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Diseños básicos de las obras conexas a la Estación de Bombeo de Aguas Residuales de Canoas y preparación de documentos técnicos de licitación para el diseño detallado y construcción de la misma

Producto 1: Revisión y Análisis de la Información

Empresa de Acueducto, Alcantarillado y Aseo de Bogotá Dirección Red Troncal de Alcantarillado

Revisión 1 – Abril 2017

Empresa de Acueducto, Alcantarillado y Aseo de Bogotá

Diseños Básicos de las Obras Conexas a la Estación de Bombeo de Aguas Residuales de Canoas y Preparación de Documentos Técnicos de Licitación para el Diseño Detallado y Construcción de la Misma


i

LISTA DE DISTRIBUCIÓN

DESTINATARIO No. DE COPIAS

EAB 1

ÍNDICE DE MODIFICACIONES

ÍNDICE DE REVISIÓN CAPÍTULO MODIFICADO FECHA DE

MODIFICACIÓN OBSERVACIONES

0 Documento original

1 Revisión general 2017-04-12

Atención de observaciones de la EAB comunicadas

mediante oficio 25500-2017-00354

ESTADO DE REVISIÓN Y APROBACIÓN

TÍTULO DEL DOCUMENTO: Producto 1: Revisión y Análisis de la Información

AP

RO

BA

CIÓ

N

NÚMERO DE LA REVISIÓN

0 1 2 3

RESPONSABLE DE LA ELABORACIÓN

Nombre: A. Montes A. Montes

Firma:

Fecha: 2017-02-13 2017-04-12

RESPONSABLE POR REVISIÓN Y ASEGURAMIENTO DE CALIDAD

Nombre: P. Vogel P. Vogel

Firma:

Fecha: 2017-02-13 2017-04-12

Vo. Bo. DIRECTOR DEL PROYECTO

Nombre: F. Sarmiento F. Sarmiento

Firma:

Fecha: 2017-02-13 2017-04-12




Tabla de Contenido

i

1. Introducción .............................................................................................................. 1

2. Información y estudios disponibles ........................................................................ 3

2.1 Contrato 1-02-26100-711-2006, “Diseño de Ingeniería Básica del Interceptor Tunjuelo-

Canoas”, Consorcio HMV-IEHG.......................................................................................... 3

2.1.1 Definición de caudales del Interceptor Tunjuelo-Canoas .................................................... 4

2.1.1.1 Aportes del Interceptor Fucha-Tunjuelo .............................................................................. 5

2.1.1.2 Aportes del Interceptor Tunjuelo Bajo ................................................................................. 5

2.1.1.3 Aportes del municipio de Soacha ........................................................................................ 5

2.1.1.4 Resumen de caudales del Interceptor Tunjuelo-Canoas .................................................... 5

2.1.2 Características de diseño de la Estación de Bombeo de Aguas Residuales Canoas ......... 6

2.1.2.1 Caudal de diseño ................................................................................................................ 6

2.1.2.2 Configuración conceptual (layout) ....................................................................................... 7

2.2 Contrato 1-01-25500-1115-2009, “Diseño, Construcción y Puesta en Operación de Túnel

Bajo Modalidad Llave en Mano para el Sistema de Alcantarillado Troncal”, Consorcio

Canoas ................................................................................................................................ 8

2.2.1 Trazado final del Interceptor Tunjuelo-Canoas ................................................................... 8

2.2.2 Configuración conceptual de un pozo único para cribado y bombeo (layout) ..................... 9

2.2.3 Estructuras principales de empalme aguas arriba de la estación de bombeo .................. 14

2.2.3.1 Empalme del Interceptor Fucha-Tunjuelo e Interceptor Tunjuelo Bajo (Pozo ITC-1) ........ 14

2.2.3.2 Empalme del Interceptor Sanitario Soacha e Interceptor Tunjuelo-Canoas (Pozo ITC-10)14

2.3 Contrato 2-02-25500-0297-2010, “Revisión y Actualización de Especificaciones Técnicas

Generales y Particulares y Presupuesto para el Diseño y Construcción de la Estación de

Bombeo de Canoas”, Consorcio Silva Carreño-Consultécnicos ....................................... 15

2.3.1 Organización del alcance de las obras ............................................................................. 15

2.3.2 Especificaciones técnicas de diseño y construcción ......................................................... 19

2.3.3 Presupuesto de diseño y construcción .............................................................................. 20

2.4 Contrato 1-02-25500-0690-2011, “Diseño a Nivel de Ingeniería de Detalle de la Planta de

Tratamiento de Aguas Residuales de Canoas en los Componentes Asociados al Sistema

de Tratamiento Primario con Asistencia Química”, Consorcio CDM-Ingesam .................. 20

2.4.1 Definición de las estructuras de entrada a la PTAR Canoas ............................................ 21




Tabla de Contenido

ii

2.4.1.1 Cámara inicial de la PTAR Canoas ................................................................................... 22

2.4.1.2 Sistema de cribado de la PTAR Canoas ........................................................................... 24

2.4.2 Nivel del agua en el Río Bogotá ........................................................................................ 24

2.5 Contrato 2-02-25500-0149-2014, “Diseño Detallado de la Estructura de Conexión de los

Túneles Principal y de Emergencia en el Interceptor Tunjuelo-Canoas ITC”, CDM Smith 25

2.5.1 Trazado final del Interceptor Tunjuelo-Canoas construido ................................................ 26

2.5.2 Levantamiento topográfico del Interceptor Tunjuelo-Canoas construido .......................... 26

3. Trabajos de campo y análisis de la información .................................................. 29

3.1 Información topográfica: levantamiento y nivelación del predio Canoas en el marco del

Contrato 1-02-25500-0690-2011 ....................................................................................... 29

3.2 Información geotécnica: estudios geotécnicos para el predio Canoas en el marco del

Contrato 1-02-25500-0690-2011 ....................................................................................... 30

3.2.1 Exploración del subsuelo .................................................................................................. 30

3.2.2 Caracterización geotécnica del subsuelo .......................................................................... 33

3.3 Análisis de los caudales de llegada a la PTAR Canoas en el marco del Contrato 1-02-

25500-0690-2011 .............................................................................................................. 34

3.3.1 Datos básicos .................................................................................................................... 40

3.3.2 Caudales de diseño .......................................................................................................... 41

3.4 Modelos ITC, ITB, IFT en el marco del Contrato 2-02-25500-0464-2011 ......................... 44

4. Reglamentación y normatividad aplicable al proyecto ........................................ 46

4.1 Normas SISTEC de la EAB ............................................................................................... 46

4.2 Normas distritales y nacionales......................................................................................... 49

4.3 Normas internacionales .................................................................................................... 50

5. Resultados de la revisión y análisis de información ........................................... 52

5.1 Criterios y bases de diseño ............................................................................................... 52

5.1.1 Sitio del proyecto y estructuras relevantes ........................................................................ 52

5.1.2 Caracterización geotécnica del subsuelo .......................................................................... 53

5.1.3 Caudales de diseño .......................................................................................................... 55

5.2 Implicaciones previsibles .................................................................................................. 55




Tabla de Contenido

iii

Lista de Tablas

Tabla 2-1 Caudales del Interceptor Tunjuelo-Canoas .................................................................................................... 6

Tabla 2-2 Caudal de diseño de la EBAR Canoas .......................................................................................................... 7

Tabla 2-3 Presupuesto de diseño y construcción para la EBAR Canoas .................................................................... 20

Tabla 2-4 Cotas en la cámara Inicial de la PTAR Canoas ........................................................................................... 23

Tabla 2-5 Datos topográficos del Interceptor Tunjuelo-Canoas ................................................................................... 26

Tabla 3-1 Coordenadas de puntos de perforación geotécnica .................................................................................... 36

Tabla 3-2 Resumen de datos básicos para el cálculo de caudales de diseño de la PTAR Canoas ............................ 41

Tabla 3-3 Resumen de caudales de diseño de la PTAR Canoas ................................................................................ 44

Tabla 5-1 Datos de estructuras existentes y diseñadas pertinentes para la EBAR Canoas ........................................ 53

Tabla 5-2 Caudales de diseño relevantes para la EBAR Canoas ................................................................................ 55

Lista de Figuras

Figura 1-1 Diagrama simplificado de la EBAR Canoas y sus obras conexas ................................................................ 1

Figura 2-1 Esquema general del sistema de interceptores y EBAR Canoas ................................................................. 4

Figura 2-2 Configuración de dos pozos circulares independientes – Planta................................................................ 10

Figura 2-3 Configuración de dos pozos circulares independientes – Corte ................................................................. 11

Figura 2-4 Plano general de obra construida del Interceptor Tunjuelo-Canoas ........................................................... 12

Figura 2-5 Configuración de pozo único – Planta ........................................................................................................ 13

Figura 2-6 Configuración y dimensiones del pozo ITC-1 ............................................................................................. 17

Figura 2-7 Configuración y dimensiones del pozo ITC-10 ........................................................................................... 18

Figura 2-8 Plano general estructuras de entrada PTAR Canoas ................................................................................. 22

Figura 2-9 Cámara Inicial de la PTAR Canoas ............................................................................................................ 23

Figura 2-10 Canal de cribado de la PTAR Canoas ...................................................................................................... 24

Figura 2-11 Planta general del trazado final del Interceptor Tunjuelo-Canoas ............................................................ 27

Figura 2-12 Imagen Satelital - sector recorrido por el Interceptor Tunjuelo-Canoas .................................................... 28

Figura 3-1 Plano general topográfico del predio Canoas ............................................................................................. 31

Figura 3-2 Plano detallado topográfico del área de la EBAR Canoas.......................................................................... 32

Figura 3-3 Plano general exploración geotécnica del predio Canoas .......................................................................... 35

Figura 3-4 Localización de perfiles estratigráficos predio Canoas ............................................................................... 37

Figura 3-5 Perfil estratigráfico 1 próximo a sitio EBAR Canoas ................................................................................... 38

Figura 3-6 Perfil estratigráfico E próximo a sitio EBAR Canoas .................................................................................. 39

Figura 3-7 Cálculo del caudal medio (Q MD) total de aguas residuales afluente a la PTAR Canoas ............................ 42

Figura 5-1 Sitio del proyecto de la EBAR Canoas ....................................................................................................... 54




1

1. Introducción

La Empresa de Acueducto, Alcantarillado y Aseo de Bogotá (EAB) contrató con Greeley and Hansen

Colombia SAS la consultoría para realizar los diseños básicos de las obras conexas a la Estación de

Bombeo de Aguas Residuales (EBAR) Canoas y preparar los documentos técnicos de licitación para el

diseño detallado y construcción de la misma, según el Contrato 2-02-25500-00752-2016. Las obras a

considerar en esta consultoría son aquellas necesarias para realizar la conexión de la EBAR Canoas con el

Interceptor Tunjuelo-Canoas ya construido. Se prevé que estas obras incluirán: Estructura de derivación

de caudal desde el Interceptor Tunjuelo-Canoas, sistema de cribado, sistema de bombeo, estructura de

repartición del caudal bombeado, conducciones de descarga al Río Bogotá y a la Planta de Tratamiento de

Aguas Residuales (PTAR) Canoas, sistema eléctrico, sistema de instrumentación y control, y obras civiles

complementarias. Las obras principales se muestran en la Figura 1-1 mediante una representación gráfica

simplificada.

Figura 1-1

Diagrama simplificado de la EBAR Canoas y sus obras conexas

Interceptor Tunjuelo-Canoas(obra construida) Estructura de

derivación

EBAR Canoas(sistema de cribado; sistema de bombeo)

Estructura de repartición de caudales

Cámara inicial de la PTAR Canoas (diseño detallado)

Río Bogotá

Estructura de descarga

Conducción hacia el Río Bogotá

PTAR Canoas

Conducción hacia la PTAR Canoas

Obra construida o endiseño detallado

EBAR Canoas y obras conexas(a diseñar/construir)

El objetivo del diseño a nivel básico es establecer el propósito, características y criterios de diseño de las

estructuras y sistemas del proyecto, identificando con suficiente especificidad la configuración de las

estructuras, la disposición general de los equipos, los requerimientos de rendimiento y operatividad, y las

normas y estándares de diseño aplicables al proyecto. El diseño a nivel básico se contemplará de manera

que sirva como punto de partida para el contrato de diseño de detalle y construcción, sin que sea

restrictivo o llegue a obstruir la creatividad que el contratista seleccionado pueda aportar durante el diseño

de detalle y construcción de las obras.

La consultoría se llevará a cabo a través del desarrollo de cuatro productos de acuerdo con el alcance

especificado en los Términos de Referencia del contrato. Estos cuatro productos son:




2

Producto 1: Revisión y análisis de la información – Compendio de los resultados de la revisión

de información y estudios anteriores disponibles, del análisis de trabajos de terreno realizados

por la EAB, y de la revisión de reglamentación y normatividad aplicable al proyecto.

Producto 2: Alternativas de diseño – Análisis de tamizado de tecnologías, investigación de

experiencias en proyectos similares, identificación y evaluación de alternativas de bombeo y

cribado, y dimensionamiento, análisis de costos y modelación de la alternativa seleccionada.

Producto 3: Diseño de ingeniería básica de la alternativa seleccionada – Elaboración de planos

a nivel de diseño conceptual que permitan establecer el propósito, características y criterios de

diseño de las estructuras y sistemas del proyecto, identificando con suficiente especificidad la

configuración de las estructuras, la disposición general de los equipos, los requerimientos de

rendimiento y operatividad, y las normas y estándares de diseño aplicables al proyecto.

Producto 4: Documentos para contratación – Compilación de los pliegos necesarios para la

licitación del diseño detallado y construcción de la EBAR Canoas y sus obras conexas,

documentos que incluyen entre otros: Planos a nivel de diseño conceptual, especificaciones

técnicas, especificaciones de rendimiento, formularios de características garantizadas, matriz de

riesgos, presupuesto de construcción y programación de ejecución del proyecto.

El presente informe corresponde al Producto 1: Revisión y análisis de información, y está organizado en

secciones individuales que resumen los resultados de la revisión de los diferentes documentos de estudios

anteriores y trabajos de campo proporcionados por la EAB. La última sección de este informe está

diseñada para extraer y presentar de manera clara y concisa los criterios y bases de diseño, así como otras

consideraciones de importancia, que serán insumo para el desarrollo de las alternativas de diseño para la

EBAR Canoas y sus obras conexas.




3

2. Información y estudios disponibles

Esta sección tiene como objetivo revisar los documentos e informes de contratos existentes disponibles

proporcionados por la EAB y que tienen relación directa con la definición de la EBAR Canoas y sus obras

conexas. La información revisada se presenta sintetizada identificando aquellos elementos que durante la

revisión han sido considerados como pertinentes para la definición de criterios y bases de diseño así como

implicaciones previsibles para la implementación de las obras. Los estudios revisados en esta sección

incluyen los siguientes:

Contrato 1-02-26100-711-2006, “Diseño de Ingeniería Básica del Interceptor Tunjuelo-

Canoas”, Consorcio HMV-IEHG.

Contrato 1-01-25500-1115-2009, “Diseño, Construcción y Puesta en Operación de un Túnel

Bajo Modalidad Llave en Mano para el Sistema de Alcantarillado Troncal”, Consorcio Canoas.

Contrato 2-02-25500-0297-2010, “Revisión y Actualización de Especificaciones Técnicas

Generales y Particulares y Presupuesto para el Diseño y Construcción de la Estación de

Bombeo de Canoas”, Consorcio Silva Carreño-Consultécnicos.

Contrato 1-02-25500-0690-2011, “Diseño a Nivel de Ingeniería de Detalle de la Planta de

Tratamiento de Aguas Residuales de Canoas en los Componentes Asociados al Sistema de

Tratamiento Primario con Asistencia Química”, Consorcio CDM-Ingesam.

Contrato 2-02-25500-0149-2014, “Diseño Detallado de la Estructura de Conexión de los

Túneles Principal y de Emergencia en el Interceptor Tunjuelo Canoas ITC”, CDM Smith.

2.1 Contrato 1-02-26100-711-2006, “Diseño de Ingeniería Básica del Interceptor Tunjuelo-Canoas”, Consorcio HMV-IEHG

Ficha del Documento

Desarrollado por Consorcio HMV-IEHG

Año de publicación 2008

Relevancia para el desarrollo de esta consultoría

Alta

Destino previsto Producto 2 Producto 3 Producto 4

X X

Este estudio, como parte del desarrollo del Plan de Saneamiento del Río Bogotá, fue contratado en el año

2006 por la EAB con el Consorcio HMV-IEHG para el diseño a nivel de ingeniería básica del Interceptor

Tunjuelo-Canoas y de la EBAR Canoas, según Contrato 1-02-26100-711-2006.

En la etapa inicial de la consultoría, el Consorcio HMV-IEHG realizó un análisis de la información

existente de los estudios relacionados y de la geología de la zona del proyecto, para luego plantear el

análisis de alternativas de corredor para el interceptor, teniendo en cuenta la ubicación de la EBAR

Canoas en el predio destinado a la PTAR Canoas. De acuerdo a los análisis realizados, se decidió que la

alternativa óptima para conducir las aguas residuales desde la confluencia del Interceptor Fucha-Tunjuelo




4

e Interceptor Tunjuelo Bajo es la construcción de un túnel que permita transportar las aguas residuales

desde este punto hasta el sitio previsto para la construcción de la PTAR Canoas. Además, a lo largo de

este recorrido se tiene también la conexión del Interceptor Sanitario Soacha que conduce los aportes de la

cuenca de Soacha. La Figura 2-1 describe de manera esquemática la configuración del sistema de

interceptores y la EBAR Canoas.

Figura 2-1

Esquema general del sistema de interceptores y EBAR Canoas

2.1.1 Definición de caudales del Interceptor Tunjuelo-Canoas

Los aportes de caudal al Interceptor Tunjuelo-Canoas incluyen los aportes al inicio de su recorrido

(aportes del Interceptor Fucha-Tunjuelo y del Interceptor Tunjuelo Bajo) y los aportes a lo largo de su

recorrido (aportes de la cuenca de Soacha a través del Interceptor Sanitario Soacha).

En el Tomo II del Producto IV – “Diseño básico hidráulico y geométrico” (numeral 2.1.1 de dicho

Tomo), el Consorcio HMV-IEHG presenta las consideraciones finales para la alternativa seleccionada y

concluye que el caudal de diseño del Interceptor Tunjuelo-Canoas es de 36,2 m3/s, valor que corresponde

a la suma de los caudales de diseño del Interceptor Fucha-Tunjuelo (20,8 m3/s), del Interceptor Tunjuelo

Bajo (12,8 m3/s) y de los aportes de Soacha (2,6 m3/s). Se resalta que estos caudales corresponden a

capacidades de diseño de los interceptores afluentes y no otros valores de caudal que eventualmente

podrían resultar de las acciones que en el futuro pueda realizar la EAB sobre la configuración y/o la

operación del sistema. El estudio, por lo tanto, concluye que el caudal de diseño del Interceptor Tunjuelo-

Canoas así definido (36,2 m3/s) garantiza que se disponga de la capacidad suficiente para drenar el

sistema de alcantarillado de las cuencas de Fucha, Tintal, Tunjuelo y Soacha.




5

2.1.1.1 Aportes del Interceptor Fucha-Tunjuelo

El aporte del Interceptor Fucha-Tunjuelo al Interceptor Tunjuelo-Canoas corresponde al caudal de diseño

de 20,8 m3/s, el cual corresponde al escenario de diseño en tiempo de lluvia. El estudio indica que este

valor es el resultado de las modelaciones realizadas considerando los aportes del Interceptor Izquierdo del

Fucha al Interceptor Fucha-Tunjuelo, la operación del pondaje del Fucha, los aportes de la cuenca del

Tintal y el tránsito de caudales por el Interceptor Fucha-Tunjuelo. Además, se resalta que la construcción

del interceptor ha ido respetando los criterios originalmente establecidos, por lo que se tiene la

certidumbre de que la capacidad instalada en el Interceptor Fucha-Tunjuelo corresponde a 20,8 m3/s.

Utilizar la capacidad instalada en el interceptor permite eliminar incertidumbres que pudieran surgir en el

caso de utilizar un valor de caudal diferente resultante de consideraciones tales como predicciones de

población, consumo de agua potable o de producción de aguas residuales, o de consideraciones

especulativas sobre la proporción de aguas lluvias que ingresa al sistema sanitario o los efectos que sobre

los caudales pueda tener la operación del sistema.

2.1.1.2 Aportes del Interceptor Tunjuelo Bajo

El aporte del Interceptor Tunjuelo Bajo al Interceptor Tunjuelo-Canoas corresponde al caudal de diseño

de 12,8 m3/s, el cual corresponde al escenario de diseño en tiempo de lluvia. El estudio indica que este

valor es el resultado de las modelaciones realizadas considerando los aportes del Interceptor Tunjuelo

Medio al Interceptor Tunjuelo Bajo, la operación de los tanques de amortiguación del Tunjuelo, los

aportes de la cuenca del Tunjuelo Bajo y el tránsito de caudales por el Interceptor Tunjuelo Bajo. De la

misma manera que en el numeral anterior, se resalta que la construcción del Interceptor Tunjuelo Bajo ha

ido respetando los criterios originalmente establecidos, por lo que se tiene la certidumbre de que la

capacidad instalada en el interceptor corresponde a 12,8 m3/s.

Como se indicó también en el numeral anterior, el estudio destaca que utilizar la capacidad instalada en el

interceptor permite eliminar incertidumbres que pudieran surgir en el caso de utilizar un valor de caudal

diferente resultante de consideraciones como predicciones de población, consumo de agua potable o de

producción de aguas residuales, o de consideraciones especulativas sobre la proporción de aguas lluvias

que ingresa al sistema sanitario o los efectos que sobre los caudales pueda tener la operación del sistema.

2.1.1.3 Aportes del municipio de Soacha

En el caso de la cuenca de Soacha, el estudio define el aporte hacia el Interceptor Tunjuelo-Canoas con

base en la información disponible en cuanto a proyecciones de población y de consumo de agua así como

haciendo uso de normas de diseño aplicables. Considerando áreas de expansión potencial, estimaciones

de población a saturación, caudales de infiltración y aportes por conexiones erradas, el estudio concluye

que el aporte de la cuenca de Soacha en el escenario de diseño del Interceptor Tunjuelo-Canoas resulta en

un valor de 2,6 m3/s.

2.1.1.4 Resumen de caudales del Interceptor Tunjuelo-Canoas

El caudal de diseño en tiempo de lluvia para el Interceptor Tunjuelo-Canoas corresponde al resultado de

los numerales anteriores sobre los aportes del Interceptor Fucha-Tunjuelo, del Interceptor Tunjuelo Bajo y

del municipio de Soacha. Dicho caudal de diseño (36,2 m3/s) corresponde al caudal máximo esperado en




6

el Interceptor Tunjuelo-Canoas. En lo que respecta al caudal mínimo que podría esperarse en el

interceptor, el cual ocurriría en tiempo seco, el Consorcio HMV-IEHG realizó un ejercicio de modelación

de tránsito de crecientes obteniendo un caudal mínimo de 6,2 m3/s, correspondiente al caudal mínimo de

los hidrogramas que resultaron de las simulaciones (numeral 2.1.2.2, Tomo II del Producto IV – “Diseño

básico hidráulico y geométrico”). Dicho caudal mínimo corresponde a la modelación del escenario de

saturación contemplando solamente las proyecciones de caudales sanitarios a saturación. La Tabla 2-1

resume el caudal máximo (tiempo de lluvia) y el caudal mínimo (tiempo seco) para el Interceptor

Tunjuelo-Canoas.

Tabla 2-1

Caudales del Interceptor Tunjuelo-Canoas

(Fuente: Consorcio HMV-IEHG, 2006)

Caudal Valor (m3/s)

Caudal máximo, tiempo de lluvia (1) 36,2

Caudal mínimo, tiempo seco (2) 6,2

(1) Capacidad instalada del Interceptor Fucha-Tunjuelo (20,8 m3/s) + capacidad instalada del Interceptor Tunjuelo

Bajo (12,8 m3/s) + proyección a saturación del aporte de la cuenca de Soacha (2,6 m3/s).

(2) Caudal estimado contemplando solamente proyecciones de caudales sanitarios a saturación.

2.1.2 Características de diseño de la Estación de Bombeo de Aguas Residuales Canoas

Dentro de este estudio el Consorcio HMV-IEHG realizó los diseños básicos para la EBAR Canoas, con

una configuración y localización de acuerdo a las condiciones y definiciones de diseño establecidas en ese

entonces. El alineamiento o trazado final del Interceptor Tunjuelo-Canoas cambió en ciertos tramos de su

recorrido durante la ejecución de la construcción, lo cual modificó también la localización inicial pensada

para la EBAR Canoas. En esta subsección se resumen las características de diseño de la estación de

bombeo propuesta en el estudio del Consorcio HMV-IEHG, resaltando en particular la información que

se considera pertinente para la evaluación de alternativas a desarrollarse más adelante (Producto 2:

Alternativas de Diseño) y descartando aquella información que ya no tiene vigencia dadas las condiciones

actuales de trazado y obras construidas.

2.1.2.1 Caudal de diseño

Para establecer el caudal de diseño de la estación de bombeo, el Consorcio HMV-IEHG considera un

factor pico equivalente a dos (2) veces el caudal medio de aguas residuales incluyendo los aportes por

aguas residuales y el caudal de infiltración, pues este es el criterio de diseño para establecer la capacidad

máxima de algunas de las estructuras que pueden llegar a conformar la planta de tratamiento. De acuerdo

a las proyecciones disponibles al momento de la consultoría, se estableció que el valor esperado de aguas

residuales a saturación era 8,1 m3/s, mientras que para el estimativo de infiltración se aplicó un

coeficiente de infiltración de 0,1 l/s/ha sobre toda el área drenada, lo que resultó en un caudal de

infiltración de 2,9 m3/s. Por lo tanto, el caudal medio de aguas residuales incluyendo los aportes por aguas

residuales y el caudal de infiltración fue estimado en un caudal total de 11,0 m3/s. De tal manera que,

utilizando el factor pico de 2 sobre el caudal medio, se obtiene que el caudal de diseño de la estación de

bombeo es 22,0 m3/s para las condiciones de saturación.




7

Definido el caudal de diseño de 22,0 m3/s, el estudio identifica esta capacidad como una primera etapa

para la EBAR Canoas, dejando la diferencia de caudal con respecto al caudal máximo en el Interceptor

Tunjuelo-Canoas (36,2 m3/s) para ser bombeada con unidades adicionales de bombeo a ser añadidas en

una segunda etapa. Considerando unidades de bombeo de 5,5 m3/s de capacidad cada una (y manteniendo

esta capacidad para todas las bombas por uniformidad de equipos y repuestos), se definen estas dos etapas

como se resume en la Tabla 2-2.

Tabla 2-2

Caudal de diseño de la EBAR Canoas


Etapa Caudal de

Diseño (m3/s) Unidades de Bombeo (3)

Etapa 1 (1) 22,0 4 bombas de 5,5 m3/s + 1 bomba de 5,5 m3/s

Etapa 2 (2) 38,5 7 bombas de 5,5 m3/s

(1) Capacidad para bombear el caudal estimado para condiciones de saturación (más una unidad adicional de

suplencia).

(2) Capacidad para bombear el caudal máximo en el Interceptor Tunjuelo-Canoas (36,2 m3/s).

(3) Unidades de bombeo seleccionadas con una misma capacidad para mantener uniformidad de equipo.

2.1.2.2 Configuración conceptual (layout)

Para la configuración (layout) de la EBAR Canoas, el Consorcio HMV-IEHG plantea un esquema

compuesto por dos pozos circulares independientes: Pozo de Cribado, con un diámetro interno de 44 m, y

Pozo de Bombeo, con un diámetro interno de 53 m. Los dos pozos se conectan mediante un tramo de

aproximadamente 70 m con la misma configuración geométrica del resto del Interceptor Tunjuelo-

Canoas. Este conducto parte del fondo del pozo de cribado (la cota batea de salida del conducto es la

misma cota de fondo del pozo de cribado) y descarga al pozo de bombeo aproximadamente 7 m por

encima del fondo de éste. La Figura 2-2 muestra la configuración de los dos pozos circulares con una

vista en planta y la Figura 2-3 con una vista en corte.

En el primer pozo, o pozo de cribado, con un diámetro interno de 44 m, se ubican las rejas para retención

de sólidos que permiten proteger los equipos de bombeo, así como las áreas y equipos asociados a la

operación de cribado y extracción de materiales. Adicionalmente, en este pozo queda ubicada la

estructura de descarga al túnel de emergencia que garantiza el drenaje de caudales cuando la estación de

bombeo esta fuera de servicio. En el segundo pozo, o pozo de bombeo, con un diámetro interno de 53 m,

se tiene un muro circular concéntrico con un diámetro aproximado de 38 m. El espacio generado entre el

muro exterior y el muro interior se emplea como pozo de succión, mientras que el espacio central

delimitado por el muro interior se emplea como casa de máquinas (allí se ubican los equipos de bombeo y

demás equipos requeridos para la operación de la estación de bombeo).




8

2.2 Contrato 1-01-25500-1115-2009, “Diseño, Construcción y Puesta en Operación de Túnel Bajo Modalidad Llave en Mano para el Sistema de Alcantarillado Troncal”, Consorcio Canoas

Ficha del Documento

Desarrollado por Consorcio Canoas



Alta


X X

Este proyecto, con base en el diseño a nivel de ingeniería básica del Interceptor Tunjuelo-Canoas

desarrollado por el Consorcio HMV-IEHG (Contrato 1-02-26100-711-2006), fue contratado en el año

2009 por la EAB con el Consorcio Canoas para el diseño detallado y construcción del Interceptor

Tunjuelo-Canoas, según Contrato 1-01-25500-1115-2009.

Durante la ejecución del proyecto de construcción, el trazado del Interceptor Tunjuelo-Canoas resultó

modificado con respecto al trazado que se preveía inicialmente en el diseño básico elaborado por el

Consorcio HMV-IEHG, en particular en el tramo cercano a los predios de la PTAR Canoas. El trazado

final del interceptor necesariamente requería reconsiderar la ubicación de la EBAR Canoas y, para ese fin,

la Interventoría del proyecto (Consorcio Canoas Interventoría) presentó una propuesta de configuración

conceptual para la EBAR Canoas que consistía de un pozo único para cribado y bombeo (en lugar del

esquema de dos pozos circulares independientes planteado anteriormente por el Consorcio HMV-IEHG).

2.2.1 Trazado final del Interceptor Tunjuelo-Canoas

Como se indicó anteriormente, el alineamiento o trazado final construido del Interceptor Tunjuelo-Canoas

resultó modificado con respecto al trazado originalmente previsto durante el estudio de ingeniería básica.

La Figura 2-4 presenta el plano de planta general de obra construida del Interceptor Tunjuelo-Canoas,

desde su inicio en el Pozo ITC-1, que corresponde al empalme del Interceptor Fucha-Tunjuelo e

Interceptor Tunjuelo Bajo, hasta la descarga al Río Bogotá a través del Túnel de Emergencia. Otros

puntos importantes a notar en el plano de la Figura 2-4 incluyen el Pozo ITC-10, correspondiente al

empalme del Interceptor Sanitario Soacha con el Interceptor Tunjuelo-Canoas (en el diseño básico de

HMV-IEHG, la conexión del Interceptor Sanitario Soacha estaba prevista en el pozo ITC-11, descartado

posteriormente por el Consorcio Canoas), y el Pozo ITC-12, correspondiente a la ubicación propuesta por

el Consorcio Canoas para la EBAR Canoas.

El Pozo ITC-12 que se muestra en el plano de obra construida marca el empalme del túnel principal y

túnel de emergencia del Interceptor Tunjuelo-Canoas. Si bien el Pozo ITC-12 se marca representando la

estación de bombeo bajo el esquema de un “pozo único de operación”, se debe resaltar que en realidad,

por inconvenientes legales, no fue posible la construcción de un pozo que conecte los túneles. Los dos

túneles se excavaron desde direcciones opuestas y en el lugar donde se propone la interconexión

presentan una superposición de aproximadamente 8 m. Ambos túneles fueron excavados usando

máquinas tuneladoras, las cuales actualmente permanecen en los túneles. Recientemente, la firma CDM




9

Smith completó el diseño detallado de una estructura de conexión de los dos túneles, la cual se espera sea

construida durante el año 2017.

2.2.2 Configuración conceptual de un pozo único para cribado y bombeo (layout)

Durante la ejecución de la construcción de las obras del Interceptor Tunjuelo-Canoas, el Consorcio

Canoas Interventoría realizó una revisión de los diseños básicos de la EBAR Canoas elaborados por el

Consorcio HMV-IEHG bajo el esquema de dos pozos circulares independientes (pozo de cribado y pozo

de bombeo). Esta revisión se realizó con el fin de realizar un análisis del costo de estas estructuras

.subterráneas en comparación con el costo de una nueva opción consistente en construir un pozo único de

mayor diámetro que alojaría los elementos requeridos para las dos funciones, cribado y bombeo.

En su análisis, el Consorcio Canoas Interventoría indica que se realizó un diseño a nivel conceptual de la

configuración propuesta de un pozo único de cribado y bombeo. La Figura 2-5 presenta el plano de

planta general de la EBAR Canoas bajo el esquema de pozo único en la ubicación del Pozo ITC-12. Los

informes del análisis realizado están enfocados principalmente en análisis geotécnicos y estructurales y en

estimaciones de costos, sin una descripción detallada de la configuración interna del pozo único y la

disposición de equipos. En todo caso, con base en el plano de la Figura 2-5, se observa que la estación de

bombeo propuesta plantea un pozo único de aproximadamente 67 m de diámetro, un sistema de cribado

compuesto de 7 cribas, canal de descarga con conducción hacia el túnel de emergencia o al pozo de

succión, y un sistema de bombeo compuesto de 7 bombas al parecer similares a las propuestas en el

diseño básico del Consorcio HMV-IEHG.




10

Figura 2-2

Configuración de dos pozos circulares independientes – Planta


POZO DE CRIBADO

POZO DE SUCCÍON

TRAMO DE CONEXIÓN ENTRE POZOS

TUNEL DE EMERGENCIA

ø4,2m




11

Figura 2-3

Configuración de dos pozos circulares independientes – Corte


POZO DE CRIBADO

POZO DE SUCCÍON

No se muestran todos los Pilotes

para aumentar la claridad del Corte

TRAMO DE CONEXIÓN ENTRE POSOS

L=69.35 m – D= 4.20 m

S= 0.113%




12

Figura 2-4

Plano general de obra construida del Interceptor Tunjuelo-Canoas

(Fuente: Consorcio Canoas, 2009)




13

Figura 2-5

Configuración de pozo único – Planta





14

2.2.3 Estructuras principales de empalme aguas arriba de la estación de bombeo

El Interceptor Tunjuelo-Canoas es una estructura cerrada con dos únicos puntos de entrada de caudales:

Pozo ITC-1 al inicio de su recorrido (empalme del Interceptor Fucha-Tunjuelo e Interceptor Tunjuelo

Bajo) y Pozo ITC-10 (empalme del Interceptor Sanitario Soacha e Interceptor Tunjuelo-Canoas). Estos

pozos fueron parte del proyecto de diseño detallado y construcción del Interceptor Tunjuelo-Canoas

ejecutado por el Consorcio Canoas.

Para los propósitos de la presente consultoría, la información relacionada con estas estructuras cobra

relevancia al momento de analizar esquemas alternativos de localización del cribado. Específicamente

para el planteamiento de la alternativa de estaciones de cribado múltiples sugerida en los términos de

referencia, en la cual se requiere contemplar la opción de realizar cribado en los puntos principales de

entrada de caudales al Interceptor Tunjuelo-Canoas.

2.2.3.1 Empalme del Interceptor Fucha-Tunjuelo e Interceptor Tunjuelo Bajo (Pozo ITC-1)

El empalme del Interceptor Fucha-Tunjuelo e Interceptor Tunjuelo Bajo, desde donde nace el Interceptor

Tunjuelo-Canoas, ocurre en el pozo identificado como ITC-1. Este pozo se encuentra ubicado

aproximadamente 8 km aguas arriba, a lo largo del recorrido del Interceptor Tunjuelo-Canoas, con

respecto al sitio de la EBAR Canoas. La Figura 2-6 muestra uno de los planos de diseño elaborados por

el Consorcio Canoas en el que se puede apreciar la configuración y dimensiones principales del Pozo

ITC-1. El pozo tiene un diámetro interno de 20 m y una profundidad de aproximadamente 14 m, con una

plataforma de operación a una profundidad intermedia de 8 m. Los túneles de entrada de los interceptores

Fucha-Tunjuelo y Tunjuelo Bajo tienen diámetros de 3,75 m y 2,75 m, respectivamente. El túnel de salida

del Interceptor Tunjuelo-Canoas tiene un diámetro de 4,20 m. La solera del Interceptor Tunjuelo-Canoas

se encuentra aproximadamente 0,80 m y 1,00 m por debajo de las soleras de los interceptores Fucha-

Tunjuelo y Tunjuelo Bajo, respectivamente.

2.2.3.2 Empalme del Interceptor Sanitario Soacha e Interceptor Tunjuelo-Canoas (Pozo ITC-10)

El empalme del Interceptor Sanitario Soacha con el Interceptor Tunjuelo-Canoas ocurre en el pozo

identificado como ITC-10. Este pozo se encuentra ubicado aproximadamente 1,4 km aguas arriba, a lo

largo del recorrido del Interceptor Tunjuelo-Canoas, con respecto al sitio de la EBAR Canoas. La Figura

2-7 muestra uno de los planos de diseño elaborados por el Consorcio Canoas en el que se puede apreciar

la configuración y dimensiones principales del Pozo ITC-10. El pozo tiene un diámetro interno de 11 m y

una profundidad de aproximadamente 25 m, con una plataforma de operación a una profundidad de 7 m.

El tubo prefabricado de entrada del Interceptor Sanitario Soacha tiene un diámetro de 1,50 m. El túnel de

entrada y salida del Interceptor Tunjuelo-Canoas tiene un diámetro de 4,20 m. La cota de batea del tubo

prefabricado del Interceptor Sanitario Soacha se encuentra aproximadamente 16 m por arriba de la solera

del Interceptor Tunjuelo-Canoas.




15

2.3 Contrato 2-02-25500-0297-2010, “Revisión y Actualización de Especificaciones Técnicas Generales y Particulares y Presupuesto para el Diseño y Construcción de la Estación de Bombeo de Canoas”, Consorcio Silva Carreño-Consultécnicos

Ficha del Documento

Desarrollado por Consorcio Silva Carreño-Consultécnicos



Alta


X

Esta consultoría, con base en el diseño a nivel de ingeniería básica de la EBAR Canoas desarrollado por

el Consorcio HMV-IEHG (Contrato 1-02-26100-711-2006), fue contratada en el año 2010 por la EAB

con el Consorcio Silva Carreño-Consultécnicos para la actualización de las especificaciones técnicas y el

presupuesto para el diseño y construcción de la EBAR Canoas, según Contrato 2-02-25500-0297-2010.

La revisión y actualización de especificaciones técnicas y presupuesto se realizaron para el esquema de la

EBAR Canoas planteado por el Consorcio HMV-IEHG, compuesto por dos pozos circulares (pozo de

cribado y pozo de bombeo) y el túnel de interconexión entre ellos. En el primer pozo, o pozo de cribado,

se ubican las rejas para retención de sólidos que permiten proteger los equipos de bombeo, así como las

áreas y equipos asociados a la operación de cribado y extracción de materiales. Además, en este pozo

queda ubicada la estructura de descarga al túnel de emergencia que garantiza el drenaje de caudales

cuando la estación de bombeo esta fuera de servicio. En el segundo pozo, o pozo de bombeo, se tiene un

muro interior circular concéntrico. El espacio generado entre el muro exterior y el muro interior se emplea

como pozo de succión, mientras que el espacio central delimitado por el muro interior se emplea como

casa de máquinas (allí se ubican los equipos de bombeo y demás equipos requeridos para la operación de

la estación de bombeo).

2.3.1 Organización del alcance de las obras

Para la implementación del diseño detallado y construcción de la EBAR Canoas, el Consorcio Silva

Carreño-Consultécnicos propone una organización del alcance de las obras bajo un esquema de dos

contratos. Un primer contrato básicamente dedicado a la obra civil de las tres estructuras principales

(pozo de cribado, pozo de bombeo y túnel de interconexión) y un segundo contrato dedicado a todas las

estructuras y elementos restantes requeridos para la completa operación y funcionamiento de la estación

de bombeo. Estos dos contratos se propusieron conformados de la siguiente manera:

Contrato 1: El alcance de este contrato comprende el diseño detallado y construcción de la obra

civil básica del pozo de cribado, pozo de bombeo y túnel de conexión entre pozos.

La obra civil básica de los pozos incluye las pantallas, los pilotes bajo la losa de fondo, la

excavación, los muros de reforzamiento internos de ser necesario, el arriostramiento interno y

la losa de fondo. Para el pozo de bombeo adicionalmente incluye el muro circular interno, los

alabes de arriostramiento de ser necesarios, el muro divisorio entre pozos húmedo y seco, la




16

estructura de acceso al pozo húmedo, el canal de recolección de aguas bombeadas, el canal de

salida del pozo y la plataforma de maniobras en la parte superior del pozo.

Contrato 2: El alcance de este contrato incluye el diseño detallado y la construcción de la obra

civil de la estructura de cribado y bypass dentro del pozo de cribado; de la adecuación del pozo

de succión y el canal de salida en el pozo de bombeo; de la cámara de entrada a la estructura de

pretratamiento; del box de descarga y la estructura de entrega al Río Bogotá; de los edificios de

operación, control, bodega y taller y de los cerramientos de pozos con sus cubiertas; de las

zonas y parqueos alrededor de edificios; de las vías y plataformas de maniobra; de las garitas de

acceso; de la obra civil para la subestación y planta de emergencia. El Contrato 2 incluye

igualmente los siguientes elementos:




17

Figura 2-6

Configuración y dimensiones del pozo ITC-1





18

Figura 2-7

Configuración y dimensiones del pozo ITC-10





19

El diseño para fabricación, suministro, montaje, pruebas, puesta en operación de todos los

equipos y sistemas electromecánicos requeridos para el funcionamiento y operación de la

estación de bombeo.

El diseño, construcción, suministro, instalación, pruebas y puesta en operación de la línea

eléctrica de alimentación y su subestación asociada.

El diseño, suministro, instalación, pruebas y puesta en operación del Sistema de

Instrumentación, Supervisión y Control (SISC).

La operación, mantenimiento y vigilancia por 6 meses de todas las estructuras, de los

sistemas electromecánicos del pozo de cribado, del pozo de bombeo y de la descarga al río;

de la subestación eléctrica y planta de emergencia, con todas sus instalaciones, casetas y

cerramiento; de la línea eléctrica de alimentación; del sistema de instrumentación,

supervisión y control - SISC; y en general de todo lo requerido para la completa operación

y funcionamiento de la EBAR Canoas.

El acompañamiento de la operación y mantenimiento por parte de la EAB así como la

capacitación a funcionarios designados de la EAB.

2.3.2 Especificaciones técnicas de diseño y construcción

Definidos los contratos como se describe en el aparte anterior, el Consorcio Silva Carreño-Consultécnicos

procedió con la revisión y actualización de las especificaciones técnicas para el diseño detallado y

construcción de la EBAR Canoas. Estas especificaciones técnicas se presentaron organizadas en las

siguientes categorías y capítulos:

Especificaciones Técnicas de Diseño y Construcción de la Obra Civil

Capítulo 1. Especificaciones generales de diseño y construcción de la obra civil básica de los

pozos de cribado y bombeo y del túnel de conexión – Contrato 1

Capítulo 2. Especificaciones particulares de diseño y construcción de la obra civil básica de los

pozos de cribado y bombeo y del túnel de conexión – Contrato 1

Capítulo 3. Especificaciones generales de diseño y construcción de las obras civiles internas de

los pozos y obras complementarias – Contrato 2

Capítulo 4. Especificaciones particulares de diseño y construcción de las obras civiles internas

de los pozos y obras complementarias – Contrato 2

Especificaciones Técnicas de Diseño y Construcción de la Obra Electromecánica

Capítulo 1. Especificaciones técnicas generales de diseño, fabricación, suministro, montaje,

pruebas y puesta en operación de los equipos electromécanicos, subestación, línea de acometida

eléctrica y operación por seis meses – Contrato 2

Capítulo 2. Especificaciones técnicas particulares de diseño, fabricación, suministro, montaje,

pruebas y puesta en operación de los equipos electromécanicos, subestación, línea de acometida

eléctrica y operación por seis meses – Contrato 2




20

Especificaciones Técnicas de Diseño y Construcción de la Línea de Transmisión Eléctrica

Capítulo 1. Especificaciones generales de diseño y construcción de la línea de transmisión a

115 kV – Contrato 2

Capítulo 2. Especificaciones particulares de diseño y construcción de la línea de transmisión a

115 kV – Contrato 2

2.3.3 Presupuesto de diseño y construcción

El Consorcio Silva Carreño-Consultécnicos realizó la revisión y actualización del presupuesto elaborado

por el Consorcio HMV-IEHG para la EBAR Canoas, con base en los diseños básicos efectuados por este

mismo consorcio. En su informe sobre la actualización del presupuesto, el Consorcio Silva Carreño-

Consultécnicos describe los procedimientos utilizados para las estimaciones de cantidades de obra así

como para los análisis de costos según la información disponible en los documentos de ingeniería básica.

El presupuesto actualizado que se preparó para el diseño y construcción de la EBAR Canoas se presenta

resumido en la Tabla 2-3. Se debe resaltar que estas cifras al momento están desactualizadas pues

corresponden al año 2010, año en el cual se realizó la consultoría.

Tabla 2-3

Presupuesto de diseño y construcción para la EBAR Canoas

(Fuente: Consorcio Silva Carreño-Consultécnicos, 2010)

Componente (1) Contrato 1 (2) Contrato 2 (3)

Costo directo total $ 91.060.302.273 $ 146.095.682.266

AIU total $ 22.765.075.568 $ 32.799.973.423

Costo total $ 113.825.377.841 $ 178.895.655.689

Costo total EBAR Canoas $ 292.721.033.530

(1) Costos en pesos colombianos correspondientes al año 2010.

(2) Obra civil básica de pozo de cribado, pozo de bombeo y túnel de conexión.

(3) Obra civil restante de pozos de cribado y bombeo, edificaciones, obras civiles complementarias, equipos

electromecánicos, subestación y línea de transmisión. Incluye además costo de operación y mantenimiento

por un periodo de seis meses.

2.4 Contrato 1-02-25500-0690-2011, “Diseño a Nivel de Ingeniería de Detalle de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de Canoas en los Componentes Asociados al Sistema de Tratamiento Primario con Asistencia Química”, Consorcio CDM-Ingesam

Ficha del Documento

Desarrollado por Consorcio CDM-Ingesam

Año de publicación 2013 - 2016


Alta


X X




21

Este proyecto, como parte del desarrollo del Plan de Saneamiento del Río Bogotá, fue contratado en el

año 2011 por la EAB con el Consorcio CDM-Ingesam para el diseño a nivel de ingeniería de detalle de la

PTAR Canoas en los componentes asociados al sistema de tratamiento primario con asistencia química,

según Contrato 1-02-25500-0690-2011.

En esta sección se realiza una revisión de los planos de diseño detallado de la PTAR Canoas en búsqueda

de información de relevancia que será necesaria para la definición más adelante de la configuración de la

EBAR Canoas y sus obras conexas, las cuales no fueron parte del alcance del contrato con el Consorcio

CDM-Ingesam.

Además de la estructura de derivación de caudal desde el Interceptor Tunjuelo-Canoas y la estación de

bombeo propiamente dicha (cribado y bombeo), las obras conexas incluirán una estructura de repartición

del caudal bombeado, desde la cual partirán dos conducciones, una dirigida hacia la cámara inicial de la

PTAR Canoas y otra dirigida hacia el Río Bogotá. Por lo tanto, es importante identificar dentro de los

documentos de diseño detallado de la PTAR Canoas las características de diseño final de la cámara inicial

así como información sobre el nivel del agua en el río junto a la planta. Por otro lado, para poder definir el

nivel de cribado requerido en la EBAR Canoas, es importante también entender el tipo de cribado con el

que contará la PTAR Canoas de acuerdo con el diseño detallado.

En las siguientes subsecciones se extrae información de los diseños detallados de la PTAR Canoas

relacionada con las estructuras de entrada a la planta, en particular la cámara inicial y el sistema de

cribado. Asimismo, el nivel del agua en el río será obtenido del perfil hidráulico definido para la planta.

Más adelante, en las Secciones 3.1, 3.2 y 3.3 de este informe, se realiza una revisión de la información

topográfica, información geotécnica y definición de caudales de llegada, respectivamente, que se

elaboraron durante los diseños detallados de la PTAR Canoas.

2.4.1 Definición de las estructuras de entrada a la PTAR Canoas

Las estructuras de entrada a la PTAR Canoas se muestran en la Figura 2-8, en la que se puede observar el

área prevista para la EBAR Canoas al extremo norte de la planta (con una extensión de 2,3 ha), la cámara

inicial de la PTAR y los canales de cribado. La figura muestra también el trazado del Interceptor

Tunjuelo-Canoas (identificado en la figura como ITC). A continuación se resume información específica

sobre la cámara inicial y el sistema de cribado.




22

Figura 2-8

Plano general estructuras de entrada PTAR Canoas

(Fuente: Consorcio CDM-Ingesam, 2011)

2.4.1.1 Cámara inicial de la PTAR Canoas

La cámara inicial de la PTAR Canoas es el punto de entrega del caudal bombeado y desde donde inicia la

conducción de las aguas residuales para su tratamiento a través de la planta. La Tabla 2-4 resume las

cotas de nivel de agua para la cámara de inicio de acuerdo con el perfil hidráulico de la línea de agua

definido en los documentos de diseño detallado de la planta. A partir de estas cotas deberá realizarse el

diseño de la conducción de entrada que vendrá desde la estructura de repartición del caudal bombeado.

Esta estructura de repartición deberá permitir la derivación controlada de caudales hacia la planta de

tratamiento y/o directamente hacia el río.

N




23

Tabla 2-4

Cotas en la cámara Inicial de la PTAR Canoas

(Fuente: Consorcio CDM-Ingesam, 2011

Descripción Elevación (msnm)

Nivel de agua a caudal máximo (32 m3/s) 2553,51

Nivel de agua a caudal medio (16 m3/s) 2552,97

Cota de corona de muros 2555,40

Cota de fondo de la estructura (1) 2551,40

(1) Fondo de la estructura antes de la conducción que va al sistema de cribado.

La Figura 2-9 muestra una vista en planta de la cámara inicial en la que se puede observar la conducción

de entrada (a la que habrá de conectarse la conducción que vendrá de la estructura de repartición de

caudales a ser construida como obra conexa a la EBAR Canoas), las conducciones de salida hacia las

estructuras de cribado y la conducción de salida de by-pass.

Figura 2-9

Cámara Inicial de la PTAR Canoas


N




24

2.4.1.2 Sistema de cribado de la PTAR Canoas

El sistema general de cribado de la PTAR Canoas ha sido diseñado con dos estructuras simétricas

respecto a la vía que divide las dos estructuras. Cada estructura consta de seis (6) canales, para un total de

doce (12) canales, con cada canal provisto con una reja de cribado medio seguida por una reja de cribado

fino. Las rejas de cribado medio están especificadas con ángulo de inclinación de 75 y espacio libre entre

barras de 25 mm (1 pulgada); las rejas de cribado fino están especificadas con ángulo de inclinación de

75 y espacio libre entre barras de 6 mm (1/4 pulgada). La Figura 2-10 muestra una vista en corte de un

canal de cribado en el que se puede observar la disposición de las rejas de cribado medio y fino.

Figura 2-10

Canal de cribado de la PTAR Canoas


2.4.2 Nivel del agua en el Río Bogotá

De acuerdo con el perfil hidráulico de la línea de agua definido en el diseño detallado de la PTAR

Canoas, el nivel del agua en el sitio de descarga en el Río Bogotá para una frecuencia de recurrencia de 1

en 100 años es 2540,23 msnm, el cual fue tomado directamente del perfil de flujo del río Bogotá resultado

del diseño de las obras de “Adecuación Hidráulica y Recuperación Ambiental del Río Bogotá”,

ejecutadas por la Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca-CAR (el perfil de diseño

corresponde a una condición con compuertas de Alicachín cerradas). Como se indicó anteriormente, una

de las obras conexas a la EBAR Canoas, objeto de la presente consultoría, es una estructura de repartición

de caudales que permitirá la derivación del caudal bombeado hacia la cámara inicial de la PTAR Canoas

y/o directamente hacia el Río Bogotá. En el caso de la descarga al río, se prevé que ésta será en un sitio

cercano a la estación de bombeo, es decir al extremo norte de los predios de la PTAR Canoas.

Considerando que este sitio de descarga se encuentra localizado aproximadamente 4 km hacia aguas

arriba del sitio de descarga del efluente de la planta, se considera utilizar un nivel de agua en el río de




25

2540,31 msnm para propósitos del diseño básico de la EBAR Canoas y sus obras conexas, extraído del

mismo perfil de flujo del río que utilizó el Consorcio CDM-Ingesam, en el sitio previsto para la descarga

(4 km aguas arriba del punto de descarga del efluente de la PTAR Canoas).

2.5 Contrato 2-02-25500-0149-2014, “Diseño Detallado de la Estructura de Conexión de los Túneles Principal y de Emergencia en el Interceptor Tunjuelo-Canoas ITC”, CDM Smith

Ficha del Documento

Desarrollado por CDM Smith

Año de publicación 2015 - 2016


Alta


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Esta consultoría, con base en las condiciones existentes de los túneles construidos, fue contratada en el

año 2014 por la EAB con la firma CDM Smith para el diseño detallado de la estructura de conexión del

túnel principal y túnel de emergencia en el Interceptor Tunjuelo-Canoas ITC, según Contrato 2-02-25500-

0149-2014.

Los túneles principal y de emergencia en el Interceptor Tunjuelo-Canoas se excavaron desde direcciones

opuestas y en el lugar de empate presentan una superposición de aproximadamente 8 m. Ambos túneles

fueron excavados usando máquinas tuneladoras, las cuales actualmente permanecen en los túneles. Por

inconvenientes legales, no fue posible la construcción de un pozo que conecte los túneles. Para conectar

los dos frentes de excavación y poder disipar la energía de flujo a fin de conseguir una condición de cielo

abierto o flujo libre, CDM Smith recomendó y elaboró los diseños detallados para la construcción de una

estructura tipo rápida con bloques de concreto para un adecuado trasvase entre los túneles. Este punto de

interconexión se conoce como ITC-12.

El diseño hidráulico de la interconexión de los túneles principal y de emergencia en el Interceptor

Tunjuelo-Canoas se realizó con base en las características geométricas e hidráulicas de cada uno de los

túneles y su ubicación aproximada a partir de los trabajos topográficos realizados durante la consultoría.

El caudal de diseño utilizado para el Interceptor Tunjuelo-Canoas fue 36,2 m³/s, el cual corresponde a la

suma de los caudales transitados por el Interceptor Fucha-Tunjuelo (20,8 m³/s), Interceptor Tunjuelo Bajo

(12,8 m³/s) y los aportes del Interceptor Sanitario Soacha (2,6 m³/s), de acuerdo a los resultados de los

estudios y diseños por parte del Consorcio HMV-IEHG (2006) y Consorcio Canoas (2009). El túnel

principal tiene un diámetro de 4,20 m y el túnel de emergencia un diámetro de 3,2 m.

En el desarrollo de la consultoría, CDM Smith llevó a cabo un levantamiento topográfico del Interceptor

Tunjuelo-Canoas construido, desde aproximadamente el área de la Hacienda La Muralla hasta el punto de

descarga del túnel de emergencia al Río Bogotá. Este levantamiento topográfico provee información

importante del sitio de posible ubicación de la EBAR Canoas. Esta información se resume en las

subsecciones a continuación.




26

2.5.1 Trazado final del Interceptor Tunjuelo-Canoas construido

El Interceptor Tunjuelo-Canoas, incluyendo el túnel principal y el túnel de emergencia, son obras ya

construidas; sin embargo, la información recopilada en los documentos del proyecto de diseño detallado y

construcción del Interceptor Tunjuelo-Canoas (Contrato 1-01-25500-1115-2009) es limitada en cuanto a

información de obra construida. En este sentido, los trabajos de campo realizados durante el proyecto de

diseño detallado liderado por CDM Smith han permitido definir el trazado final construido del Interceptor

Tunjuelo-Canoas (túnel principal y túnel de emergencia). La Figura 2-11 presenta una planta general del

trazado final construido del eje del Interceptor Tunjuelo-Canoas en el tramo cercano a las obras de la

EBAR y PTAR Canoas, y en la Figura 2-12 se presenta una imagen satelital ilustrando el área completa

de recorrido del mismo.

2.5.2 Levantamiento topográfico del Interceptor Tunjuelo-Canoas construido

El levantamiento topográfico del Interceptor Tunjuelo-Canoas incluye el trazado de varias poligonales.

Los puntos de la Poligonal 3 identificados como DW31 y DW85 en la Figura 2-9 son de particular interés

pues corresponden al túnel bajo el sitio de la probable ubicación de la EBAR Canoas. Otros puntos de

interés, que permitirán definir la pendiente del interceptor en ese sector, son los puntos identificados

como DW30 y DW84 en la Figura 2-9, es decir un punto aguas arriba y uno aguas abajo,

respectivamente, con respecto al sitio probable de la EBAR Canoas. De acuerdo con el informe del

levantamiento topográfico del interceptor, estos puntos se definen como se resume en la Tabla 2-5.

Tabla 2-5

Datos topográficos del Interceptor Tunjuelo-Canoas

(Fuente: CDM Smith, 2014)

Punto Descripción Coordenadas (m) Elevación Solera Interior

del Túnel (msnm) Norte Este

DW30 Punto aguas arriba sitio EBAR Canoas 97135,565 80231,584 2515,162

DW31 Sitio probable de la EBAR Canoas 96846,539 80160,711 2514,834

DW84 Punto aguas abajo sitio EBAR Canoas 96594,789 80101,151 2514,580

DW85 Sitio probable de la EBAR Canoas 96883,741 80171,996 2514,925




27

Figura 2-11

Planta general del trazado final del Interceptor Tunjuelo-Canoas

(Fuente: CDM Smith, 2014)




28

Figura 2-12

Imagen Satelital - sector recorrido por el Interceptor Tunjuelo-Canoas

(Fuente: Google Maps)




29

3. Trabajos de campo y análisis de la información

Esta sección tiene como objetivo revisar los resultados de los trabajos de campo (topografía y geotecnia)

realizados en estudios y proyectos anteriores y que tienen relación directa con la zona de la probable

ubicación de la EBAR Canoas y sus obras conexas. Asimismo, en esta sección se revisan los análisis que

se han realizado en cuanto a la definición de caudales relacionados con la operación de la PTAR Canoas

y, por ende, de la EBAR Canoas. La información revisada se presenta sintetizada identificando aquellos

elementos que durante la revisión han sido considerados como pertinentes para la definición de las

características del área de interés así como para la identificación de implicaciones previsibles para la

implementación de las obras. La información revisada en esta sección incluye:

Información Topográfica: Levantamiento y nivelación del predio Canoas en el marco del

Contrato 1-02-25500-0690-2011, “Diseño a Nivel de Ingeniería de Detalle de la Planta de

Tratamiento de Aguas Residuales de Canoas en los Componentes Asociados al Sistema de

Tratamiento Primario con Asistencia Química”, Consorcio CDM-Ingesam.

Información Geotécnica: Estudios geotécnicos para el predio Canoas en el marco del Contrato

1-02-25500-0690-2011, “Diseño a Nivel de Ingeniería de Detalle de la Planta de Tratamiento

de Aguas Residuales de Canoas en los Componentes Asociados al Sistema de Tratamiento

Primario con Asistencia Química”, Consorcio CDM-Ingesam.

Análisis de los caudales de llegada a la PTAR Canoas en el marco del Contrato 1-02-25500-

0690-2011, “Diseño a Nivel de Ingeniería de Detalle de la Planta de Tratamiento de Aguas

Residuales de Canoas en los Componentes Asociados al Sistema de Tratamiento Primario con

Asistencia Química”, Consorcio CDM-Ingesam.

Modelos ITC, TB, IFT en el marco del Contrato 2-02-25500-0464-2011, “Consultoría para la

Elaboración de un Modelo de Simulación Hidráulica y de Operación de los Interceptores

Tunjuelo-Canoas, Tunjuelo Bajo y Fucha-Tunjuelo”, Estudios Técnicos S.A

3.1 Información topográfica: levantamiento y nivelación del predio Canoas en el marco del Contrato 1-02-25500-0690-2011

Como parte de los trabajos de campo requeridos para el diseño de la PTAR Canoas desarrollado por el

Consorcio CDM-Ingesam, se realizó en el año 2013 un levantamiento topográfico detallado del terreno de

la Hacienda Canoas, destinado por el Plan de Ordenamiento Territorial (POT) de Soacha para la

construcción de la planta de tratamiento. El terreno se localiza en el municipio de Soacha, dentro de la

cuenca media del Río Bogotá, en el sector identificado como Soacha-Salto del Tequendama.

La Figura 3-1 muestra el plano general del levantamiento topográfico del sitio. Los terrenos del predio

hacen parte de la Hacienda Canoas, ubicada en la margen occidental del Río Bogotá, entre el cauce de

éste y la Avenida Perimetral de La Sabana. La pendiente natural del terreno desciende en dirección

occidente-oriente, variando entre las cotas 2560 y 2540 msnm, mientras que en la dirección norte-sur el

terreno es casi completamente plano, con una cota media de 2550 msnm. En la figura se muestran

sobrepuestos el área identificada en los planos de diseño de la PTAR Canoas como área designada para la

EBAR Canoas así como el trazado del Interceptor Tunjuelo-Canoas en su recorrido por el predio. La

Figura 3-2 muestra el plano detallado del levantamiento topográfico correspondiente al área donde se

prevé estará ubicada la EBAR Canoas. Asimismo, en la figura se muestran sobrepuestos el área designada




30

para la estación de bombeo y el trazado del Interceptor Tunjuelo-Canoas. De manera preliminar, a partir

de la cota del terreno de 2550 msnm (mencionada en el párrafo anterior) y la elevación de la solera

interior del Interceptor Tunjuelo-Canoas de aproximadamente 2515 msnm en este sitio (puntos DW31 y

DW85 en la Tabla 2-4), la profundidad desde donde se realizará el bombeo sería de aproximadamente 35

m. Esta parte del terreno, así como el predio en general, es actualmente de uso ganadero, cultivos y

pastos. Los pastos son inundados periódicamente mediante una compuerta que toma aguas del Río

Bogotá; estas inundaciones se reflejan en zonas de anegación presentes en la terraza alta del predio.

3.2 Información geotécnica: estudios geotécnicos para el predio Canoas en el marco del Contrato 1-02-25500-0690-2011

Como parte de los trabajos de campo requeridos para el diseño de la PTAR Canoas desarrollado por el

Consorcio CDM-Ingesam, se realizaron en el año 2013 estudios geotécnicos preliminares del predio para

abordar la ingeniería conceptual de las tres fases del proyecto (tratamiento primario químicamente

asistido, tratamiento secundario y tratamiento para remoción de nutrientes). Más tarde, en el año 2015, se

realizaron estudios geotécnicos de detalle del sitio, necesarios para abordar la ingeniería de detalle de la

primera fase del proyecto (tratamiento primario químicamente asistido). En las subsecciones siguientes se

sintetiza la información obtenida sobre la caracterización del subsuelo que se considera pertinente para la

definición de las características del área de interés para la EBAR Canoas y sus obras conexas.

3.2.1 Exploración del subsuelo

Los estudios geotécnicos del predio para el diseño de la PTAR Canoas incluyeron la revisión y análisis de

investigaciones previas del subsuelo y la ejecución de un programa de exploración y muestreo para

complementar dicha información de acuerdo a las necesidades de las estructuras previstas para la planta

de tratamiento. Las investigaciones previas analizadas corresponden a nueve perforaciones mecánicas

realizadas dentro de la zona de estudio por el Consorcio HMV-IEHG y por el Consorcio Canoas para la

construcción del Interceptor Tunjuelo-Canoas. El programa de exploración y muestreo se ejecutó

adoptando los criterios establecidos en el RAS-2000 para determinar el número mínimo de sondeos a

realizar en estudios definitivos de obras lineales de acueducto y alcantarillado. El estudio geotécnico,

considerando un grado alto de dificultad de las excavaciones, una variabilidad baja del subsuelo y un

nivel de complejidad alto del sistema, adoptó realizar un sondeo cada 150 m de distancia, para lo cual se

trazó una malla o retícula de 150 m de lado.




31

Figura 3-1

Plano general topográfico del predio Canoas


Interceptor

Tunjuelo

Canoas




32

Figura 3-2

Plano detallado topográfico del área de la EBAR Canoas

(Consorcio CDM-Ingesam, 2011)




33

Este programa de exploración del subsuelo consistió en: 20 perforaciones mecánicas (percusión y lavado),

9 sondeos de penetración de piezocono (CPTu), 19 sondeos de dilatómetro de Marchetti (DMT), 45

sondeos de registros eléctricos verticales (SEV), 3 pruebas down hole, y 7 piezómetros temporales. La

localización general de los puntos de exploración mencionados se presenta en la Figura 3-3; las

coordenadas y profundidades de los puntos de perforación se presentan en la Tabla 3-1. Puede notarse

que las perforaciones mecánicas (considerando las realizadas previamente para la construcción del

interceptor y las realizadas para el diseño de la planta de tratamiento) fueron ejecutadas a profundidades

entre 30 m y 70 m por debajo de la superficie del terreno.

En la Figura 3-3 se muestran sobrepuestos el área identificada en los planos de diseño de la PTAR Canoas

como área designada para la EBAR Canoas. Esto con el fin de resaltar los sondeos que ofrecen

información pertinente para generar un entendimiento de las características geotécnicas del subsuelo en el

sitio identificado para la EBAR Canoas y sus obras conexas.

3.2.2 Caracterización geotécnica del subsuelo

El informe de evaluación geotécnica preliminar del proyecto de diseño de la PTAR Canoas presenta una

caracterización geotécnica del subsuelo basada en las actividades descritas anteriormente. El informe

indica que en el perfil vertical predominan los suelos con alto contenido de finos, los cuales se clasifican

de acuerdo con el sistema USCS (Unified Soils Classification System) como arcillas de alta plasticidad

(CH), limos de alta plasticidad (MH) y limos orgánicos (OH). A continuación se resume la descripción y

distribución preliminar de los materiales explorados, basados en los registros de campo de las

perforaciones y en los resultados de los ensayos de laboratorio ejecutados.

Capa vegetal: Corresponde a un suelo limoso de color café a negro, con presencia de raíces, de

humedad alta, alta plasticidad (MH); la capa se encuentra entre 0,0 m y 0,3 m de profundidad.

Capa 1: Arcilla limosa de color habano, con presencia de lentes de arena de grano fino y

oxidaciones, humedad alta, plasticidad alta (CH) y consistencia blanda. Esta capa se observa

entre 0,3 m y 15,0 m de profundidad, que aflora en la terraza superior del área de estudio.

Capa 2: Subyaciendo la Capa 1, se encuentra una arcilla limosa gris clara, con lentes de arena y

presencia de oxidaciones, plasticidad alta (CH). Esta capa se encuentra entre 15,0 m y 30,0 m

de profundidad, en la zona occidental del área de estudio, en cercanía al afloramiento rocoso de

la Formación Arenisca de Labor y Tierna. En la base de esta capa existen lentes y bolsas de

arena fina de colores grises y amarillos, con espesores hasta de 7,0 m, interdigitadas con las

arcillas limosas. También presenta lentes de materia orgánica. Las profundidades de la Capa 2,

se midieron desde la superficie del terreno en la zona de la terraza alta.

Capa 3: Esta capa corresponde a un material de color gris oscuro, compuesto por limo orgánico

y arcillas limosas de color gris oscuro con lentes continuos de arena; los materiales finos son

altamente compresibles. En algunas perforaciones cercanas al cauce del río Bogotá se encuentra

turba dentro de esta capa con espesores de 0,5 m a 2,0 m. La Capa 3 se presenta a profundidad

entre 30,0 m y 45,0 m, partiendo del nivel del terreno de la terraza superior.

Capa 4: Corresponde a una arcillolita verdosa muy meteorizada. Se encuentra en la zona

occidental en las perforaciones L8-P1, L9-P1 y L9-P2 a profundidades entre 40,0 m y 50,0 m;

se penetró en este material un espesor promedio de 7,0 m.




34

Capa 5: Corresponde a limos arenosos y arenas grises claras de grano fino, de densidad media.

Este material aflora en la zona sur del área de estudio, en la zona conocida como área de

cultivos. El espesor de esta capa es de aproximadamente 10,0 m. Esta capa solo se encontró en

la perforación L13-P1.

En la Figura 3-4 se presenta un plano del informe geotécnico que resume la sectorización geológica-

geotécnica de superficie del área de estudio e identifica la localización de perfiles estratigráficos definidos

a partir de la exploración del subsuelo y los resultados de los ensayos de laboratorio. Sobre esta figura se

ha sobrepuesto el área identificada como área designada para la EBAR Canoas, lo cual permite notar que

el Perfil Estratigráfico 1 (en el sentido occidente-oriente) y el Perfil Estratigráfico E (en el sentido norte-

sur) son de particular interés para generar un entendimiento de las características geotécnicas del subsuelo

en el sitio de la EBAR Canoas. Estos dos perfiles estratigráficos se presentan en la Figura 3-5 y Figura

3-6. Otros de los perfiles estratigráficos generados serán analizados más adelante, de considerarse

necesario, cuando se defina la configuración (layout) de la estación de bombeo y sus obras conexas.

Analizando los perfiles estratigráficos indicados anteriormente, en particular la información relacionada

con las perforaciones mecánicas L5-P1 y L6-P1, se puede realizar las siguientes inferencias con respecto

a las características geotécnicas del subsuelo en el sitio de la EBAR Canoas:

De acuerdo con el informe geotécnico, las perforaciones mecánicas L5-P1 y L6-P1 fueron

ejecutadas a una profundidad de 50 m, lo cual provee información geotécnica de relevancia,

considerando que la profundidad de la solera interior del túnel del Interceptor Tunjuelo-Canoas

en ese punto es de aproximadamente 35 m (profundidad desde donde se realizaría el bombeo de

aguas residuales).

De acuerdo a los perfiles estratigráficos, dentro de una profundidad de 50 m desde la superficie

del terreno, se esperaría atravesar las siguientes capas en el sitio identificado para la EBAR

Canoas: Capa vegetal (suelo limoso de color café a negro), Capa 1 (arcilla limosa de color

habano, con lentes de arena de grano fino y oxidaciones, humedad y plasticidad altas), Capa 2

(arcilla limosa gris clara, con lentes de arena y oxidaciones, plasticidad alta) y Capa 3 (limo

orgánico y arcillas limosas de color gris oscuro con lentes continuos de arena).

De acuerdo a los perfiles estratigráficos, la elevación de la solera interior del Interceptor

Tunjuelo-Canoas en el sitio de la estación de bombeo (aproximadamente 2515 msnm) estaría

dentro de la Capa 3, caracterizada por material de color gris oscuro, compuesto por limo

orgánico y arcillas limosas de color gris oscuro con lentes continuos de arena.

Los resultados del piezómetro instalado en la perforación mecánica L6-P1 indican una

profundidad del nivel freático de 4,3 m, lo cual es un indicativo del posible nivel freático en el

sitio identificado para la EBAR Canoas.

3.3 Análisis de los caudales de llegada a la PTAR Canoas en el marco del Contrato 1-02-25500-0690-2011

Uno de los productos de la consultoría del Consorcio CDM-Ingesam para los diseños de la PTAR Canoas

consistió en la validación de los caudales y cargas contaminantes a utilizarse en el dimensionamiento de

los componentes de la planta




35

Figura 3-3

Plano general exploración geotécnica del predio Canoas





36

Tabla 3-1

Coordenadas de puntos de perforación geotécnica





37

Figura 3-4

Localización de perfiles estratigráficos predio Canoas





38

Figura 3-5

Perfil estratigráfico 1 próximo a sitio EBAR Canoas





39

Figura 3-6

Perfil estratigráfico E próximo a sitio EBAR Canoas





40

En el desarrollo de dicho producto, se puede notar que el Consorcio CDM-Ingesam realizó una detallada

recopilación y análisis de los resultados de diferentes estudios realizados para la EAB por distintos

consultores en los últimos diez años, en los cuales se caracterizan las descargas de distintos colectores de

las cuencas Fucha y Tunjuelo, con diferentes fines. Además de esos estudios, se analizaron datos relativos

a la prestación del servicio de acueducto en el Distrito Capital, originados por la EAB, así como también

los resultados obtenidos en estudios realizados para la PTAR Salitre.

En las subsecciones siguientes se sintetizan los datos básicos utilizados para la estimación de caudales de

aguas residuales así como la definición de los caudales de diseño para la PTAR Canoas. Esta información,

junto con el caudal máximo (tiempo de lluvia) y el caudal mínimo (tiempo seco) definidos para el

Interceptor Tunjuelo-Canoas en la Sección 2.1.1.4 de este informe, permitirán a su vez definir los

caudales de diseño para la PTAR Canoas.

3.3.1 Datos básicos

El Consorcio CDM-Ingesam realiza una serie de análisis y ejercicios de validación para los diferentes

datos básicos que luego se utilizan para el cálculo de los caudales de diseño de la PTAR Canoas. Estos

datos básicos se describen a continuación y los valores adoptados para los mismos se presentan resumidos

en la Tabla 3-2.

Área de servicio de la PTAR Canoas: Área de servicio consistente en las cuencas sanitarias

Fucha, Tunjuelo y Tintal en el Distrito Capital y el área urbana del municipio de Soacha,

estimada tomando en cuenta los POTs de Bogotá (2013) y Soacha (2000).

Población de saturación: Población estimada a partir del análisis de información contenida en

los POTs de Bogotá (2013) y Soacha (2000) y el estudio de optimización de la PTAR El

Salitre. No se especifica el año en el que se alcanzará la saturación.

Consumo per-cápita de agua potable: Demanda para consumo humano (uso residencial)

estimada a partir del análisis de información histórica suministrada por la EAB.

Agua para otros usos, no residenciales: Proporción de la demanda de agua potable de otros

usuarios (comercial, institucional e industrial) frente a la demanda total, estimada a partir de

datos de la EAB de consumos facturados por tipo de usuario.

Pérdidas totales, índice de agua no contabilizada (IANC): Agua potable que ingresa al sistema

de acueducto y que no es registrada en los micro medidores de los usuarios, principalmente por

imprecisión de los instrumentos, filtraciones o por consumos fraudulentos y conexiones

ilegales. Estas pérdidas se estiman con base en información histórica suministrada por la EAB.

Pérdidas físicas en el sistema de acueducto: Fracción de pérdidas técnicas o físicas (reboses en

los tanques de distribución o fugas en las tuberías de distribución y en las acometidas

domiciliares). Al igual que en el caso del IANC, existe convergencia en los diferentes estudios

realizados en los últimos años para la estimación de estas pérdidas con base en información

histórica suministrada por la EAB.

Coeficiente de retorno: Proporción del agua potable efectivamente utilizada por los usuarios de

todos los tipos que pasa a descargarse al sistema de alcantarillado en la forma de agua residual.

Este valor es adoptado de acuerdo a las recomendaciones del RAS 2000, el cual concuerda con

datos de ciudades de características similares y con distintos estudios adelantados por diferentes

consultores para la EAB.




41

Índice de dilución: Factor con respecto al área de servicio que involucra aportes de infiltración

(aguas freáticas que se infiltran a la redes de alcantarillado y conexiones de aguas limpias a los

sistemas sanitario o combinado) y una fracción de aguas lluvias (conexiones directas a los

sistemas combinados y conexiones ilegales a los colectores sanitarios). El índice es definido

con base en recomendaciones del RAS 2000, estudios anteriores por diferentes consultores y

una estimación indirecta a partir de un balance de carga media afluente a la PTAR Canoas.

Tabla 3-2

Resumen de datos básicos para el cálculo de caudales de diseño de la PTAR Canoas


Parámetro Valor

Área de servicio de la PTAR Canoas (ha) 28.827

Población de saturación (habitantes) 7.322.142

Consumo per-cápita de agua potable (L/hab.d) 80

Agua para otros usos, no residenciales (%) 21

Pérdidas totales, índice de agua no contabilizada (IANC) (%) 36,6

Pérdidas físicas en el sistema de acueducto (%) 7,9

Coeficiente de retorno 0,85

Índice de dilución (L/s.ha) 0,188

3.3.2 Caudales de diseño

Con base en los datos básicos indicados anteriormente, el Consorcio CDM-Ingesam realiza una serie de

cálculos para validar y definir el caudal medio total de aguas residuales (Q MD TOTAL AGUAS RESIDUALES) que

llegará a la EBAR Canoas y a la PTAR Canoas. Estos cálculos han sido debidamente revisados y se

presentan resumidos de manera gráfica en la Figura 3-7. El valor de Q MD TOTAL AGUAS RESIDUALES de 16,00

m3/s corresponde al promedio anual de caudales medios diarios que llegará a la estación de bombeo y a la

planta de tratamiento, el mismo que incluye la contribución de aguas residuales de los usuarios de todo

tipo (Q MD AGUAS RESIDUALES = 10,59 m3/s) más un caudal adicional de dilución (Q MD DILUCIÓN = 5,41 m3/s)

conformado por aguas de infiltración y un aporte de aguas lluvias. En un sistema de alcantarillado como

el del área de servicio de la PTAR Canoas, conformado por colectores combinados y separados, es

importante entender estos dos componentes que conforman el caudal medio total de aguas residuales.

Caudal medio de aguas residuales (Q MD AGUAS RESIDUALES): Caudal de aguas residuales

constituido por los aportes de origen doméstico (residencial), comercial, institucional e

industrial. Su magnitud está relacionada con el tamaño de la población y los usos del suelo en

el área tributaria, y varía en el día en respuesta a los hábitos de consumo de agua de la

población y la operación de las actividades comerciales, institucionales e industriales.

Caudal medio de dilución (Q MD DILUCIÓN): Caudal conformado por aguas de infiltración y una

fracción de aguas lluvias, como se indica a continuación.




42

Caudal base de infiltración – Este caudal está conformado por aguas sub-superficiales o

freáticas que se infiltran a la redes de alcantarillado a través de fisuras en los colectores,

juntas defectuosas, uniones de colectores con pozos de inspección y demás estructuras, y en

los propios pozos cuando no son completamente impermeables. El caudal de infiltración

incluye también el aporte de aguas limpias, superficiales o sub-superficiales, que han sido

conectadas erróneamente al sistema de alcantarillado sanitario o combinado. Ejemplo de

este aporte son las quebradas, nacimientos de agua y aguas freáticas captadas en sótanos de

edificios, entre otras. La magnitud de este caudal depende de la posición del nivel freático,

la longitud y diámetro de los colectores que estén por debajo del nivel freático y las

condiciones físicas del alcantarillado. También, de la cantidad y magnitud de conexiones de

aguas limpias al alcantarillado.

Caudal de aguas lluvias – Este caudal está conformado por aguas lluvias que ingresa al

sistema de alcantarillado en respuesta directa a la intensidad y duración de los eventos de

lluvia. Este aporte proviene de conexiones directas a los sistemas combinados y de

conexiones ilegales a los colectores sanitarios.

Figura 3-7

Cálculo del caudal medio (Q MD) total de aguas residuales afluente a la PTAR Canoas


Agua potable despachada

al sistema de acueducto

Agua potable efectivamente utilizada

por los usuarios en el área de servicio

Pérdidas físicas en el

sistema de acueducto

Q MD PÉRDIDAS FÍSICAS

1,07 m3/s

[porcentaje pérdidas físicas = 7,90%]Q MD TOTAL

13,53 m3/s

Q MD EFECTIVO

12,46 m3/s

Agua descargada al sistema de

alcantarillado como agua residual

Q MD AGUAS RESIDUALES

10,59 m3/s

[coeficiente de retorno = 0,85]

Aporte de infiltración base

y fracción de aguas lluvias

Q MD DILUCIÓN

5,41 m3/s

[índice de dilución = 0,188 L/s.ha; área de servicio = 28.827 ha]

Q MD TOTAL AGUAS RESIDUALES

16,00 m3/sPTAR

Canoas

EBAR

Canoas

Q MD RESIDENCIAL = 6,78 m3/s

[consumo per-cápita = 80 L/hab.d; población saturación = 7.322.142]

Q MD RESIDENCIAL+AGUA NO CONTABILIZADA = 10,69 m3/s

[10,69 m3/s = 6,78 m3/s / (1-0.366); IANC = 36,6%]

Q MD RESIDENCIAL+AGUA NO CONTABILIZADA+OTROS USUARIOS = 13,53 m3/s = Q MD TOTAL

[13,53 m3/s = 10,69 m3/s / (1-0.21); porcentaje otros usuarios = 21%]

Una vez definido el caudal medio total de aguas residuales, corresponde estimar los caudales máximos y

mínimos requeridos para el dimensionamiento de los componentes de la PTAR Canoas. Obviamente, los




43

caudales definidos para el diseño de la planta son relevantes para el diseño de la EBAR Canoas, la cual

tiene como función principal entregar dichos caudales en la cámara inicial de la planta. Los diferentes

caudales de diseño definidos para la planta de tratamiento se describen a continuación y los valores

establecidos para los mismos se presentan resumidos en la Tabla 3-3.

Caudal máximo mensual (Q MÁXIMO MENSUAL): Corresponde al caudal promedio diario del mes

con mayor caudal. El factor pico correspondiente, con respecto al caudal medio total (Q MD

TOTAL AGUAS RESIDUALES = 16,0 m3/s), fue estimado a partir de un análisis estadístico de los

caudales del afluente a la PTAR El Salitre realizado por CDM Smith en el 2011. Un factor pico

de 1,23 fue recomendado como resultado de dicho análisis, lo cual corresponde a un caudal

máximo mensual de 19,7 m3/s (16,0 m3/s x 1,23).

Caudal mínimo diario (Q MÍNIMO DIARIO): Corresponde al caudal promedio diario mínimo de todo

el año. De manera similar al caudal máximo mensual, el factor pico correspondiente, con

respecto al caudal medio total (Q MD TOTAL AGUAS RESIDUALES = 16,0 m3/s), fue estimado a partir de

un análisis estadístico de los caudales del afluente a la PTAR El Salitre realizado por CDM

Smith en el 2011. Un factor pico de 0,85 fue recomendado como resultado de dicho análisis, lo

cual corresponde a un caudal mínimo diario de 13,6 m3/s (16,0 m3/s x 0,85).

Caudal máximo horario (Q MÁXIMO HORARIO): Corresponde al caudal máximo que ocurre durante

el año en un periodo de una hora. Este caudal fue estimado a partir del uso de un factor pico de

1,51 con respecto al caudal medio (Q MD AGUAS RESIDUALES = 10,59 m3/s), más el caudal medio de

dilución (Q MD DILUCIÓN = 5,41 m3/s). El factor pico de 1,51 se obtiene con base en las

recomendaciones del RAS 2000 y una comparación con factores deducidos a partir de estudios

de campo en otros países. El caudal máximo horario resultante es 21,4 m3/s (10,59 m3/s x 1,51

+ 5,41 m3/s).

Caudal máximo diario de aguas combinadas (Q MÁXIMO DIARIO AGUAS COMBINADAS): Corresponde al

caudal máximo diario de aguas residuales diluidas esperado en la planta en época de lluvias. Se

estima a través de un factor pico de 1,60 con respecto al caudal medio total (Q MD TOTAL AGUAS

RESIDUALES = 16,0 m3/s), propuesto en el manual de diseño del Water Environment Federation

para diseño de plantas de tratamiento que sirven áreas donde prevalecen alcantarillados

combinados y que carecen de información histórica de variaciones de caudal. El caudal

máximo diario de aguas combinadas resultante es 25,6 m3/s (16,0 m3/s x 1,60).

Caudal máximo de aguas combinadas (Q MÁXIMO AGUAS COMBINADAS): Corresponde al caudal

máximo de aguas combinadas que se admitirá en la planta de tratamiento. El factor pico

correspondiente, con respecto al caudal medio total (Q MD TOTAL AGUAS RESIDUALES = 16,0 m3/s),

fue estimado a partir de las recomendaciones del RAS 2000 con un valor de 2,0. El caudal

máximo de aguas combinadas resultante es 32,0 m3/s (16,0 m3/s x 2,0). Se resalta que la PTAR

Canoas ha sido diseñada para aceptar este caudal como el máximo flujo de aguas combinadas a

aceptar en la cámara inicial de la planta.




44

Tabla 3-3

Resumen de caudales de diseño de la PTAR Canoas


Caudal de Diseño Valor (m3/s)

Caudal medio total de aguas residuales

(Q MD TOTAL AGUAS RESIDUALES) 16,0

Caudal máximo mensual

(Q MÁXIMO MENSUAL) 19,7

Caudal mínimo diario

(Q MÍNIMO DIARIO) 13,6

Caudal máximo horario

(Q MÁXIMO HORARIO) 21,4

Caudal máximo diario de aguas combinadas

(Q MÁXIMO DIARIO AGUAS COMBINADAS) 25,6

Caudal máximo de aguas combinadas

(Q MÁXIMO AGUAS COMBINADAS) 32,0

3.4 Modelos ITC, ITB, IFT en el marco del Contrato 2-02-25500-0464-2011

Esta consultoría fue contratada en el año 2011 por la EAB con la firma Estudios Técnicos S.A. para la

elaboración de un modelo de simulación hidráulica y de operación de los interceptores Tunjuelo-Canoas,

Tunjuelo Bajo y Fucha-Tunjuelo, según Contrato 2-02-25500-0464-2011.

La consultoría consistió en desarrollar modelaciones hidráulicas de la cuenca del Río Fucha y la cuenca

del Río Tunjuelo con el objetivo de formular un modelo de control en tiempo real (RTC por sus siglas en

inglés) que permita una gestión óptima de la operación de la red troncal sanitaria, combinada y pluvial de

las cuencas Fucha y Tunjuelo, logrando de esta manera una controlada operación de los interceptores

Fucha-Tunjuelo, Tunjuelo Bajo y Tunjuelo-Canoas. Estudios Técnicos S.A. identifica los siguientes

beneficios específicos de contar con el modelo de operación propuesto:

Visualizar el funcionamiento de los interceptores desde el momento de su entrada en operación

con el fin de tomar decisiones sobre el sistema troncal.

Entender mejor los diversos procesos que contribuyen a los caudales en el sistema, incluyendo

la escorrentía, la entrada de infiltración, y los aportes en tiempo seco de aguas residuales y

derivados de los usos del suelo (residencial, industrial y comercial).

Evaluar los escenarios para optimizar el funcionamiento de las estructuras existentes de

acuerdo a los siguientes objetivos:

Maximizar el almacenamiento en el sistema,

Controlar el caudal que entra a la PTAR Canoas,

Minimizar los volúmenes de desbordamiento de los alcantarillados combinados.




45

Servir como herramienta de diseño para evaluar la eficacia y los beneficios de mejoras hechas

al sistema (tales como nuevas estructuras hidráulicas, remplazos de tubería y/o estructuras de

control de caudal).

Servir como herramienta de planificación para evaluar las alternativas en la expansión del

sistema y las actualizaciones requeridas para adaptarse al crecimiento futuro de la ciudad.

Luego de una serie de ejercicios de validación de las modelaciones hidráulicas, la consultoría procedió a

determinar las estructuras a monitorear para realizar la visualización del centro de control para la

operación del sistema de la red troncal de los ríos Fucha y Tunjuelo. Como parte del sistema de control en

tiempo real propuesto, se identifica la ubicación de puntos de control específicos para el control de

caudales de ingreso a los interceptores Fucha-Tunjuelo y Tunjuelo Bajo. Finalmente, la consultoría

realiza un análisis detallado del sistema pluvial y efectúa la integración en la modelación del sistema de

alcantarillado existente para las redes troncales de las cuencas Fucha y Tunjuelo, con caudal sanitario y

con caudal pluvial, para diferentes eventos de lluvia (tormentas) a fin de determinar sectores críticos de

funcionamiento del sistema.

Si bien los resultados de la consultoría arriba descrita son de interés para visualizar una operación

controlada del sistema de interceptores, se debe resaltar que para el caso de la EBAR Canoas el caudal de

particular interés es el caudal de diseño del Interceptor Tunjuelo-Canoas, el cual es de 36,2 m3/s (de

acuerdo a los diseños básicos del Consorcio HMV-IEHG y los diseños detallados y construcción por parte

del Consorcio Canoas). Este caudal corresponde a la suma de los caudales de diseño del Interceptor

Fucha-Tunjuelo (20,8 m3/s), del Interceptor Tunjuelo Bajo (12,8 m3/s) y de los aportes de Soacha (2,6

m3/s), recalcando que estos caudales corresponden a capacidades de diseño de los interceptores afluentes

y no otros valores de caudal que eventualmente podrían resultar de las acciones que en el futuro puedan

realizarse sobre la configuración y/o la operación del sistema. Utilizar la capacidad instalada en el

interceptor permite eliminar incertidumbres que pudieran surgir en el caso de utilizar un valor de caudal

diferente resultante de consideraciones especulativas sobre los efectos que sobre los caudales pueda tener

la operación del sistema. Por lo tanto, contar en la EBAR Canoas con la capacidad de bombear el caudal

de diseño del Interceptor Tunjuelo-Canoas (36,2 m3/s) garantiza que se disponga de la capacidad

suficiente para drenar el sistema de alcantarillado de las cuencas de Fucha, Tintal, Tunjuelo y Soacha.




46

4. Reglamentación y normatividad aplicable al proyecto

Esta sección tiene como objetivo presentar un compendio de los estándares revisados, aplicables al

desarrollo de esta consultoría. La información revisada corresponde a normas internas de la EAB

(SISTEC), normas Distritales y Nacionales relevantes para el proyecto, y normas internacionales que

responden a las particularidades de algunos componentes, cuando estos se encuentren fuera del alcance de

la reglamentación local.

Para los fines de este contrato, la terminología técnica que rige será la definida en las normas técnicas de

la EAB y en los estándares internacionales, cuando aplique.

4.1 Normas SISTEC de la EAB

Las normas técnicas a que hace referencia este numeral son las desarrolladas al interior de la EAB a

través del proceso de normalización técnica. Estas normas se identifican de acuerdo con su tipo, de tal

forma que se tienen Normas Técnicas de Producto, cuyo código se identifica como NP; Normas Técnicas

de Servicio, identificadas como NS; Normas Técnicas de Terminología, identificadas como NT; y, por

último, Normas Técnicas de Ensayo y Calibración, identificadas como NE.

A continuación se detallan el título y el código de algunas de las normas y especificaciones que se

consideran aplicables:

NORMAS TÉCNICAS DE TERMINOLOGÍA

NT-003 Terminología de alcantarillado.

NT-004 Equipos de instrumentación electrónica. Terminología

NT-005 Terminología sanitaria y ambiental.

NT-006 Terminología de Seguridad Industrial.

NT-007 Terminología de Ingeniería Eléctrica.

NT-008 Terminología mecánica.

NT-009 Terminología de construcción.

NORMAS TÉCNICAS DE SERVICIO

NS-002 Criterios de diseño estructural.

NS-005 Juntas y sellos para juntas en estructuras de concreto.

NS-007 Plan de Manejo Ambiental para la elaboración de diseños definitivos y detallados para la

construcción de redes matrices de acueducto y colectores de alcantarillado pluvial y

sanitario. Requisitos mínimos.

NS-009 Instalación de acometidas de acueducto. Diámetros entre 1" y 6"

NS-010 Requisitos para la elaboración y presentación de estudios geotécnicos.

NS-012 Aspectos técnicos para cruces y detección de interferencias en construcción de sistemas

de acueducto y alcantarillado.

NS-015 Reparación de redes secundarias y menores de distribución de acueducto

NS-016 Requisitos mínimos para la ejecución de la auditoría ambiental en la construcción de

proyectos.




47

NS-019 Excavaciones en zanja

NS-020 Desmonte, limpieza, demoliciones y traslado de estructuras.

NS-023 Empates de tuberías en redes de acueducto

NS-024 Instalación de acometidas domiciliarias de acueducto. Diámetros ½" y ¾"

NS-025 Instalación de tuberías en zanja abierta para redes de acueducto

NS-030 Lineamientos para trabajos topográficos.

NS-032 Criterios para diseño hidráulico en tanques de compensación

NS-035 Requerimientos para cimentación de tuberías en redes de acueducto y alcantarillado.

NS-036 Criterios para diseño de red de acueducto secundaria y menor de distribución

NS-037 Uso del sistema de alcantarillado.

NS-038 Manual de Manejo del Impacto Urbano.

NS-039 Vertimiento de residuos líquidos

NS-040 Panorama de factores de riesgo. Requisitos mínimos para su elaboración.

NS-041 Requisitos mínimos de higiene y seguridad industrial en excavaciones.

NS-046 Requisitos para la elaboración y entrega de planos de obra construida de redes de

acueducto y alcantarillado

NS-047 Sumideros

NS-048 Programación y control de proyectos.

NS-054 Presentación de diseños de sistemas de alcantarillado.

NS-055 Intervención y manejo de zonas verdes.

NS-056 Directrices para recuperación de redes de acueducto en zonas urbanas

NS-057 Cunetas y canaletas de drenaje superficial

NS-060 Criterios de diseño de anclajes en redes de acueducto y alcantarillado

NS-068 Conexiones domiciliarias de alcantarillado

NS-069 Manejo de aguas en actividades de construcción y mantenimiento de redes

NS-072 Entibados y tablestacados.

NS-073 Instalación y condiciones de recibo de redes de alcantarillado

NS-076 Requerimientos para diseño y construcción de obras de protección de taludes.

NS-078 Requisitos para el diseño y construcción de Tunnel Liner

NS-079 Criterios para la Instalación de tuberías sin zanja, para acueducto

NS-084 Criterios para selección de válvulas

NS-085 Criterios de diseño de sistemas de alcantarillado.

NS-086 Instalaciones interiores de baja tensión

NS-087 Aspectos técnicos para instalación de válvulas

NS-088 Geotextiles y geocompuestos de drenaje

NS-089 Equipos de topografía: requisitos mínimos de calibración y verificación metrológica

NS-090 Protección de tuberías en redes de acueducto y alcantarillado

NS-091 Criterios de diseño de sistemas de puesta a tierra

NS-092 Instalaciones exteriores de baja tensión

NS-093 Centros de control de motores

NS-094 Centros de distribución de potencia

NS-095 Diseños de sistemas internos ahorradores de energía

NS-096 Revisión de instalaciones hidráulicas internas e inspección externa

NS-097 Criterios de diseño de estaciones de bombeo de alcantarillado

NS-098 Condiciones técnicas para suspensión-reinstalación y corte-reconexión del servicio de

acueducto.

NS-100 Criterios para la evaluación de la conformidad de los productos que adquiere la EAB




48

NS-103 Instalación de concreto.

NS-107 Requisitos mínimos de Higiene y Seguridad Industrial para el manejo de equipos

empleados en labores de construcción de sistemas de acueducto y alcantarillado.

NS-108 Requisitos mínimos de Higiene y Seguridad Industrial para el manejo de herramientas

manuales.

NS-109 Requisitos mínimos de Higiene y Seguridad Industrial para la realización de trabajos con

líneas eléctricas

NS-110 Requisitos mínimos de Higiene y Seguridad Industrial para la realización de trabajos en

alturas

NS-111 Requisitos mínimos de Higiene y Seguridad Industrial en espacios confinados.

NS-112 Requisitos mínimos de Higiene y Seguridad Industrial para el manejo, transporte y

almacenamiento de productos químicos para el tratamiento de agua.

NS-113 Requisitos mínimos de Higiene y Seguridad Industrial para la realización de trabajos en

talleres de mantenimiento mecánico, automotriz y maquinaria industrial.

NS-114 Requisitos mínimos de Higiene y Seguridad Industrial para el manejo de equipos

empleados en el mantenimiento de sistemas de alcantarillado.

NS-115 Requisitos mínimos de Higiene y Seguridad Industrial para operaciones de toma de

muestras

NS-116 Requisitos mínimos de Higiene y Seguridad Industrial para el manejo de explosivos

NS-117 Requisitos mínimos de Higiene y Seguridad Industrial para el manejo de gases

comprimidos

NS-120 Requisitos mínimos para la realización de inventarios de cobertura arbórea y arbustiva.

NS-121 Requisitos mínimos de Higiene y Seguridad Industrial para el manejo de máquinas

herramientas

NS-122 Aspectos técnicos para diseño y construcción de subdrenajes

NS-123 Criterios para selección de materiales de tuberías para redes de acueducto y alcantarillado

NS-126 Permisos ambientales

NS-134 Planes de emergencia. Requisitos mínimos para su elaboración

NS-137 Reporte e investigación de accidentes e incidentes

NS-141 Requisitos mínimos de Seguridad Industrial y Salud Ocupacional para contratista

NE-011 Prueba de Estanqueidad en Redes de Alcantarillado

NORMAS TÉCNICAS DE PRODUCTO

NP-005 Concretos y morteros.

NP-020 Cerramientos

NP-023 Rejillas y tapas para sumideros

NP-024 Tapas, arotapas y arobases para pozos de inspección

NP-025 Grados de protección para encerramiento de equipos eléctricos

NP-027 Tuberías para alcantarillado

NP-040 Rellenos

NP-048 Fuente de alimentación para realizar pruebas de laboratorio en los equipos de

telecomunicación.

NP-049 Subestación eléctrica capsulada de 11.4 kv

NP-051 Requisitos de los instrumentos para medición de nivel

NP-058 Tapones para obturación, manejo de aguas y verificación de estanqueidad en redes de

alcantarillado.




49

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS GENERALES

EG-101 Consideraciones Generales para la Ejecución de Obras y Actividades de la EAB - ESP

EG-102 Servicios preliminares y complementarios.

EG-103 Impacto Urbano.

EG-104 Excavaciones, protección temporal de taludes, demoliciones y traslado de estructuras.

EG-106 Rellenos.

EG-107 Retiro y disposición de materiales sobrantes.

EG-108 Instalación de concretos y suministro e instalación de acero.

EG-109 Instalación de tuberías.

EG-112 Geotextiles, Geocompuestos de Drenaje, Geomembranas y Geomallas

EG-113 Túnel Liner

EG-115 Instalación de Tuberías de Acueducto Provisionales

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE CONSTRUCCION

EC-201 Empates de Tubería de Acueducto

EC-202 Instalación de Hidrantes y Sistemas para Válvulas e Instalación de Accesorios

EC-301 Pozos de inspección.

EC-302 Sumideros

EC-303 Domiciliarias de Alcantarillado

EC-304 Cámaras o estructuras de conexión de alcantarillado.

EC-401 Rotura y construcción de vías, andenes, pisos y sardineles.

EC-402 Cerramientos Permanentes

EC-403 Mobiliario Urbano.

EC-404 Obras complementarias.

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE SUMINISTRO Y OTRAS

ES-902 Suministro de concreto.

ES-903 Suministros de tuberías de acueducto y alcantarillado.

EO-701 Muestreo y Análisis de Residuos Líquidos

EO-702 Centro de Control de Motores - CCM. Centro de Distribución de Potencia - CDP

EO-704 Señalización vertical.

EO-705 Iluminación General de Uso Exterior y Redes Eléctricas Asociadas

EO-706 Estudios y Diseños de Proyectos de Iluminación General de Uso Exterior y Redes

Eléctricas Asociadas

EO-707 Validación y Complementación de Información para Proyectos de Diseño

4.2 Normas distritales y nacionales

A continuación se relaciona la reglamentación distrital y nacional que se tendrá en cuenta para la

elaboración de los diseños y la ejecución del proyecto.

Reglamento del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico RAS 2000.




50

Normas Colombianas de Diseño y Construcción Sismo Resistente. NSR-10.

Decreto 074 de enero 30 de 2001, por medio del cual se complementa el Código de

Construcciones de Bogotá, Distrito Capital y se identifican los límites de la microzonificación

sísmica y se adoptan los espectros de diseño.

Plan de Ordenamiento Territorial (POT) de Bogotá D.C. Decreto Distrital 190 de 2004

Plan de Ordenamiento Territorial (POT) del municipio de Soacha.

Decreto 3100 de 2003, por medio del cual se reglamentan las tasas retributivas por la

utilización directa del agua como receptor de los vertimientos puntuales y se toman otras

determinaciones.

Sistema Nacional para la Prevención y Atención de Desastres.

Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas de la República de Colombia, RETIE

Normas Técnicas Colombianas (ICONTEC)

4.3 Normas internacionales

Finalmente, se relacionan algunos de los estándares internacionales que se tendrán en cuenta para la

elaboración de los diseños de componentes particulares para los cuales se considere pertinente o no se

cuente con normas aplicables en el ámbito local.

Code Requirements for Environmental Engineering

Concrete Structures and Commentary - ACI 350-06

Control of Cracking in Concrete Structures - ACI 224R-01

American Concrete Institute – ACI

American Institute of Steel Construction, (AISC 360-10)

American Concrete Pipe Association, ACPA

American Gear Manufacturers Association, AGMA

American Hydraulic Institute, AHI

American Institute of Steel Construction , AISC

American Iron and Steel Institute, AISI

American National Standards Institute, ANSI

American Society of Mechanical Engineers, ASME

American Society for Non Destructive Testing, ASNT

American Society for Testing and Materials, ASTM

American Society of Heating, Refrigeration and Air Conditioning Engineers ASHRAE

American Welding Society, AWS

American Water Works Association, AWWA

Air Movement and Control Association, AMCA

Anti-friction Bearing Manufacturers Association , AFBMA

American Association of State Highway and Transportation Officials, ASSHTO

British Hydromechanics Research Association, BHRA




51

Crane Manufacturers Association of America, Inc., CMAA

Deutsche Institut Fur Normung, DIN

Federation Europeenne de la Manutention, FEM

Hoist Manufacturers Institute, HMI

Hydraulic Institute Standards, HIS

Insulated Cable Engineers Association , ICEA

International Organization for Standardization, ISO

International Electrotechnical Commission, IEC

Institute of Electrical and Electronic Engineers, IEEE

Instrument Society of America, ISA

Japanese Industrial Standard, JIS

National Association of Corrosion Engineers, NACE

National Electric Code, NEC

National Electric Manufacturers Association, NEMA

National Fire Protection Association, NFPA

National Fan Manufacturers Association, NFMA

Occupational Safety and Health Administration OSHA

Recommended Standards for Wastewater Facilities (Ten States Standard)

Steel Structures Painting Council, SSPC

Society of Automotive Engineers, SAE

The Institute of Noise Control Engineers, INCE

The Material Handling Institute, Inc., MHI

Uniform Building Code, UBC

Underwriters Laboratory Standards, UL

Uniform Plumbing Code, UPC




52

5. Resultados de la revisión y análisis de información

Luego de realizar la revisión y análisis de la información existente disponible, se puede observar que se

ha venido realizando una muy amplia variedad de estudios relacionados con las obras de interés. En

general, los estudios mantienen un nivel de uniformidad adecuado en lo que respecta a criterios y

consideraciones de diseño de los diferentes elementos que tienen relación de una manera u otra con la

EBAR Canoas, objeto de la presente consultoría. Es decir, los enfoques, análisis, supuestos y otras

consideraciones técnicas se ven alineados con las buenas prácticas de ingeniería y no se observan

discrepancias o conflictos entre los resultados y conclusiones de los diferentes estudios. Existen, como es

de esperarse, ciertas diferencias en la definición de ciertos parámetros como resultado de mayor

información disponible en estudios posteriores o como resultado de un refinamiento de la información al

pasar de condiciones de diseño básico a diseño detallado o a obra construida.

Esta sección del informe tiene como objetivo, luego de haber revisado la información disponible con

detenimiento, el identificar y presentar de manera clara y concisa los criterios y bases de diseño, así como

otras consideraciones de importancia, que serán insumo para el desarrollo de las alternativas de diseño

para la EBAR Canoas y sus obras conexas.

5.1 Criterios y bases de diseño

Los componentes principales previstos para la conexión de la EBAR Canoas con el Interceptor Tunjuelo-

Canoas incluyen: Estructura de derivación de caudal desde el Interceptor Tunjuelo-Canoas, sistema de

cribado, sistema de bombeo, estructura de repartición de caudales, conducción y estructura de descarga al

Río Bogotá, y conducción hacia la PTAR Canoas. Cada uno de estos componentes será definido con

especificidad (layout, dimensiones, cotas, disposición de equipos, etc.) durante el desarrollo de los

siguientes productos de esta consultoría. En este momento, es importante identificar los criterios, bases y

parámetros de diseño que se encuentran actualmente definidos como resultado de las obras ya construidas

y de aquellas que cuentan ya con diseños detallados para su construcción. En los apartes siguientes se

presenta información considerada pertinente para el diseño de la EBAR Canoas y sus obras conexas, la

cual incluye información sobre el sitio del proyecto, datos de estructuras existentes y diseñadas,

caracterización geotécnica del subsuelo y caudales de diseño.

5.1.1 Sitio del proyecto y estructuras relevantes

Utilizando como base el plano que muestra la implantación general de la PTAR Canoas, el área

identificada para la localización de la EBAR Canoas se muestra en la Figura 5-1. A manera de referencia

espacial, también se muestra el trazado final del Interceptor Tunjuelo-Canoas en su recorrido por el área

de interés. Datos de importancia para propósitos de diseño de la EBAR Canoas y sus obras conexas se

resumen en la Tabla 5-1.




53

Tabla 5-1

Datos de estructuras existentes y diseñadas pertinentes para la EBAR Canoas

Parámetro Valor

Interceptor Tunjuelo-Canoas

Diámetro del túnel (m) 4,2

Elevación aproximada de solera interior del túnel en sitio del proyecto (msnm) 2515

Elevación aproximada de superficie del terreno en sitio del proyecto (msnm) 2550

Profundidad aproximada de solera interior del túnel en sitio del proyecto (m) 35

Cámara inicial de la PTAR Canoas

Nivel de agua a caudal máximo 32 m3/s (msnm) 2553,51

Nivel de agua a caudal medio 16 m3/s (msnm) 2552,97

Cota de corona de muros (msnm) 2555,40

Cota de fondo de la estructura (msnm) 2551,40

Sistema de cribado de la PTAR Canoas

Rejas de cribado medio, espacio libre entre barras (mm) 25

Rejas de cribado fino, espacio libre entre barras (mm) 6

Nivel del agua en el Río Bogotá

Nivel del río para una frecuencia de 1 en 100 años (msnm) 2540,31

5.1.2 Caracterización geotécnica del subsuelo

Analizando los perfiles estratigráficos que pasan por el área identificada para la localización de la EBAR

Canoas, se puede realizar las siguientes inferencias con respecto a las características geotécnicas del

subsuelo en el sitio propuesto para la estación de bombeo:

Según el informe geotécnico, perforaciones mecánicas fueron realizadas a una profundidad de

50 m, lo cual provee información geotécnica de relevancia, considerando que la profundidad de

la solera interior del túnel del Interceptor Tunjuelo-Canoas en el punto de interés es de

aproximadamente 35 m (profundidad desde donde se realizaría el bombeo de aguas residuales).

De acuerdo a los perfiles estratigráficos, dentro de una profundidad de 50 m desde la superficie

del terreno, se esperaría atravesar las siguientes capas en el sitio identificado para la EBAR

Canoas: Capa vegetal (suelo limoso de color café a negro), Capa 1 (arcilla limosa de color

habano, con lentes de arena de grano fino y oxidaciones, humedad y plasticidad altas), Capa 2

(arcilla limosa gris clara, con lentes de arena y oxidaciones, plasticidad alta) y Capa 3 (limo

orgánico y arcillas limosas de color gris oscuro con lentes continuos de arena).

De acuerdo a los perfiles estratigráficos, la elevación de la solera interior del Interceptor

Tunjuelo-Canoas en el sitio de la estación de bombeo (aproximadamente 2515 msnm) estaría

dentro de la Capa 3, caracterizada por material de color gris oscuro, compuesto por limo

orgánico y arcillas limosas de color gris oscuro con lentes continuos de arena.

Los resultados del piezómetro instalado en el sitio de interés indican una profundidad del nivel

freático de 4,3 m, lo cual es un indicativo del posible nivel freático en el sitio identificado para

la EBAR Canoas.




54

Figura 5-1

Sitio del proyecto de la EBAR Canoas




55

5.1.3 Caudales de diseño

Los diferentes caudales de diseño definidos para las obras (Interceptor Tunjuelo-Canoas y PTAR Canoas)

con incidencia directa en el diseño de la EBAR Canoas se presentan resumidos en la Tabla 5-2. Es

importante resaltar que el caudal máximo de diseño del Interceptor Tunjuelo-Canoas (36,2 m3/s en tiempo

de lluvia) es el resultado de considerar las capacidades de diseño de los interceptores afluentes principales

y no otros valores de caudal que eventualmente podrían resultar de las acciones que en el futuro puedan

realizarse sobre la configuración y/o la operación del sistema. En este sentido, el caudal de 36,2 m3/s

constituye el máximo caudal potencial a ser conducido por el Interceptor Tunjuelo-Canoas y, por lo tanto,

a ser bombeado en la EBAR Canoas. Por otro lado, es importante notar también que la PTAR Canoas ha

sido diseñada para aceptar en su cámara inicial un caudal máximo de aguas combinadas de 32,0 m3/s.

Con base en los caudales máximos indicados en el párrafo anterior, se concluye que la EBAR Canoas

deberá ser diseñada con capacidad de bombear el caudal máximo potencial de 36,2 m3/s en el Interceptor

Tunjuelo-Canoas. Al mismo tiempo, la estructura de repartición de caudales que recibe el caudal

bombeado deberá ser diseñada para que permita el paso de un caudal no mayor a 32,0 m3/s hacia la

cámara inicial de la PTAR Canoas. En este escenario, el caudal diferencial bombeado de 4,2 m3/s (36,2

m3/s - 32,0 m3/s) deberá ser conducido hacia el punto de descarga en el Río Bogotá. Una alternativa a este

escenario operativo es que solamente se realice el bombeo del caudal máximo de 32,0 m3/s que acepta la

planta de tratamiento, conduciendo el caudal diferencial (no bombeado) de 4,2 m3/s hacia el túnel de

emergencia para su descarga final en el Río Bogotá.

Tabla 5-2

Caudales de diseño relevantes para la EBAR Canoas

Caudal de Diseño Valor (m3/s)

Interceptor Tunjuelo-Canoas

Caudal máximo en tiempo de lluvia (1) (m3/s) 36,2

Caudal mínimo en tiempo seco (2) (m3/s) 6,2

PTAR Canoas

Caudal medio total de aguas residuales 16,0

Caudal máximo mensual 19,7

Caudal mínimo diario 13,6

Caudal máximo horario 21,4

Caudal máximo diario de aguas combinadas 25,6

Caudal máximo de aguas combinadas 32,0

(1) Capacidad instalada del Interceptor Fucha-Tunjuelo (20,8 m3/s) + capacidad instalada del Interceptor

Tunjuelo Bajo (12,8 m3/s) + proyección a saturación del aporte de la cuenca de Soacha (2,6 m3/s).

(2) Caudal estimado contemplando solamente proyecciones de caudales sanitarios a saturación.

5.2 Implicaciones previsibles

Los criterios y bases de diseño presentados en los apartes anteriores conforman la información básica

sobre la cual se desarrollará el siguiente producto de esta consultoría, la formulación y evaluación de




56

alternativas de diseño para la EBAR Canoas. Es posible que se requiera complementar esta información

conforme se avance con el refinamiento de la alternativa seleccionada y, más adelante, con el diseño

básico de las estructuras propuestas e n dicha alternativa. Por el momento, esta consultoría considera que

la información disponible, con respecto a la definición del sitio de interés y los caudales de diseño, es

adecuada para proceder con el desarrollo del siguiente producto.

A continuación se presentan algunas implicaciones previsibles derivadas de la comprensión generada

luego de haber profundizado en la revisión de la información disponible sobre estudios y trabajos

anteriores relacionados con el proyecto de la EBAR Canoas.

Para el diseño de la estación de bombeo es importante contar con proyecciones razonables de

los caudales de bombeo en condiciones iniciales de operación y en condiciones futuras de

operación, esto con la finalidad de definir los caudales extremos máximo y mínimo. Los

estudios disponibles anteriores realizan análisis detallados de caudales de diseño con base en

proyecciones de condiciones futuras de saturación del área de servicio de la PTAR Canoas, sin

especificar el año en el que se alcanzará la saturación. Estos análisis, que en su momento

sirvieron de base para establecer la capacidad de diseño del Interceptor Tunjuelo-Canoas,

permiten definir el caudal extremo máximo (36,2 m3/s) bajo condiciones futuras de operación

de la EBAR Canoas. Sin embargo, con excepción de ejercicios de modelación realizados por el

Consorcio HMV-IEHG (en los que se analizan dos escenarios: 1-solamente caudales sanitarios

a saturación y 2-caudales de aguas combinadas suponiendo que la estación de bombeo entre en

operación en el año 2010), no se observa que se haya realizado un análisis de caudales para

condiciones iniciales de operación considerando que la estación de bombeo entre a operar en el

año 2020. En todo caso, el caudal mínimo propuesto por el Consorcio HMV-IEHG de 6,2 m3/s

(estimado contemplando solamente proyecciones de caudales sanitarios a saturación) es

razonable y al parecer conservador. Este caudal podrá ser ajustado, de ser necesario, durante el

diseño básico de la alternativa seleccionada.

La capacidad de bombeo seleccionada por HMV-IEHG de 38,5 m³/s (7 unidades de 5,5 m³/s),

se obtuvo partiendo de la capacidad por unidad requerida para el manejo del caudal máximo de

aguas combinadas definido en su momento (22 m³/s, que se alcanzaba con 4 unidades de 5,5

m³/s). Se respetó la capacidad por unidad para buscar la capacidad máxima que permitiera la

evacuación del caudal de diseño del Interceptor Tunjuelo-Canoas en tiempo de lluvias (36,2

m³/s), para lo cual se requería de 7 unidades, resultando en el valor mencionado de 38,5 m³/s.

Sin embargo, durante el ejercicio de validación de caudales adelantado por el Consorcio CDM-

Ingesam para el diseño de la PTAR Canoas, se actualizó el valor de caudal máximo de aguas

combinadas a tratar en la planta llevándolo a un valor de 32 m³/s, resultado de información

actualizada y estudios de campo recientes. Por lo anterior, se plantea la posibilidad de análisis

de una nueva configuración de bombeo, que permita satisfacer tanto el caudal máximo de

diseño de la PTAR Canoas (32 m³/s) como el caudal de diseño del Interceptor Tunjuelo-Canoas

(36,2 m³/s) de manera óptima.

El sistema general de cribado a diseñar para la EBAR Canoas debe considerar cribado grueso

únicamente, principalmente para la protección de las unidades de bombeo. Lo anterior,

considerando que en los diseños de detalle de la PTAR Canoas, se prevén estructuras de

cribado medio y fino dentro de las obras de cabecera de la planta.

Como parte del Producto 2 de la consultoría, se presentará un análisis de alternativas de

localización del cribado para la EBAR Canoas. Sin embargo, considerando que el Interceptor




57

Tunjuelo-Canoas es susceptible de daños y potencial desprendimiento de elementos

estructurales y/o electromecánicos en todo su trayecto, se recomienda prever un cribado

inmediatamente aguas arriba de las bombas, para protección de las mismas. Por lo anterior,

aunque se explorará la alternativa de estaciones de cribado múltiples en los puntos principales

de entrada de caudales al Interceptor Tunjuelo-Canoas de manera conceptual, se ahondará en el

análisis de alternativas de cribado asociado a configuraciones de un pozo o dos pozos en el sitio

mismo de la estación de bombeo (más comunes y recomendadas).

La información topográfica y geotécnica disponible se considera suficiente para propósitos del

análisis de alternativas y diseño básico de la EBAR Canoas y sus obras conexas. Los

requerimientos de información adicional, requerida para el diseño a nivel de detalle, se dejarán

claramente especificados en los documentos para contratación de la fase siguiente del proyecto.

Para el desarrollo de los diseños básicos objeto de esta consultoría, se tendrán presentes como

primera medida los estándares de la EAB (a través de las normas SISTEC) y estándares

nacionales. Sin embargo, por las particularidades de este proyecto, para el diseño de algunos

componentes podría ser necesario considerar normas y estándares internacionales adoptados

principalmente de la reglamentación de los Estados Unidos y Europa en algunos casos, cuando

estos se salgan del alcance de la reglamentación local. En caso de no existir norma de la EAB

para algún tópico específico se adoptarán en primera media los estándares de la norma nacional

vigente, o la norma o código internacional reconocido. Si sobre una actividad, equipo o tópico

aplica más de una norma se escogerá la que sea más exigente y represente mayor calidad para

el proyecto.

Las especificaciones técnicas preparadas por el Consorcio Silva Carreño-Consultécnicos se

presentan como un valioso punto de partida. Una vez se cuente con los detalles de la alternativa

seleccionada, se pueden emplear dichas especificaciones como base para actualizarlas de

acuerdo con las necesidades del proyecto.

El presupuesto resumido en este producto, con base en cifras estimadas al año 2010 para el

esquema de dos pozos circulares independientes, será principalmente de utilidad para agilizar la

preparación del presupuesto actualizado de la EBAR Canoas en una alternativa similar a la

sugerida por el Consorcio HMV-IEHG, compuesto por dos pozos circulares (pozo de cribado y

pozo de bombeo) y el túnel de interconexión entre ellos. De igual manera, una vez se cuente

con la ingeniería básica de la alternativa seleccionada, dichos presupuestos se tomarán como

base y se actualizarán conforme a la configuración definitiva.

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