden adaptar al tipo de proyecto y a sus necesidades específicas, por lo
que no existe una única forma de aplicarlos, pero según PAVCO han sido aplicadas en
proyectos de “separación y estabilización de vías, refuerzo en vías, pavimentación y
repavimentación, sistemas de subdrenaje, refuerzo en muros de contención, refuerzo de
taludes, refuerzo de terraplenes sobre suelos blandos, refuerzo de cimentaciones,
protección de geomembranas y aplicaciones de control de erosión”.
Como bien se explicó en párrafos anteriores, los sistemas celulares geosintéticos se
pueden adaptar a las necesidades de los proyectos ingenieriles, pero dentro de las
aplicaciones mencionadas por PAVCO u otras empresas con productos similares
(Soluciones Hidropluviales, SA), no se han realizado aplicaciones de este sistema en
captaciones de aguas superficiales o sub-superficiales. Los proyectos que más se
aproximan a lo propuesto en este texto son los sistemas de captación de aguas lluvias
utilizando el sistema celular geosintético, el cual tiene como principal objetivo drenar el
agua de manera rápida y eficiente, evitando inundaciones y permitiendo el
aprovechamiento del agua para diversos usos y procesos.
Entonces surge la necesidad de explicar la forma en que los sistemas celulares
geosintéticos pueden ser aplicados en captaciones permeables tipo galerías y bajo que
principios serviría esta aplicación. En primera medida la forma en que se construye
actualmente un sistema celular geosintético consta de cinco etapas principales (PAVCO,
SA), excavación, adecuación del terreno, instalación del geotextil o geomembrana,
instalación de las celdas, reconformación del terreno. A continuación, se procederá a
explicar cada una de las etapas y su relación con la captación permeable.
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La primera etapa, excavación, consiste en retirar el material hasta la profundidad
requerida para poder instalar el sistema celular, en el caso de la captación permeable se
requiere una obra adicional en esta etapa y es la conformación de un dique temporal
alrededor de la zona de excavación, puede ser con el mismo material excavado, para
permitir los trabajos y la conexión posterior con el pozo profundo. La segunda etapa,
adecuación del terreno, depende mucho de la zona en donde se realizará la obra, por lo
general se requiere arena para compactar el suelo, pero en el caso de la captación
permeable, se requieren rocas de tamaño considerable que permitan el flujo de agua y
actúen como un primer filtro.
La tercera etapa, instalación del geotextil o geomembrana, depende si se quiere o no que
exista infiltración en el terreno, para el proyecto de captación permeable lo más
importante es que exista ingreso de agua en el sistema celular con la menor cantidad de
impurezas posible, por lo que se utiliza un geotextil que permita la infiltración de agua por
todas las caras del sistema de celdas. La cuarta etapa, instalación de las celdas, se
realiza siguiendo el procedimiento recomendado por el fabricante, en donde hay que tener
en cuenta los puntos de conexión entre cada una de las celdas y su ubicación dentro del
sistema.
La quinta y última etapa, reconformación del terreno, en general cuando se usa el sistema
celular para dren de agua pluvial, se procede a instalar un nuevo material, ya sea natural
o artificial, sin embargo, en la captación permeable, se requiere instalar el material
retirado para que la erosión natural del río no afecte el sistema celular ni sus
componentes, generando daños en la estructura o en la captación. Adicional, al instalar el
mismo material retirado se garantiza que se mantenga la infiltración natural del terreno
asegurando la captación de agua en las celdas.
Proceso De Captación Permeable Usando Sistemas Celulares Geosintéticos Que Mejoren La
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En resumen, al utilizar el sistema celular geosintético en una captación permeable, se
utiliza el mismo proceso constructivo propuesto por PAVCO, con algunas obras
adicionales, permitiendo eliminar los mantenimientos continuos, ya que el sistema es
auto-limpiante. Adicional se elimina el riesgo de daño de las galerías de infiltración, ya que
el sistema celular al ser de polipropileno no sufre oxidación ni daño por microorganismos.
Por último, la combinación de la reconformación del terreno con el material excavado, el
material natural filtrante y el geotextil evita que se genere colmatación en el sistema
celular, lo que permite mantener la capacidad de infiltración y almacenamiento.
Existen muchos programas y proyectos de inversión asociados al desarrollo sostenible
para el acceso de la población al agua potable, dentro de ellos se resaltan 3 relacionados
con la investigación, el primero son los Planes Departamentales para el Manejo
Empresarial de los Servicios de Agua y Saneamiento (PAP–PDA) orientados a la
eficiencia en la inversión y la implementación de nuevos proyectos, este programa cobija
al 81% del país; la segunda son los Programas Emblemáticos que cuentan con capital de
la nación para desarrollo de las políticas estratégicas, dentro de ellas el acceso al agua
potable; la tercera y última es el Programa abastecimiento de agua y saneamiento rural,
orientada al mejoramiento de la cobertura a nivel rural (Colombia, Minsalud, 2015).
Proceso De Captación Permeable Usando Sistemas Celulares Geosintéticos Que Mejoren La
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2. ANÁLISIS DEL MERCADO
El análisis del mercado consistirá en la determinación de la población objetivo,
proyectando la demanda futura basado en datos históricos. Para poder realizar una
determinación de la población a abastecer, se utilizará la norma RAS2000, en donde se
dictamina el “procedimiento que debe seguirse para la evaluación de la población objeto
del diseño, la dotación bruta y la demanda de agua en un sistema de acueducto […] a lo
largo de un período de diseño determinado” (Ministerio de Vivienda, Ciudad y Territorio,
2000). Adicional, se utilizará el Diagrama general del cálculo para estimación de la
demanda de agua para uso doméstico con desagregación municipal propuesto por el
Estudio Nacional Del Agua 2010 en el capítulo 5.
Ilustración 1 Criterios generales para la estimación de la demanda. Fuente: (Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible, 2010)
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2.1 DETERMINACIÓN DE LA POBLACIÓN
En primer medida, como no es posible conocer la proyección de la demanda en términos
de caudal como recomienda la RAS2000 B.2.4.1 ni tampoco la proyección de suscriptores
RAS2000 B.2.4.2. Por lo tanto, se procede a utilizar el método de proyección de la
población RAS2000 B.2.4.3, en primer medida, se debe conocer la población actual, es
decir la demanda actual del recurso hídrico, para ello se utilizó la información del último
censo registrado para el municipio (2005), en donde la población total del municipio es de
9.462 habitantes, de los cuales 2.791 están ubicados en la cabecera y el resto 6.671
distribuidos en el territorio, en donde el 96,3% de las viviendas (para el 2005) eran casas,
con 3,4 personas por hogar en promedio (DANE, 2010).
Adicional a este documento, se utilizó el boletín de cabeceras del 29 de diciembre de
2015, en donde para el año 2014 la población de la cabecera del municipio aumento a
2.911 habitantes, es decir 120 habitantes en 9 años. Utilizando esta información se realizó
el siguiente resumen para posteriormente realizar la proyección de la población y
determinar el periodo de diseño.
Gráfico 1 Resumen de población. Fuente: Autoría propia, basado en datos del DANE.
2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014
TOTAL 9.462 9.371 9.371 9.362 9.357 9.381 9.391 9.416 9.435 9.464
CABECERA 2.791 2.776 2.788 2.795 2.804 2.827 2.840 2.867 2.888 2.911
RESTO 6.671 6.595 6.583 6.567 6.553 6.554 6.551 6.549 6.547 6.553
0
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000
7.000
8.000
9.000
10.000
HA
BIT
AN
TES
POBLACIÓN ANUAL
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Disponibilidad De Agua En El Municipio De San Juan De Río Seco
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Para realizar la proyección de la población, se analizaron dos métodos, el primero
utilizando el método de suavización exponencial, con una constante de suavización de
0.05 (datos presentados en la Tabla 1 Modelo de proyección suavización exponencial.
Fuente: Autoría propia) y el segundo el método exponencial recomendado por la
RAS2000, en donde se debe contar con la proyección del DANE (datos presentados en la
Tabla 2 Modelo de proyección método exponencial. Fuente: Formulas Ras2000. Tablas:
Autoría propia).
Se decidió optar por el método de suavización exponencial ya que el método es “óptimo
para patrones de demanda aleatorios o nivelados donde se pretende eliminar el impacto
de los elementos irregulares históricos mediante un enfoque en períodos de demanda
reciente, […] ya que no requiere de una gran cantidad de períodos y de ponderaciones
para lograr óptimos resultados.”
Tabla 1 Modelo de proyección suavización exponencial. Fuente: Autoría propia
Para el método de suavización exponencial, se obtuvo un error total de 0.05641, con un
error relativo máximo de 1.29% para el año 2009, sin embargo, los datos más cercanos
en el tiempo presentaron menor error, para en el año 2014 un error relativo de 0.40% y
para el 2013 un error relativo de 0.67%.
0.05
Datos Año Suavización Form PM Error % error
9462 2005 9462 9459 3 0.03%
9371 2006 9462 9464 93 0.99%
9371 2007 9467 9469 98 1.05%
9362 2008 9472 9473 111 1.19%
9357 2009 9478 9478 121 1.29%
9381 2010 9484 9483 102 1.09%
9391 2011 9489 9488 97 1.03%
9416 2012 9494 9493 77 0.82%
9435 2013 9498 9498 63 0.67%
9464 2014 9501 9502 38 0.40%
Pendiente 4.82 Total error 0.08556
Intervalo -201.44 No de Datos 10
MAPE 0.86%
Coef. Suavización
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Para el método exponencial propuesto por la RAS2000, se utilizó la información del último
censo (Tca=2005), en el cual hicieron la proyección de la población al 2010 (Tcp=2010),
por medio de estos datos se calculó la constante K y se realizó la evaluación para el año
2014 (Tf=2014) el cual es un dato conocido a la fecha. Después del cálculo, se obtuvo un
error para el año 2014 de 0.71%.
Tabla 2 Modelo de proyección método exponencial. Fuente: Formulas Ras2000. Tablas: Autoría propia
Confrontando ambos resultados y modelos de proyección, se decidió utilizar el modelo de
suavización exponencial debido al menor error en el último año evaluado. Se procedió a
determinar el periodo de diseño y estimar la población para ese año. Una de las
recomendaciones de las RAS2000 es que “debe ajustarse la proyección de la población
para tener en cuenta la población flotante, de acuerdo con los estudios socioeconómicos
disponibles para la población.” (Ministerio de Vivienda, Ciudad y Territorio, 2000).
Siguiendo la recomendación de la RAS, se aplicó el aumento promedio de la población en
Cundinamarca de 1.09% anuales, ya que el crecimiento actual de San Juan de Rioseco
es de 1.001% anual e incluso en algunos años es decreciente, por lo que al usar estos
resultados se tendría una tendencia a disminuir la población o tener un crecimiento
sumamente bajo.
k -0.00171948
Pcp 9,381
Pca 9,462
Tcp 2010
Tca 2005
Pf 9397
Pci 9,462
Tf 2014
Tci 2010
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Gráfico 2 Proyección de la población. Fuente: Autoría propia
En resumen, se puede decir que la población actual tiene una tendencia a mantener su
crecimiento, sin embargo, al realizar un proyecto que mejore la calidad del agua y la
disponibilidad de la misma, la tendencia de crecimiento aumenta (como lo menciona la
RAS2000), razón por la cual se optó por utilizar el método que permite una proyección
creciente de la población.
2.2 DEMANDA
Es importante conocer el nivel de complejidad del sistema para determinar cuál es el
requerimiento hídrico, según las RAS2000 A.3.1, se determinó que el nivel de complejidad
para el municipio de San Juan de Rioseco es medio (utilizando la Tabla 3), incluso con la
proyección de población calculada. De acuerdo con la Resolución 2320 del 27 de
noviembre de 2009, para un nivel de complejidad medio, el periodo de diseño es de 25
años. De esta manera, el periodo de diseño será hasta el año 2043.
880090009200940096009800
10000102001040010600
2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 2032 2034 2036 2038 2040 2042 2044
HA
BIT
AN
TES
AÑO
PROYECCIÓN POBLACIÓN
Proyección Proy. + Pob. Flotante
Año 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029
Proyección 9502 9507 9512 9517 9522 9526 9531 9536 9541 9546 9551 9555 9560 9565 9570 9575
Proy. + Pob.
Flotante 10357 10363 10368 10374 10379 10383 10389 10394 10400 10405 10411 10415 10420 10426 10431 10437
Año 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040 2041 2042 2043 2044
Proyección 9579 9584 9589 9594 9599 9604 9608 9613 9618 9623 9628 9632 9637 9642 9647
Proy. + Pob.
Flotante 10441 10447 10452 10457 10463 10468 10473 10478 10484 10489 10495 10499 10504 10510 10515
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Tabla 3 Asignación del nivel de complejidad. Fuente: RAS2000 A.3.1.
Utilizando la tabla anterior, se procede a determinar la dotación neta, la cual corresponde
a la cantidad mínima de agua requerida para satisfacer las mínimas necesidades básicas
de la población, sin considerar las pérdidas que ocurran en el sistema de acueducto. El
municipio se encuentra a 1303msnm, por lo que se considera un clima templado y al ser
un nivel de complejidad medio, la demanda por suscriptor por mes es de 13,8 m3. Al tener
una proyección de 10.515 suscriptores, la demanda total del sistema será de 145.107 m3
por mes por habitante.
Tabla 4 Dotación por suscriptor según el nivel de complejidad del sistema. Fuente: RAS2000
B.2.2.
Adicional al consumo per cápita, existen otros tipos de consumo como comerciales e
institucionales. Según el DANE, el 10,6% de los establecimientos se dedica a la industria,
el 56,7% a comercio, el 29,5% a servicios y el 3,3% a otra actividad. Si se asocian los
servicios y otras actividades como establecimientos institucionales y los industriales y
comerciales como comerciales, se obtiene una relación de 67,3% a comercio y 32,7% a
instituciones.
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Por otro lado, se establece que para una población donde aproximadamente el 90% o
más del consumo de agua sean destinados para zonas residenciales, el consumo de los
otros usos no debe superar el 10% del consumo total. Adicional, la norma RAS2000
permite unas perdidas máximas en el sistema de %45 del total (por aducción, tratamiento,
conducción, pérdidas técnicas), por lo que se adopta este valor. En ese orden de ideas el
consumo total mensual para para el año 2044 se estima en 387,545.1 m3.
Gráfico 3 Proyección del consumo de agua mensual en el municipio. Fuente: Autoría propia.
2.3 TARIFAS
Para el municipio de San Juan de Rioseco, “el régimen tarifario aplicable a los servicios
públicos domiciliarios de conformidad con el Articulo 86 está compuesto por reglas
relativas a procedimientos, metodologías, formulas, estructuras, estratos, facturación,
opciones, valores, y, en general todos los aspectos que determinan el cobro de los
servicios.” (Gobernación de Cundinamarca, 2014).
2014 2019 2024 2029 2034 2039 2044
Consumo residencial 142940,4 143299,2 143671,8 144030,6 144389,4 144762 145120,8
Consumo comercial (6,73%) 9619,9 9644,0 9669,1 9693,3 9717,4 9742,5 9766,6
Consumo institucional (2,27%) 3244,7 3252,9 3261,3 3269,5 3277,6 3286,1 3294,2
Perdidas y operación (45%) 70112,3 70288,3 70471,0 70647,0 70823,0 71005,8 71181,8
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
140000
160000
AG
UA
M3
/MES
AÑO
PROYECCIÓN CONSUMO
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En ese orden de ideas, para el año 2013 se presentan los costos aplicados de acuerdo al
estudio tarifario, así como los subsidios y contribuciones para el municipio.
Concepto / Servicio Acueducto Alcantarillado Aseo
Cargo Fijo ($) 1,725.86 690.33 5,014.18
Cargo Variable ($/m3) 382.94 153.18 -
Tabla 5 Costos Diciembre 2013 Por Uso y Estrato. Fuente: Gobernación de Cundinamarca.
Los cargos fijos y variables de todos los servicios aumentan según las disposiciones de la
normativa vigente, usualmente aumentan 3,40% para el estrato uno, 2,21% en el estrato
dos, 2,03% para el estrato tres, 1,32% para la industria y 1,01% para el comercio, así
como un aumento del 1,32% por ajuste de la inflación. Estos datos serán tenidos en
cuenta al momento de realizar la evaluación financiera. Por otro lado, los estratos 1, 2 y 3
cuentan con subsidios y el estrato 5 y 6 y la industria y el comercio realizan
contribuciones, estas se muestran en la Tabla 6.
USOS/ESTRATOS %SUBSIDIOS CONTRIBUCION
Estrato 1 70%
Estrato 2 40%
Estrato 3 15%
Estrato 4 0% 0%
Estrato 5 50%
Estrato 6 60%
Comercial 50%
Industrial 30%
Tabla 6 Factores de Subsidio y Contribución. Fuente: Gobernación de Cundinamarca.
Es importante aclarar que el total de habitantes proyectado es diferente al total de
viviendas. Es decir, para el año 2005 con un total de población de 9.462 personas,
existían 2.978 viviendas (859 viviendas en la cabecera y 1.930 en el resto del municipio)
(DANE, 2010). Para el año 2013, solamente en la cabecera aumento el número de
viviendas a 1374 (243 en estrato 1, 845 en estrato 2 y 286 en estrato 3) y edificaciones de
uso no residencial existían 132 (15 de tipo industrial, 116 de tipo comercial y 1 de tipo
oficial).
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Gráfico 4 Proyección número de unidades. Fuente: Autoría propia.
Al observar la distribución de unidades, se observa que el número de viviendas del
municipio es sumamente mayor que la industria y comercio, lo cual es común en un
municipio dedicado a la agricultura principalmente. Adicional, se observa que el
crecimiento industrial es nulo y el crecimiento comercial es sumamente lento, en 25 años
solamente crece 3 unidades, por lo que se observa claramente que el principal ingreso
proviene de las viviendas.
En conclusión, se observa que el crecimiento poblacional, industrial y comercial no es
alto, sin embargo se espera una estabilización en el crecimiento de la población al
realizarse las obras que permitan mejorar la disponibilidad de agua y la calidad de la
misma.
Por otro lado, al tener las proyecciones de la población y la forma en que se realiza la
selección tarifaria, se podrá realizar el análisis financiero del proyecto basado en estos
datos, realizando dichas proyecciones por año.
2019 2024 2029 2034 2039 2044
Numero Viviendas 3917 3927 3937 3947 3957 3967
Numero Industrias 54 54 54 54 54 54
Numero Comercios 127 128 128 128 129 129
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
UN
IDA
DES
DISTRIBUCIÓN DE UNIDADES
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3. PLANIFICACIÓN DEL PROYECTO
Para realizar la planificación del proyecto, se realizara a través del plan de calidad,
teniendo en cuenta la organización y su contexto, las partes interesadas, las necesidades
del proyecto, los procesos, los requisitos (legales y otros) y la política de calidad, todo con
el fin de llegar a la planificación y estructura del proyecto.
Tabla 7 Plan de calidad del proyecto. Fuente: Autoría propia.
SGC SGA SGSST
4.1 4.1 4.1 Comprensión de la organización y de su contextoDirector del
proyecto
Manual de
gestión
integral
- Matriz de
impacto
- Matriz de
PESTEL
4.2 4.2 4.2
Se determinan las partes interesadas del proyecto
teniendo en cuenta la identificación de las partes
interesadas, las necesidades (requisitos de las PI), las
espectativas (seguimineto PI), eficacia de
cumplimiento de toda parte interesada
Director del
proyecto
Manual de
gestión
integral
- Matriz de
partes
interesadas
- Diagrama de
contexto
Aplicar el sistema celular geosintético en un diseño
para mejorar el proceso de captación permeable en el
municipio de San Juan de Río Seco
Determinar las necesidades del proyecto, las
espectativas y las revisiones de los requisitos de las
partes interesadas
4.4 4.4 4.4
Determinar los procesos identificando las entradas y
las salidas, la secuencia, criterios y métodos, recursos,
responsables, riesgos, métodos de evaluación y mejora
del procesos
Líderes de
proceso
Manual de
gestión
integral
- Mapa de
procesos
- Caracterización
del proceso
- Matriz
numerales Vs.
RSGI
- Matriz
interrelación de
procesos
5.1 5.1 5.1
El proyecto orienta el liderazgo y compromiso en el
comportamiento de los requisitos legales y otros
requisitos que busca garantizar el cumplimiento de la
politica, los objetivops del SIG, que se describe con el
procedimieto de RL donde se identifica, actualiza,
aplica, verifica el cumplimiento de RL
Director del
proyecto
Manual de
gestión
integral
Matriz legal
5.2 5.2 5.2Politica de calidad, ambiental y seguridad y salud en el
trabajo
Director del
proyecto
Manual de
gestión
integral
Politica
6.1 6.1 6.1
6.2 6.2 6.2
REQUISITODESCRIPCIÓN RESPONSABLE
DOCUMENTO
APLICABLE
REGISTRO DE
VERIFICACIÓN
Matriz de
alcance del SIG4.3 4.3 4.3
Director del
proyecto
Manual de
gestión
integral
OBJETIVO:
ALCANCE:
PLAN DE CALIDAD DEL PROYECTO
PROYECTO
Nombre del Proyecto:
Director del Proyecto:
Responsable del Proyecto:
Ubicación del Proyecto:
Proceso de captación permeable usando sistemas celulares geosintéticos que
mejoren la disponibilidad de agua en el municipio de San Juan de Río Seco
Municipio de San Juan de Río Seco
Empresa:
NIT:
Planificaciòn del proyectoDirector del
proyecto
Manual de
gestión Politica
Elaborar un proceso de captación permeable usando sistemas celulares geosintéticos que mejoren
la disponibilidad de agua en el municipio de San Juan de Río Seco
Aplicar el sistema celular geosintético en un diseño para mejorar el proceso de captación permeable en el municipio de San Juan
de Río Seco
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3.1 MATRIZ DE IMPACTO
En primera medida, se deben analizar los impactos en la calidad, en el ambiente y en la
Seguridad y Salud en el Trabajo (SST), para los cual se analizaran 6 factores, el factor
político, el económico, el social, el ecológico y el legal. A continuación se explica cada uno
de ellos a través de una breve descripción y luego en que consiste cada uno de ellos.
El primer impacto a analizar es el político, el cual consiste en cómo influye el actual plan
de ordenamiento territorial (POT) y los planes de salubridad del municipio en el proyecto,
si permiten una viabilidad desde los tres sistemas de gestión a analizar, lo que
corresponde a impactos de oportunidad y amenaza, y por ultimo como se modificarían
estos planes después de realizar el proyecto, lo cual corresponde al impacto.
El segundo impacto a analizar es el económico, correspondiente a cuánto dinero está
destinado a proyectos de salubridad, aunque existe una oportunidad para aprovechar
recursos públicos, se plantea la posibilidad de no utilizar esos dineros lo cual genera una
alta amenaza al proyecto debido a su viabilidad para la concesión y los recursos que
dejaría de recibir el municipio por dicho proyecto.
El tercer impacto es el social, analizado desde el punto de vista de la necesidad de agua
potable, el cual es evidente que hay una gran oportunidad, ya que se debe solucionar este
problema, sin embargo existe una gran amenaza debido a que al ser un servicio público
tiene unos altos estándares de calidad, durabilidad y seguridad tanto para el medio
ambiente, como para la ejecución del proyecto. Es claro que una vez terminado el
proyecto se alcanzará un gran impacto en todos los sistemas de gestión.
El cuarto impacto es el tecnológico, el cual consiste en la nueva forma de captar el agua a
través de las ecoceldas, en el cual se presenta una gran oportunidad de trabajar esta
nueva tecnología, con una gran amenaza en cuanto a la resistencia a aplicarla.
El quinto impacto es el ecológico, analizado desde el agua disponible, antes, durante y
después de la captación, en donde debido a la cantidad de agua disponible en los ríos y
riachuelos cercanos y para dar cumplimiento a la normativa ambiental se debe captar la
cantidad precisa de agua, para afectar en la menor medida la fauna y flora del cauce.
Proceso De Captación Permeable Usando Sistemas Celulares Geosintéticos Que Mejoren La
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El sexto y último impacto es referente al factor legal, el cual consiste principalmente en la
normativa actual de los acueductos, la cual al ser flexible en cuanto a su utilización no
genera una amenaza, sino por el contrario una oportunidad, sobre todo en el impacto de
calidad y ambiental. Así mismo, al no existir modificaciones frecuentes en la normativa, no
se presentan grandes impactos ni amenazas.
Existe la posibilidad de incluir más impactos dentro de la matriz, sin embargo al ser dichos
impactos los más frecuentes en el proyecto y los de mayor durabilidad se realiza el
análisis sobre los mencionados. En resumen, se analiza el impacto de cada uno de los
factores y sus impactos en los sistemas de gestión del proyecto, por lo cual se realizó la
siguiente tabla:
Tabla 8 Matriz de impactos. Fuente: Autoría propia.
Bajo Medio Alto Bajo Medio Alto Bajo Medio Alto
P Político POT y planes de salubridad del municipio X X X
E Económico Capital destinado a proyectos sanitarios X X X
S Social Necesidades de agua potable insatisfechas X X X
T Tecnologíco Captación X X X
e Ecologíco Agua disponible X X X
L Legal Normativa de acueductos X X X
Bajo Medio Alto Bajo Medio Alto Bajo Medio Alto
P Político POT y planes de salubridad del municipio X X
E Económico Capital destinado a proyectos sanitarios X X X
S Social Necesidades de agua potable insatisfechas X X X
T Tecnologíco Captación X X X
e Ecologíco Agua disponible X X X
L Legal Normativa de acueductos X X X
Bajo Medio Alto Bajo Medio Alto Bajo Medio Alto
P Político POT y planes de salubridad del municipio X X X
E Económico Capital destinado a proyectos sanitarios X X X
S Social Necesidades de agua potable insatisfechas X X X
T Tecnologíco Captación X X X
e Ecologíco Agua disponible X X X
L Legal Normativa de acueductos X X X
MATRIZ DE IMPACTO CALIDAD
FACTOR DESCRIPCIÓNOPORTUNIDAD AMENAZA IMPACTO
MATRIZ DE IMPACTO AMBIENTAL
FACTOR DESCRIPCIÓNOPORTUNIDAD AMENAZA IMPACTO
MATRIZ DE IMPACTO SST
FACTOR DESCRIPCIÓNOPORTUNIDAD AMENAZA IMPACTO
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Se puede observar que se evalúan los planes de ordenamiento territorial y salubridad del
municipio, con el fin de determinar el capital a proyectos sanitarios que cumplan con
satisfacer las necesidades de agua potable a través de la captación de agua disponible,
siempre y cuando se cumplan con la normativa de los acueductos, entes territoriales y
ambientales.
De esta manera, se procede a utilizar el método Pestel para resumir y evaluar los
impactos de cada uno de factores en los tres sistemas evaluados. Estos datos se
presentan en el Gráfico 5.
Gráfico 5 Esquema Pestel. Fuente: Autoría propia
Al observa el grafico se puede evidenciar que los mayores impactos se presentan en el
ámbito social, ecológico y legal, en donde al ser un proyecto de captación de agua para
una población, es evidente que debe generar dichos impactos. En cuanto a lo legal, hay
que cumplir con todos los requisitos normativos para tal fin, asegurando la estabilidad de
las obras y demás actividades relacionadas.
Político Económico Social Tecnologíco Ecologíco Legal
SGC 10% 20% 20% 5% 20% 25%
SGA 15% 5% 20% 10% 25% 25%
SGSST 5% 5% 30% 10% 10% 40%
0%5%
10%15%20%25%30%35%40%45%
PESTEL
SGC SGA SGSST
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3.2 PARTES INTERESADAS
Es claro que hay que determinar la participación de los interesados y su impacto en el
proyecto, de manera que se realiza el diagrama de partes interesadas que se muestra en
la Ilustración 2. En general, se requiere la participación de la alcaldía municipal, los
actuales y futuros usuarios del sistema, los trabajadores que realizarán el proyecto, la
CAR al ser el ente ambiental regulador, la curaduría, y el ministerio del trabajo.
Es claro que existen mucho más entidades gubernamentales las cuales hay que tener en
cuenta para el proyecto, sin embargo su importancia no es significativa para el mismo.
Ilustración 2 Diagrama de Contexto. Fuente: Autoría propia
DIAGRAMA DE CONTEXTO
Cumplimiento normativo (POT)
Ajuste al presupuesto
Diseño de captación permeable
Alcaldia Municipal
Usuarios
Trabajadores
CAR
Curaduría
Ministerio de Trabajo
Diseño de la captación permeable
Presupuesto de obra
Informe de conservación de calidad de agua
Diseño de calidad
Mantener la calidad y cantidad de agua
Protección ambiental
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3.3 MATRIZ LEGAL
Por otro lado, hay que tener en cuenta los requisitos legales a cumplir, claramente existen
muchas normativas, leyes y artículos que hay que tener en cuenta, sin embargo, para el
proyecto existen principalmente dos requisitos legales y normativos a tener en cuenta, la
NSR10 la cual se encarga de todos los estudios y diseños estructurales, y la RAS2000 la
cual se encarga de los requisitos de potabilización e incluye artículos de cuidado
ambiental. Se incluyen algunos decretos, leyes y resoluciones relacionados.
Tabla 9 Matriz Legal. Fuente: Autoría propia
A través de esta matriz, se podrá llevar el control de cambios de los diferentes elementos
y modificaciones en diseño del proyecto, evaluando cada uno de los impactos al realizar
dichas modificaciones.
SGC SGSST
ACTIVIDAD ASPECTO IMPACTO RIESGO
Titulo A: Requisitos generales
de diseño y construcción sismo
resistente
Titulo C: Concreo estructural
Titulo H: Estudios geotécnicos
Titulo I: Supervición técnica Supervición NA NA
Ley 9 de 1979
Disposiciones y
reglamentaciones necesarias
para preservar, restaurar y
mejorar las condiciones
sanitarias
Operación NA NA NA
Decreto número 513 de
2010
Articulo 3: Administración de
los recursos
Articulo 5: Competencias para
asegurar la prestación del
servicio
Operación NA NA NA
Ley 142 de 1994
Por la cual se establece el
régimen de los servicios
públicos domiciliarios y se
dictan otras disposiciones
Operación NA NA NA
Resolución número
2115 del 2007
Sistema para la Protección y
Control de la Calidad del Agua
para Consumo Humano
Operación NA NA NA
Decreto número 1575
de 2007
Todo el decreto: Señala las
características, instrumentos
básicos y frecuencias del
sistema de control y vigilancia
para la calidad del agua para
consumo humano
Operación NA NA NA
Titulo A: Aspectos generales
de los sistemas de
abastecimiento de agua
potable y saneamiento basico
Titulo B: Acueductos
Agua potable
Servicios Publicos
Diseño y construcción
Diseño y construcción Construcción
ConstrucciónDestrucción de
fauna y flora
Destrucción de
fauna y flora
MATRIZ LEGAL
NORMA
Sismoresistencia NSR10
RAS2000
SGACOMPONENTE ARTICULO APLICABLE
Tabajo en alturas y
confinado
Tabajo en alturas y
confinado
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3.4 MATRIZ DE RIESGOS
Por otro lado, existen varios riesgos asociados a los factores que ya fueron determinados,
dichos riesgos generan amenazas y por lo tanto se requiere evaluar el riesgo y generar
una acción preventiva y mitigante ante dicha amenaza, con el fin de evitar y, en caso de
ser necesario, recuperar el impacto generado. La información se presenta en la Tabla 10.
Tabla 10 Matriz de riesgos. Fuente: Autoría propia
En resumen, se puede observar que la mayoría de riesgos son externos al proyecto, de
hecho los que hacen inviable el proyecto son ajenos al mismo, principalmente se produce
por cambios de normativa POT, lo cual generaría una reestructuración del proyecto o la
inviabilidad del mismo. Por otro lado, el aspecto ecológico, principalmente la naturaleza,
en caso que se generen perdidas de caudal en el cauce se produciría la inviabilidad del
proyecto o el desabastecimiento de gran parte de la población.
Riesgo Descripción Amenaza Causa
Que puede suceder Como puede suceder Quien lo ocasiona Por qué se ocasiona
Político POT y planes de salubridad del municipio Incumplimiento del POT Mal diseño Diseñador Falta de revisión
Económico Capital destinado a proyectos sanitarios Desviación de fondos Cambio de materiales Partes interesadas Fata de control
Social Necesidades de agua potable insatisfechas Población sin agua potable Cambio en el DBO del rio Población Cambio de costumbres
Tecnologíco Captación Captación mayor a la permitida Mal diseño Diseñador Falta de revisión
Ecologíco Agua disponible Disminución de agua disponible Cambios hidromorficos Naturaleza
Legal Normativa de acueductos Cambio en normativaPublicación de nueva
normativaEstado Mejora
MATRIZ DE RIESGOS DE CONTINUIDAD DE NECOGIO
Actividad / Situación Descripcripcion
Severidad / Impacto Probalidad SeveridadEvaluación
del riesgo
Tratamiento
del riesgo
Consecuencia que
ocasiona el riesgo en caso
de materializarse
Valor
Alto 3
medio 2
bajo 1
Valor
Alto 20
medio 10
bajo 5
Probalidad x
Severidad
Asumir
Trasferir
Prevenir
Proteger
Político Proyecto inviable 1 20 20 PrevenirTener en cuenta la
organización del POT
Cronograma de
actividades
Matriz
requisitos
Cumplimiento
del POT
EconómicoDesfinanciación del
proyecto2 20 40 Transferir
Contratar un fondo
fiduciario
Implementación
de cronogramas
Conograma de
actividades vs.
Presupuesto
Control de
presupuesto
Social Sobrecostos 1 10 10 ProtegerPoliticas ambientales
orientadas a la población
Cartillas
informativas
Actas de entrega
y capacitación
Disminuciòn
del DBO
Tecnologíco Proyecto inviable 1 20 20 PrevenirTener en cuenta la
normativa
Cronograma de
actividades
Matriz
requisitos
Cumplimiento
de requisitos
Ecologíco Proyecto inviable 1 20 20 Proteger
Politicas ambientales
orientadas a la
conservación
Cartillas
informativas
Actas de entrega
y capacitación
Disminuciòn
del DBO
LegalCambio de
especificaciones1 20 20 Asumir
Rediseñar los aspectos
modificados
Revisión nueva
normativa
Acta de
modificacionesNuevo diseño
Seguimiento
(Metodo)
Verificación
cumplimiento
(documento de
soporte)
Resultado
objeto
MATRIZ DE RIESGOS DE CONTINUIDAD DE NECOGIO
Actividad / Situación Recomendaciones de control
para la mejora (Acción)
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3.5 MATRIZ DE OBJETIVOS
Por último, se requiere plantear una matriz de objetivos, basado en la información
recopilada del proyecto. A partir de los riesgos, las partes interesadas y demás puntos
presentados en el numeral 3 del presente documento, se evidencia la necesidad de
plantear y proyectar lo mencionado en la Tabla 11.
Tabla 11 Matriz de objetivos. Fuente: Autoría propia
¿Con que
recursos?¿Quien? ¿Cómo? ¿Cuándo? ¿Dónde?
Directiz de la
politicaObjetivo
Presupuesto:
Técnicos, logísticos,
personal
Responsable
Evaluación de resultados
Indicador de gestión
Meta
FrecuenciaMétodo de
seguimiento
Cumplir con los requisitos
legaes aplicables al proyecto
Presupuesto del
sistema de
gestión integral
del proyecto
Area juridica y
area tecnica
Requisitos cumplidos
vrs. Requisitos
propuestos
Mensual
Matriz legal, acta
de seguimiento,
comites e
informes
Controlar el presupuesto
general y el presupuesto
operativo del proyecto
Presupuesto del
sistema de
gestión integral
del proyecto
Area
administrativa
Presupuesto de
items vrs. Ordenes
de compra
Semanal
Presupuesto, acta
de seguimiento,
comites e
informes
Verificar el cumplimiento del
cronograma general y
especificos del proyecto
Presupuesto del
sistema de
gestión integral
del proyecto
Director del
proyecto% de ejecución Diario
Cronograma, acta
de seguimiento,
comites e
informes
Cumplir con las especificaciones
tecnicas definidas en el contrato
Presupuesto del
sistema de
gestión integral
del proyecto
Area tecnica y de
calidad
# de observaciónes
de interventoriaDiario
Contrato, acta de
seguimiento,
comites e
informes
PLANIFICACIÓN DE LOS OBJETIVOS
Elaborar un proceso
de captación
permeable usando
sistemas celulares
geosintéticos que
mejoren la
disponibilidad de
agua en el municipio
de San Juan de Río
Seco
COHERENCIA
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4. NGENIERIA DEL PROYECTO
El proyecto se basa en el principio de vasos comunicantes, en donde se capta el agua del
río por debajo de la cota mínima registrada en los últimos años, asegurando la
disponibilidad de agua incluso en el aminoramiento del caudal del rio, ya que al realizar
una captación permeable de aguas sub-superficiales, el sistema se encontrará todo el
tiempo en contacto con el agua disponible en la zona, permitiendo una disponibilidad de
agua en el tanque de almacenamiento y bombeo.
Existen otras ventajas del sistema, al utilizar una captación permeable de aguas sub-
superficiales se evitan los contaminantes presentes en aguas superficiales como lo son
sólidos suspendidos (basuras, residuos nocivos y naturales) y a través de la filtración
natural del agua en el terreno, se genera un primer tratamiento de potabilización, lo que
permite disminuir los costos para la potabilización posterior.
4.1 DISEÑO DE ESTRUCTURA
El sistema de captación de la bocatoma se compone de 2 etapas principales, la primera
etapa es captación y el almacenamiento y la segunda etapa es el bombeo y conducción.
4.1.1 Captación y almacenamiento
La captación sub-superficial se compone de las Acuaceldas, los tubos perforados de 39” y
el geotextil no tejido NT 2500. Estos componentes se ensamblan como se muestra en la
Ilustración 3, de manera tal que los tubos perforados queden dentro del cuerpo armado de
las Acuaceldas y todo quede recubierto por el geotextil, permitiendo la permeabilidad del
agua y almacenamiento dentro de los tubos y las Acuaceldas.
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Ilustración 3 Sistema de captación
Una vez almacenada el agua, esta se conduce por un tubo de acero inoxidable de 30”
hincado, el cual conecta el agua del sistema de captación y el tanque de almacenamiento
de concreto. Es importante aclarar que el sistema cuenta con el almacenamiento de agua
en las celdas y tubo (71.90 M3 de agua) más la cantidad de agua que depende de la
lámina de agua del río, la cual están en función de la siguiente formula:
𝐴𝑔𝑢𝑎 𝐷𝑖𝑠𝑝𝑜𝑛𝑖𝑏𝑙𝑒 = ℎ ∗ 5.73 + 49.42
Ecuación 1 Agua disponible
En donde ℎ es el nivel de agua desde el fondo del tanque, 5.73 es el área del cárcamo
circular y 49.42 son los M3 disponibles en las celdas y el tubo de conexión. La altura
promedio de la lámina de agua es de 6.45m, por lo que la disponibilidad de agua
promedio es de 89.21 M3. A continuación se muestra una tabla con las alturas en el
tanque y su volumen correspondiente, desde la cota mínima 200 años hasta la cota
máxima en 200 años.
3.50m 3.50m
1.5
6m
1.5
6m
1.5
6m
9.00m
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Tabla 12 Almacenamiento de agua
Adicional, se calcula la recuperación del agua almacenada, con un caudal de diseño de
150 L/s el sistema asegura este caudal, a continuación, se muestra la memoria de cálculo:
COTA AGUANIVEL EN EL
TANQUE
VOLUMEN
EN TANQUE
TOTAL
ALMACENADO
[msnm] [m] [M3] [M3]
316.33 5.28 30.23 79.65 Minimo 200 años
317.00 5.95 34.07 83.49
317.50 6.45 36.93 86.35
318.00 6.95 39.79 89.21
318.50 7.45 42.66 92.07
319.00 7.95 45.52 94.94
319.50 8.45 48.38 97.80
320.00 8.95 51.24 100.66
320.50 9.45 54.11 103.53
321.00 9.95 56.97 106.39
321.50 10.45 59.83 109.25
322.00 10.95 62.69 112.11
322.50 11.45 65.56 114.98
323.00 11.95 68.42 117.84
323.50 12.45 71.28 120.70
324.00 12.95 74.15 123.57
324.50 13.45 77.01 126.43
324.80 13.75 78.73 128.15 Maximo 200 años
DATOS DE ENTRADA:
CAUDAL DE DISEÑO 150 L/S
GEOTEXTIL COBERTURA: NT 2500
Tamaño abertura apatenre 0.15 mm Tamiz No. 100
Permeabilidad 2.9E-02 cm/s
Permitividad 1.7 s-1
Tasa de flujo 4800 L/min/m2
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En condiciones iniciales, el sistema es capaz de permitir un caudal de 8160 litros por
segundo, capacidad superior a la requerida por el sistema (150 litros por segundo),
entonces, teóricamente y si las condiciones de colmatación no superan las expectativas,
el sistema de captación garantiza el caudal de diseño durante la vida útil del geotextil
instalado.
4.1.2 Bombeo y conducción
La conducción se realiza por medio de una bomba de 60HP sumergible, que entrega a
56m desde el nivel de la succión, conectadas por tubería de acero SCH-40 de 8” desde la
bomba hasta la conexión a la red existente, con unas pérdidas totales del sistema
calculadas en 5.16M con un caudal de 36.7LPS. La tubería cuenta con accesorios de 8” y
uniones bridadas o soldadas según necesidad. A continuación, se muestra un esquema
general de la conducción hasta la conexión:
CALCULOS:
Caudal a traves del geotextil:
Area de contaco: Largo 9 m
Ancho 3.5 m
Alto 1.56 m
Total 102 m2
Caudal esperado: 489,600 L/min
8,160 L/s
En condiciones iniciales de permisibilidad, se espera un flujo de
4800 litros por minuto por metro cuadrado, por tanto:
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Ilustración 4 Conexión general
Adicional a esta bomba, se cuenta con un sistema de extracción de lodos ubicado en una
zona de achique, el cual consiste en una bomba de 7.5HP sumergible con agitador para
rotura de lodos, que entrega a 8.50m desde el nivel de la succión, conectada por una
tubería de PVC de 4” desde la bomba hasta la disposición de los lodos.
Esta bomba se debe prender antes de iniciar el bombeo principal, para retirar los lodos
existentes en el cárcamo y asegurar la limpieza del agua para el sistema de bombeo
principal. La duración de este bombeo dependerá de las condiciones de uso de las
bombas, se deja a criterio del operador teniendo en cuenta la cantidad de lodos extraída
durante este periodo de bombeo.
4.1.3 Tablero eléctrico
El tablero eléctrico se compone de los siguientes elementos:
Breaker principal de 150 A marca siemens
Breaker protección de bomba de 60hp de 125 A siemens
Breaker de protección de bomba de 7.5 hp 32 A siemens
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Breaker de protección sistema de control de 1 x 6 A siemens
Barraje en cobre de 175 A con protección de acrílico
Arrancador suave electrónico de 60 hasta 75 hp marca siemens 440 vol.
Arrancador directo de 7.5 hp marca siemens 440 vol.
Sensor electrónico de nivel con porta electrodos marca Mac 3
Transformador de 440 vol. a 220 vol. de 1000 watt certificado
Sistema de maniobra marca siemens de 22 mm e indicación led
Iluminación interna del tablero en led
Tablero en lamina cal 20 de 120 x 80 x 35 pintura electrostática tipo intemperie
Cada uno de los elementos instalados se encarga de mantener y asegurar el buen
funcionamiento de las bombas, alargando la vida útil de las mismas. Adicional, los
motores están protegidos por sobrecarga o por ausencia de fase evitando daños
eléctricos en el sistema. A continuación, se presenta el tablero general instalado en la
bocatoma para la selección del sistema de bombeo (principal o secundario) y para la
operación del sistema principal:
Ilustración 5 Tablero de control
BOTON DE ENCENDIDO
DE BOMBAS
BOMBEO
PRINCIPAL BOMBEO LODOS
ON
OFF OFF
ON
OFF BOMBEO
PRINCIPAL
BOMBEO
SECUNDARIO
PARADA EMERGENCIA
BOTON DE APAGADO
DE BOMBAS
SELECTOR DE 3
POSICIONES
INDICADOR LED DE
OPERACIÓN
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4.2 PRODUCTO: SISTEMA DE CAPTACIÓN
Nombre: Captación permeable con geoceldas
Ubicación: Municipio San Juan de Rioseco
Descripción: El proyecto se basa en el
principio de vasos comunicantes, en donde se
capta el agua del río por debajo de la cota
mínima registrada en los últimos años,
asegurando la disponibilidad de agua. Se
realiza una primera filtración del agua por el
terreno y el geotextil.
Materiales:
- Geoceldas de polipropileno.
- Geotextil NT2500
- Tubería hincada en acero inoxidable
de 30”.
- Concreto reforzado 4000Psi.
- Compuerta deslizante en acero
inoxidable con vástago ascendente
30”.
Dimensiones:
- Geoceldas: 24 unidades de 1x0.5x0.39m,
185L. Total sistema 2x1.5x1.56m, 4,45M3.
- 16.92M2 de Geotextil NT2500
- 3M de tubería de acero inoxidable de 30”.
- 40.93M3 de concreto reforzado 4000Psi.
- Una compuerta deslizante en acero
inoxidable con vástago ascendente de 30”
de diámetro.
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4.3 PROCESO
El proceso se compone de 4 etapas principalmente, las cuales se evidencian en el
siguiente diagrama de flujo, en la parte superior se menciona el proceso y en la parte
inferior las actividades relacionadas.
Ilustración 6 Proceso del proyecto
En primera medida, los estudios técnicos son requeridos para conocer las condiciones de
la zona y poder realizar un diseño específico para la zona. Dentro de ellos se encuentra el
levantamiento topográfico, el cual permite localizar las estructuras actuales y futuras y
plantear las líneas de conducción del sistema de conducción; El muestreo de suelos y
ensayo de materiales requeridos para asegurar la estabilidad de las estructuras; Los
estudios hídricos para asegurar la disponibilidad de agua y el cumplimiento de la
normativa ambiental.
EJECUCIÓN
Operación Mantenimientos
CONSTRUCCIÓN
Captación permeable Estructura de almacenamiento Conducción
DISEÑO
Diseño estructural Diseño de cimentación Diseño hidraulico
ESTUDIOS TECNICOS
Levantamiento topográfico Muestreo de suelos Ensayos de materiales Estudios Hidricos
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En segunda medida, se requieren los diseños de la cimentación para asegurar la
estabilidad de las estructuras de almacenamiento y conducción; Los diseños hidráulicos
para la captación y conducción del agua; Los diseños estructurales para asegurar
resistencia de la estructura de almacenamiento de las diferentes cargas hidrostáticas y
otras consideraciones mencionadas en la normativa vigente (NSR-10).
En tercera medida, la construcción se puede realizar por medio de una licitación pública,
pero se debe asegurar que se realicen las obras de la captación, el almacenamiento y la
conducción.
Por último, durante la operación, se puede contratar personal de planta para asegurar la
operación del sistema de captación o se puede concesionar el mismo, sea cual sea el
método, se deben asegurar la buena operación del sistema y los mantenimientos
preventivos.
4.4 RECURSOS
En este capítulo, se enunciarán los recursos requeridos por cada una de las actividades,
evidenciando la duración o cantidad requerida de cada uno.
4.4.1 Estudios Técnicos
4.4.1.1 Levantamiento topográfico:
Se requiere una cuadrilla de topógrafos y ayudantes, con una estación, un nivel, un
equipo de geo localización, estacas, martillo y un machete.
4.4.1.2 Muestreo de suelos
Se requiere una cuadrilla de técnicos en suelos, con una perforadora manual.
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4.4.1.3 Ensayos de materiales
Se requiere un técnico operativo, equipos de medición de compresión de suelos,
ensayos triaxiales, equipos de impacto, ensayos de corte y ensayos de saturación.
Es importante mencionar que el muestreo de suelos y ensayo de materiales se puede
subcontratar, requiriendo menos recursos específicos.
4.4.1.4 Estudios Hídricos
Se requiere una cuadrilla de técnicos hídricos, información de las estaciones del
IDEAM, complementadas por información de caudalimetros, estaciones hídricas y
mediciones en sitio.
Al igual que el estudio de suelos, el estudio hídrico se puede subcontratar, requiriendo
menos recursos específicos.
4.4.2 Diseño
4.4.2.1 Diseño estructural
Se requiere la el diseño hidráulico y el levantamiento topográfico, un ingeniero
estructural, un computador con un software de modelación de elementos finitos o
diseño estructural (SAP2000) y AutoCAD o similar.
4.4.2.2 Diseño de cimentación
Se requiere la información obtenida del estudio de suelos y el levantamiento
topográfico, un ingeniero suelista, un computador con un software de modelación de
elementos finitos y AutoCAD o similar.
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4.4.2.3 Diseño hidráulico
Se requiere la información obtenida del estudio hídrico y el levantamiento topográfico,
un ingeniero hidráulico, un computador con un software de modelación hidráulica
(Epanet) y AutoCAD o similar.
Para los tres procesos de diseño se puede utilizar un dibujante e ingenieros de apoyo.
4.4.3 Construcción
4.4.3.1 Captación permeable
La construcción de la captación requiere dos cuadrillas de obreros, las ecoceldas,
geotextil NT2500, de tubería de acero inoxidable de 30” y herramienta menor (picos,
palas, carretillas…).
4.4.3.2 Estructura de almacenamiento
Requiere 40.93M3 de concreto reforzado, formaleta, parales, alineadores, corbatas,
vibrador de concreto y motobomba
4.4.3.3 Conducción
Requiere tubería de PVC 6”, accesorios de instalación (codos, uniones, soldadura,
limpiador) y estructuras de amortiguamiento en concreto
4.4.4 Ejecución
4.4.4.1 Operación
Al inicio de la operación se requiere parametrizar la captación, por lo que se requiere
un técnico hidráulico y un caudalimetro.
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4.4.4.2 Mantenimientos
Cada uno de los componentes de la bocatoma tiene una vida útil diferente y unos
periodos de mantenimientos distintos, para el análisis de este numeral se enunciarán los
principales componentes y su respectivo periodo de mantenimiento.
Tabla 13 Tiempos normales de mantenimiento
En resumen, los equipos instalados en la bocatoma deben ser revisados cada 6 meses y
se debe realizar su mantenimiento correspondiente para asegurar el buen funcionamiento
del sistema. En general, el mantenimiento del sistema está programado al tiempo que se
realice la revisión a las bombas, debido a que es el momento en el que se requiere vaciar
el tanque y todos los elementos se pueden inspeccionar.
Por otro lado, el sistema de captación está sujeto a la vida útil del geotextil, por lo que
cuando se requiera el mantenimiento a esté, se deberá realizar a las Acuaceldas y a la
tubería.
4.4.4.3 Evaluación de no mantenimientos
En este numeral, se analizarán las condiciones críticas de la vida útil del proyecto, en
caso de no realizar ningún mantenimiento.
INSTALACIÓN/EQUIPO Tablero de control Bombas
PERIODO MANTEMINIENTO 15 dias 6 meses 6 meses 6 meses
TIPO DE MANTENIMIENTOCierre y apertura total
de compuerta
Revisión / Limpieza /
Reparación
Revisión / Limpieza /
Reparación
Revisión / Limpieza /
Reparación
CONSECUENCIA DE NO
MANTENIMIENTO
Problema en
arrancado de bombas
y posibles excesos de
corriente electrica
Daño en partes del
equipo y problemas
en bombeo
SOLUCIÓNAjuste de conexiones
o cambio de cableado
Cambio de piezas
dañadas
Compuerta y vastago
Malfuncionamiento en la apertura-cierre de
compuerta
Ajuste y limpieza de vastago, obturador y
topes de compuerta
INSTALACIÓN/EQUIPO Cárcamo Geotextil Acuacell y tubería
PERIODO MANTEMINIENTO 6 meses 5 años 5 años
TIPO DE MANTENIMIENTO Reparación Cambio Lavado y desinfección
CONSECUENCIA DE NO
MANTENIMIENTO
Perdida de
almacenamiento de
agua
Colmatación de
geotextil y cambio en
turbiedad del agua
Cambio en turbiedad
del agua
SOLUCIÓN Sello de fisuras Cambio de geotextil Lavado y desinfección
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Tabla 14 Tiempos máximos de mantenimiento
Como se puede evidenciar en la Tabla 14 Tiempos máximos de mantenimiento, al no
realizar ningún tipo de mantenimiento se podrá seguir utilizando el sistema hasta que
existan problemas en las bombas o en el suministro de corriente eléctrica a las mismas,
según el proveedor, las bombas pueden trabajar sin mantenimiento hasta 2.5 años
dependiendo de la carga de trabajo del sistema.
Después del sistema de bombeo existe la condición del geotextil, el cual al sufrir
colmatación llegará un punto en el que se sature y no permita la entrada de caudal de
diseño. Utilizando la ecuación de Koerner (1998), se puede calcular el caudal admisible
por metro cuadrado de la siguiente manera:
𝑞𝑎𝑑𝑚 =𝑞𝑢𝑙𝑡
𝑅𝐹𝑆𝐶𝐵𝑅𝐹𝐶𝑅𝑅𝐹𝐼𝑁𝑅𝐹𝐶𝐶𝑅𝐹𝐵𝐶
Ecuación 2 Caudal admisible en geotextiles
Utilizando los mayores valores de los rangos recomendados para el uso del geotextil, se
obtiene lo siguiente:
𝑞𝑎𝑑𝑚 =80 𝐿/𝑠/𝑚2
10 ∗ 1.5 ∗ 1.2 ∗ 1.5 ∗ 4= 0.74 𝐿/𝑠/𝑚2
Es decir que para un área de captación de 102m2 se tendrá en el sistema un caudal:
𝑞𝑎𝑑𝑚 = 0.74𝐿 𝑠⁄
𝑚2∗ 102𝑚2 = 75.56 𝐿 𝑠⁄
INSTALACIÓN/EQUIPO Compuerta y vastago Tablero de control Bombas
PERIODO MAXIMO SIN
MANTEMINIENTO1 año - 2 años 2 años - 3 años 1.5 años - 2.5 años
CONSECUENCIA EN EL
SISTEMA
Daño en el cierre de la
compuerta. No evita el bombeo
Daño conexiones electricas. Puede
evitar el bombeo
Daño de partes de la bomba.
Evita el bombeo
INSTALACIÓN/EQUIPO Cárcamo Geotextil Acuacell y tubería
PERIODO MAXIMO SIN
MANTEMINIENTO5 años 5 años - 7 años 50+ años
CONSECUENCIA EN EL
SISTEMA
Filtración de agua. No evita el
bombeo
Colmatación. No evita el bombeo,
pero cambia la calidad del agua
Limpieza. No evita el bombeo,
pero cambia la calidad del agua
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Valor inferior al caudal de diseño. Es importante mencionar que la eficiencia del sistema
en estas condiciones es del 0.93% con respecto al inicialmente instalado y la condición
crítica se alcanzará cuando la eficiencia sea del 1.84%, en donde el caudal será de
150L/s.
En resumen, existen dos condiciones en donde el sistema deja de funcionar de manera
adecuada, el primero cuando el sistema de bombeo presente fallas por daño en la bomba
o en la corriente (2 años aproximadamente) y la segunda cuando el geotextil se colmata y
pierde permeabilidad y capacidad de retención de partículas, disminuyendo la cantidad de
agua disponible y la calidad del agua captada.
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5. ESTUDIO ADMINISTRATIVO
Para el estudio administrativo se tendrán en cuenta las tres etapas mencionadas, los
diseños, la implementación y la operación. Cada una de estas etapas tendrá asociado
costo y unos recursos, lo cual permitirá realizar el análisis económico.
5.1 ORGANIGRAMA
Ilustración 7 Organigrama. Fuente: Autoría propia
Como se puede evidenciar, los recursos mencionados en el numeral 4 se encuentran
organizados de una forma un poco más general.
5.2 COSTOS ASOCIADOS
Al dividirse el proyecto en 3 etapas, como fue mencionado anteriormente, cada una de
ellas tiene un costo asociado, para lo que se va a realizar una generalización del costo
disgregado por cada etapa, tal y como se muestra a continuación.
RECURSOS HUMANOS
Coordinador
Topografo
Ayudantes
Ingeniero ambiental
Tecnicos hidraulicos
Diseñador Hidraulico
Especialista en geotecnia
Tecnico en muestreo
Laboratorista
Diseñador Estructural
Dibujante
Licitador de proyecto
Director de operación
Administrativo
Cobranza
Coordinador
Cuadrillas de medicion
Cuadrilla de mantenimiento y
reparaciones
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ACTIVIDAD VALOR ESTIMADO
Preliminares (6%)
Definición del proyecto y
alcance $ 17’160.000,00
Topografía $ 11’440.000,00
Estudio Ambiental $ 28’600.000,00
Diseños (4%)
Diseño Geotécnico $ 20’425.000,00
Diseño Estructural $ 12’255.000,00
Diseño Hidráulico $ 8’170.000,00
Construcción (3%) Licitador $ 24’500.000,00
Capacitación para la
Operación (6%)
Administración $ 22’880.000,00
Coordinación $ 34’320.000,00
TOTAL $ 179’650.000,00
Tabla 15 Cuadro de Costos. Fuente: Autoría propia
Los valores presentados anteriormente, corresponde al recurso humano para todas las
etapas y para las etapas de los preliminares y diseños incluyen los entregables. Los
porcentajes que se presentan en cada una de las actividades corresponden al porcentaje
del total del proyecto. Por otro lado, en la actividad de construcción se utiliza ese valor de
3% para que funcione como veedor y coordinador. Por último, el 6% correspondiente a la
operación, corresponde a temas de capacitación y capital de trabajo requeridos para la
operación propiamente dicha del proyecto.
Proceso De Captación Permeable Usando Sistemas Celulares Geosintéticos Que Mejoren La
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5.3 COSTOS DE ICONSTRUCCIÓN
NUEVA
Cantidad
OTROSI
Unidad de
medidaValor del servic io Valor total
PRELIMINARES DE OBRA
1 1 03.1.LOCALIZACION Y REPLANTEO 295.060 M2 7,479 2,206,754
2 2 03.2.CERRAMIENTO EN POLISOMBRA VERDE 100.000 M2 20,018 2,001,800
3 3 03.3.CAMPAMENTO 1.000 UND 10,127,000 10,127,000
14,335,554
MOVIMIENTOS DE TIERRA
4 1 07.1.EXCAV MANUAL MATERIAL COMPACTADO 10.760 M3 86,200 927,512
5 2 07.2.DESCAPOTE 24.060 M3 30,450 732,627
6 3 07.3.EXCAV MECA MATE HUME 2-4 MANE AGUA 298.470 M3 69,475 20,736,203
7 4 07.4.EXCAVACIÓN EN ROCA A PROF 1 A 2 M 86.020 M3 156,182 13,434,776
8 5 07.8. CONFORMACIÓN VÍA DE ACCESO RETROEX 14.000 UND 150,000 2,100,000
9 6 07.9.CONFORMACIÓN DIQUE DESVIÓ DE AGUAS 456.880 M3 80,000 36,550,400
10 7 07.10. CANTO RODADO SELEC2 A 6 INSTAL 76.220 M3 120,000 9,146,400
83,627,918
CIMENTACION
11 1 09.1.CONCRE 21 MPA 3000 PSI ESTRU HIDRAU 13.390 M3 741,075 9,922,994
12 2 09.2.ACERO DE REFUERZO CAISSONS FY 60000 940.940 KG 4,913 4,622,838
14,545,832
ESTRUCTURAS EN CONCRETO
13 1 11.2.ACERO DE REFUERZO FY 60000 1,057.000 KG 4,913 5,193,041
14 2 11.5.CONCRE 28 MPA 4000 PSI ESTRU HIDRA 44.940 M3 818,075 36,764,291
15 3 11.6.ACERO DE REFUERZO FY 60000 7,060.930 KG 4,913 34,690,349
76,647,681
ESTRUCTURAS METALICAS
16 1 13.4.ESCALERA DE GATO 7.000 ML 548,150 3,837,050
17 2 13.7.SUM E INST TRAMPA ACCESO NVO TANQUE 1.600 ML 1,300,636 2,081,017
5,918,067
INSTALACIONES HIDROSANITARIAS
18 1 17.10.MANEJO DE AGUAS ACHIQUE CON BOMBAS 1.000 UND 12,000,000 12,000,000
19 2 17.11.SUM E INST TUBO ALCANTARILLADO PVC 24.000 ML 1,770,000 42,480,000
20 3 17.12.SUM E INST GEOCONT GEOTEXTIL ALTO 142.520 M2 23,817 3,394,399
21 4 17.13.SUM E INST MOD SENC ECOCELL EC-501 19.000 UND 127,866 2,429,454
22 5 17.14.SUM E INST MOD TRIP ECOCELL EC-503 82.000 UND 356,648 29,245,136
23 6 17.15.SUM E INST RUANA GEOTEXTIL ALTO MO 2.010 M2 28,581 57,448
24 7 17.16.SUM E INST TUBO ACERO 350 HINCA 14 12.000 ML 6,378,108 76,537,296
166,143,733
ItemItem
CapTexto breve del Servic io
OTROSI 1 VALOR Y TIEMPO
Proceso De Captación Permeable Usando Sistemas Celulares Geosintéticos Que Mejoren La
Disponibilidad De Agua En El Municipio De San Juan De Río Seco
Página | 51
Tabla 16 Costos de construcción del proyecto
NUEVA
Cantidad
OTROSI
Unidad de
medidaValor del servic io Valor total
INSTAL ELECTRICAS Y ALUMBRADO
25 1 21.1.SUM E INST ACOME TRIFA CABLE COBRE 18.000 ML 184,350 3,318,300
26 2 21.2.SUM E INST DE GABINETE 1.000 UND 4,500,000 4,500,000
27 3 21.3.SUM E INST TOTALIZADOR 3X400 440 37 1.000 UND 3,750,000 3,750,000
28 4 21.4.SUM E INST SEMI INDIREC TRIFA 1.000 UND 3,500,000 3,500,000
29 5 21.5.SUM E INST BREAKER TRIPOLAR 2.000 UND 250,000 500,000
30 6 21.6.SUM E INST ACOMETIDA TRIFASICA 2.000 UND 2,750,000 5,500,000
21,068,300
CUBIERTAS E IMPERMEABILIZACIONES
31 1 43.1.TEJA TERMOACUSTICA 29.000 M2 52,790 1,530,910
1,530,910
VARIOS
32 1 49.1.ASEO GENERAL DE OBRA 64.710 M2 16,800 1,087,128
1,087,128
EQUIPOS ESPECIALES
33 1 SUM EINST EQUIPO BOMBEO 60 HP 1 UND 147,256,500 147,256,500
34 2 SUM EINST EQUIPO BOMBEO 7.5 HP 1 UND 25,621,400 25,621,400
35 3 SUM E INST COMPUERTA DESLIZANTE 30 1 UND 25,177,573 25,177,573
36 4 SUM E INST BARANDA 16.67 ML 280,000 4,667,600
37 5 SUM E INST ESTRUCTURA PARA CUBIERTA 1 UND 4,200,000 4,200,000
38 6 TAPA TIPO ALFAJOR 100X75 CM 2 UND 560,000 1,120,000
39 7 SUM E INST MANGUERA PARA LODOS 14.52 ML 250,000 3,630,000
40 8 TUBERIA 8 ACERO SCH-40 Y ACCES 16.32 ML 995,250 16,242,480
227,915,553
612,820,676
41 1 51.1.ADMINISTRACION E IMPREVISTOS 13% 13.00% UND - 79,666,688
42 2 52.2.UTILIDAD 5% 5.00% UND - 30,641,034
IVA UTILIDAD 19% 19.00% 5,821,796
116,129,518
728,950,194
TOTAL COSTO DIRECTOS
77050551
TOTAL
ItemItem
CapTexto breve del Servic io
OTROSI 1 VALOR Y TIEMPO
Proceso De Captación Permeable Usando Sistemas Celulares Geosintéticos Que Mejoren La
Disponibilidad De Agua En El Municipio De San Juan De Río Seco
Página | 52
6. ESTUDIO ECONÓMICO - FINANCIERO
Para el estudio económico, se utilizó la información de los numerales anteriores y se
evaluaron temas adicionales como depreciación, operación, mantenimientos, entre otros.
La principal información utilizada para el cálculo de las tarifas, se presentó en la página
23, en donde se explicaron la forma de incremento de las tarifas. A continuación, se
muestra un gráfico con los aumentos anuales en porcentaje.
Gráfico 6 Incrementos anuales de tarifa fija y variable. Fuente: Autoría propia
Otro dato importante a tener en cuenta es el cálculo de los costos variables, en donde se
utilizó un promedio de 22M3/año de mayor consumo por hogar en estrato 1, 12M3/año
para estrato 2 y 3, 137M3/año para industria y 68.5M3/año para comercio. Para mostrar el
incremento de las ventas se realizaron las siguientes gráficas.
0,00% 0,50% 1,00% 1,50% 2,00% 2,50% 3,00% 3,50% 4,00%
Estrato 1
Estrato 2
Estrato 3
Industrias
Comercio
ICP
INCREMENTOS ANUALES DE TARIFA
Proceso De Captación Permeable Usando Sistemas Celulares Geosintéticos Que Mejoren La
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Gráfico 7 Proyección de ventas. Fuente: Autoría propia
Como se puede observar, los valores de tarifa variable son aproximadamente 4 veces los
de la tarifa fija, por lo que se realizara un análisis de la sensibilidad de esta proyección. A
partir de estos valores se estableció la proyección de ventas y se procedió a realizar el
análisis financiero, en donde las variables trabajadas fueron las enunciadas en la
siguiente tabla.
$-
$20.000.000
$40.000.000
$60.000.000
$80.000.000
$100.000.000
$120.000.000
$140.000.000
20
19
20
20
20
21
20
22
20
23
20
24
20
25
20
26
20
27
20
28
20
29
20
30
20
31
20
32
20
33
20
34
20
35
20
36
20
37
20
38
20
39
20
40
20
41
20
42
20
43
20
44
Tarifa Fija - Valor aunal
Estrato 1 Estrato 2 Estrato 3 Industria Comercio
$-
$100.000.000
$200.000.000
$300.000.000
$400.000.000
$500.000.000
20
19
20
20
20
21
20
22
20
23
20
24
20
25
20
26
20
27
20
28
20
29
20
30
20
31
20
32
20
33
20
34
20
35
20
36
20
37
20
38
20
39
20
40
20
41
20
42
20
43
20
44
Tarifa variable - Valor aunal
Estrato 1 Estrato 2 Estrato 3 Industria Comercio
Proceso De Captación Permeable Usando Sistemas Celulares Geosintéticos Que Mejoren La
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ITEM VALOR
IPC 1.32%
TD 12%
Tasa Préstamo 13.00%
Años Préstamo 15
Préstamo $ 908,700,194
Tabla 17 Variables para el análisis financiero. Fuente: Autoría propia
Es claro que se utilizó un incremento del IPC de 4% para cada año durante los 25 años
del proyecto, una tasa de descuento de 12%, una tasa de préstamo de 13% a 15 años y
con una financiación del 100% del proyecto de $908,700,000. En una etapa posterior se
realizará el análisis de la sensibilidad. Adicional a estos valores, para el año 2019 se
iniciará con un valor de operación anual de $98,198,400, un valor de mantenimiento de
$2’500.000 y un valor de $30.000.000 cada cinco años iniciando el año 2023. También se
tiene en cuenta el valor del pago del préstamo durante 15 años. A continuación, se
muestra el resumen de ingresos y gastos de los años.
Gráfico 8 Proyección de ventas. Fuente: Autoría propia
Se evidencia que existe una inversión fuerte en los dos primeros años ($908,700,000 en
total), adicional a los gastos constantes de operación y mantenimiento. Adicional se
observa que cada 5 años se realiza la inversión para el cambio del geotextil del sistema
de captación. Por último, en el año 2033 se termina el pago del préstamo, lo que genera
$(1.500)
$(1.000)
$(500)
$-
$500
$1.000
20
18
20
19
20
20
20
21
20
22
20
23
20
24
20
25
20
26
20
27
20
28
20
29
20
30
20
31
20
32
20
33
20
34
20
35
20
36
20
37
20
38
20
39
20
40
20
41
20
42
20
43
20
44
PES
OS
Mill
on
es
COMPARATIVO INGRESO - EGRESO
Total Fijos Total variables Total Gastos EBITDA
Proceso De Captación Permeable Usando Sistemas Celulares Geosintéticos Que Mejoren La
Disponibilidad De Agua En El Municipio De San Juan De Río Seco
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la disminución de los gastos totales. Con los datos mencionados anteriormente, se
procedió a realizar el análisis de la viabilidad del proyecto, de manera que se obtendrá el
VPN, la TIR y el PayBack.
ITEM VALOR
VPN $ 1,208,923,041
TIR 20.85%
PAY-BACK 7 años
Tabla 18 Resultados del análisis financiero. Fuente: Autoría propia
Como se puede evidenciar el valor presente neto es un valor positivo, muy cercano al
valor de la inversión inicial. Por otro lado, la tasa interna de retorno es superior a la tasa
de descuento, por lo que es un proyecto financieramente viable. Por último, para un
proyecto de 25 años, un Pay-Back de 8 años, una tercera parte, el cual es atractivo para
un inversionista de perfil de bajo riesgo.
6.1 ANALISIS DE SENSIBILIDAD
6.1.1 IPC
Gráfico 9 Sensibilidad del IPC sobre la TIR y el VPN. Fuente: Autoría propia
0,00%
5,00%
10,00%
15,00%
20,00%
25,00%
$-
$200
$400
$600
$800
$1.000
$1.200
$1.400
$1.600
0,0% 0,5% 1,0% 1,5% 2,0% 2,5% 3,0% 3,5% 4,0% 4,5% 5,0% 5,5% 6,0%
Mill
on
es
SENSIBILIDAD IPC
VPN TIR TD
Proceso De Captación Permeable Usando Sistemas Celulares Geosintéticos Que Mejoren La
Disponibilidad De Agua En El Municipio De San Juan De Río Seco
Página | 56
Si el IPC se mantiene en 5.6% aproximadamente la TIR del proyecto se vuelve igual a la
tasa de descuento, sin embargo los datos históricos muestran un IPC promedio en los
últimos 20 años de 3.67%, por lo que el riesgo de llegar a ese valor no es alto. Por otro
lado se observa que el VPN nunca es un valor negativo en este rango.
6.1.2 Tasa de préstamo
Gráfico 10 Sensibilidad de la tasa de préstamo sobre la TIR y el VPN. Fuente: Autoría propia
Si la tasa es igual a 22.4% aproximadamente la TIR del proyecto se vuelve igual a la tasa
de descuento, generando una inviabilidad del proyecto o la necesidad de buscar otros
medios de préstamo o nuevas formas de inversión. Por otro lado se observa que el VPN
nunca es un valor negativo en este rango.
0,00%
5,00%
10,00%
15,00%
20,00%
25,00%
30,00%
35,00%
$-
$200
$400
$600
$800
$1.000
$1.200
$1.400
$1.600
$1.800
$2.000
0,0% 5,0% 10,0% 15,0% 20,0% 25,0% 30,0%
Mill
on
es
SENSIBILIDAD TASA DE PRESTAMO
VPN TIR TD
Proceso De Captación Permeable Usando Sistemas Celulares Geosintéticos Que Mejoren La
Disponibilidad De Agua En El Municipio De San Juan De Río Seco
Página | 57
6.1.3 Duración del préstamo
Para todos los casos la TIR del proyecto es superior a la tasa de descuento, sin embargo,
si se analiza el la utilidad neta para el periodo, entre mayor tiempo de préstamo, mayor
utilidad neta. Por otro lado se observa que el VPN nunca es un valor negativo durante la
ejecución del proyecto.
0,00%
5,00%
10,00%
15,00%
20,00%
25,00%
$1.170
$1.180
$1.190
$1.200
$1.210
$1.220
$1.230
$1.240
5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25
Mill
on
es
SENSIBILIDAD DURACIÓN DEL PRESTAMO
VPN TIR TD
Proceso De Captación Permeable Usando Sistemas Celulares Geosintéticos Que Mejoren La
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6.1.4 Variabilidad de la proyección de ventas
Gráfico 11 Sensibilidad de la proyección de las ventas variables sobre la TIR y el VPN. Fuente: Autoría propia
Si la proyección de las ventas es menor al 81.5% aproximadamente la TIR del proyecto se
vuelve igual a la tasa de descuento, generando una inviabilidad del proyecto. Por otro
lado, a diferencia de las otras sensibilidades, se observa que el VPN tiene valores
negativos, en donde si la proyección es menor a un 74.1% el valor se vuelve negativo.
-10,00%
-5,00%
0,00%
5,00%
10,00%
15,00%
20,00%
25,00%
$(600)
$(400)
$(200)
$-
$200
$400
$600
$800
$1.000
$1.200
$1.400
50,0% 60,0% 70,0% 80,0% 90,0% 100,0%
Mill
on
es
SENSIBILIDAD PROYECCION VENTAS VARIABLES
VPN TIR TD
Proceso De Captación Permeable Usando Sistemas Celulares Geosintéticos Que Mejoren La
Disponibilidad De Agua En El Municipio De San Juan De Río Seco
Página | 59
7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
En primera medida, se evidencia que la población tiene un crecimiento sumamente lento
con respecto al resto del departamento, mientras San Juan de Rioseco crece al 1.001%,
incluso hay años donde la población decrece, el resto del departamento crece a una tasa
promedio de 1.09%, razón por la cual los ingresos son relativamente bajos, para un
análisis posterior es recomendable ajustar la evaluación financiera según el crecimiento
de la población, ya que al existir mejores condiciones de acueducto, la población
aumentara significativamente.
Por otro lado, el proyecto es viable sobre todo por el costo/beneficio que trae el proyecto,
sin embargo, como inversión privada no es atractivo. Es claro que si se quiere realizar una
concesión para la operación del sistema de acueducto se requiere subsidiar un valor
importante del mismo, sin embargo, no es recomendable ya que la operación no requiere
personal ni recursos significativos, salvo al momento de cambiar el Geotextil.
Se evidencia que la variable más significativa del proyecto es la proyección de las ventas,
la cual representa el mayor riesgo para la viabilidad del proyecto, tanto en TIR como en
VPN, por esta razón se recomienda ser conservador con la proyección de este ítem.
Es importante aclarar que el proyecto se está analizando desde la inversión meramente
privada, en caso de incluir al sector público o una inversión 100% publica, hay que entrar
a analizar el costo beneficio del proyecto, sin embargo no es el alcance de este proyecto,
lo que lo hace mucho más atractivo para una inversión estatal, debido al aumento de la
calidad de vida de la población del municipio y la disminución de los riesgos sanitarios y
de salubridad debido a la calidad del agua. Otro punto a evaluar es el ahorro generado a
la hora de la potabilización, lo cual permite un costo beneficio aun mayor para el proyecto.
Proceso De Captación Permeable Usando Sistemas Celulares Geosintéticos Que Mejoren La
Disponibilidad De Agua En El Municipio De San Juan De Río Seco
Página | 60
8. BIBLIOGRAFÍA
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