El documento describe las obras de optimización del sistema de pretratamiento del acueducto de Villavicencio. Se propone mejorar la transición de entrada al desarenador eliminando un muro y agregando compuertas, para mejorar las condiciones de sedimentación. También se evalúa la estabilidad de las laderas donde está ubicado, proponiendo medidas como control de erosión y revegetalización para prevenir deslizamientos.

1. *Optimizar las obras de la aducción y del sistema de pre
tratamiento, el conducto de aducción y el desarenador
dentro del marco de la rehabilitación de las estructuras que
hacen parte del acueducto de Villavicencio.
* El estudio incluye un diagnóstico de la situación actual de
las obras en sus aspectos físicos y operativos y el diseño de
las estructuras propuestas, junto con las medidas y
acciones tendientes a optimizar el conducto de aducción y
el desarenador existente.

2.  Diagnóstico del estado actual de las obras del sistema de
pre tratamiento incluyendo las características de su
funcionamiento y componente físico.
 Mejoramiento en las condiciones físicas y funcionales.
 No se busca una ampliación de su capacidad hidráulica
original de diseño que es de 1.6m3/s dado que el caudal
de la quebrada es insuficiente.
 Para el desarenador mejorar el funcionamiento del
mismo(abrasión en la tubería de conducción)

3.  En la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de
Villavicencio E.S.P. existe un número considerable de
planos pertenecientes al sistema de acueducto de
Quebrada Honda y dentro de ellos se encuentran los
diseños originales de la aducción y del sistema de
pretratamiento.
 Los planos disponibles del conducto de aducción y el
desarenador se aprovecharon considerablemente y
permitieron conocer las características generales de las
obras construidas y detectar las diferencias respecto a su
situación actual.

4.  Aspectos físicos:
Se trata de una estructura longitudinal y consiste en un
conducto cerrado o cajón en concreto reforzado de
sección transversal rectangular con un ancho de 1,2 m,
una altura de 1,60 m y una longitud de 70 m. Este
conducto se desprende directamente de la caja
longitudinal de concreto que hace parte de la toma
lateral. El conducto es de concreto reforzado y, a pesar de
que posee unos diez años de servicio, se encuentra en
buenas condiciones físicas, por lo cual no se proponen
reparaciones a su estructura propiamente dicha.

7.  De acuerdo con las inspecciones realizadas en campo, la
estructura del conducto no representa ningún riesgo y, la
capacidad hidráulica es suficiente para transportar el
caudal requerido en el diseño original (1,6 m3/s).
 La capacidad hidráulica del canal de aducción al
desarenador se establece con la ecuación de Chèzy-
Manning:

8.  Q - es el caudal de diseño: 1,60 m3/s
 A - es el área de la sección transversal, (1,2 x 1,2 = 1,44
m2)
 R – radio hidráulico, m
 S - es la pendiente longitudinal del conducto, S=
0,001683
 n - es el coeficiente de rugosidad de Manning, n= 0,016

10.  Al solucionar la anterior ecuación se determina
que el conducto puede transportar un caudal de
2,0 m3/s cuando ocupa la altura total de 1,20 m y
un caudal de 1,6 m3/s, con una altura de 1,0 m
para la lámina, con un borde libre de 0,20 m.
 En estas condiciones el conducto posee la
capacidad hidráulica suficiente y acorde con el
diseño original.

12.  El desarenador cumple con la finalidad de retener
las partículas del flujo con diámetros iguales y
superiores a las arenas, de tal manera que a la
planta de tratamiento no ingresen sedimentos en
cantidades considerables, por lo cual se considera
como parte fundamental del pretratamiento de las
aguas para consumo humano.

13.  se trata de un tanque rectangular de dos cámaras,
para facilitar la limpieza de sedimentos, dado que
mientras se evacuan los depósitos en una de ellas,
se continúa operando con la otra cámara. Los
principales componentes de la obra son la
transición de entrada, el tanque desarenador, la
estructura de control y caja de repartición y el
conducto de evacuación y limpieza de sedimentos.

15.  Se trata de un tramo divergente de 6,3 m de longitud, formado
por un canal rectangular que aumenta el ancho de la sección
transversal de manera uniforme y simétrica.
 Los muros laterales son de concreto reforzado que forman un
ángulo de 15º con el eje de la estructura y poseen una pared
completamente vertical en la cara húmeda.
 La corona de los muros tiene un espesor de 0,25 m.
 El ancho inicial del canal divergente es de 1,3 m y la losa de
piso tiene un espesor de 0,2 m.
 Además está conformado por dos canales rectangulares de
0,80 m de ancho, cada uno.
 En la parte central de esta transición se encuentra un muro de
forma trapezoidal en planta, en concreto macizo con forma de
trapecio en planta.

16. Para lavar los sedimentos se dispone
de un orificio de fondo en el extremo
final del tanque de sedimentación,
operado con una compuerta de
limpieza.
Este orificio es la parte inicial de un
conducto de evacuación que
transporta el material depositado de
nuevo a la Quebrada Honda, aguas
abajo de la captación y de la presa de
derivación. El conducto posee una
sección transversal circular en
tubería de 16” de diámetro.
Llegada del conducto de aducción al
desarenador

17. Llegada del conducto de aducción al
desarenador

19. Este tramo conecta el conducto de
aducción con las cámaras principales del
desarenador. Su función consiste en
asegurar un cambio lento y gradual de la
velocidad del flujo en la aducción, la cual
es alta (v=1,33 m/s) hasta la velocidad de
la corriente en el desarenador, igual a 0,21
m/s.
Transición de entrada al desarenador
mostrando los chorros originados por los
canales laterales

20. Actualmente, se encuentra funcionando
en malas condiciones, dado que recibe
dos chorros de agua a alta velocidad en la
zona de la transición. Estos chorros
aumentan considerablemente la
turbulencia y el movimiento desordenado
del flujo impide que las partículas sólidas
se sedimenten, por lo cual el agua que
ingresa a la conducción y llega a la planta
de tratamiento adquiere una alta
turbiedad y posee un número
considerable de arenas.
Tanque principal del desarenador

21. El funcionamiento hidráulico de la caja de repartición y del vertedero
de control es
adecuado. El vertedero es de cresta delgada y entrega las aguas a la
caja, que después
de recibirlas las dirige a la tubería de conducción.

22. La limpieza de sedimentos se realiza al final del desarenador pero de
manera lateral. El hecho de estar en el extremo de aguas abajo facilita
la limpieza por medio de un chorro creado en el inicio del tanque
cuando se induce un flujo bajo compuerta cuando ésta se encuentra
semiabierta.

24. IMPLEMENTACION DE
COMPUERTAS
OBRAS DE
REHABILITACION
CONSTRUCCIÓN DE
UN VERTEDERO
LATERAL

25. OPTIMIZACIÓN DEL
SISTEMA DE
PRETRATAMIENTO
OPTIMIZACIÓN
DE LA
ADUCCIÓN

26. Sobre la toma lateral del sistema de captación en la unión del conducto de
1 aducción al
desarenador se plantea la ubicación de una compuerta en guillotina con las
siguientes
dimensiones 1,20 x 1,60 (b x h). Esta compuerta permanecerá
completamente abierta y
se debe cerrar sólo en los momentos en que se necesite regular el nivel del
agua en la
entrada o para facilitar alguna reparación en el conducto de aducción y/o en
el
desarenador. (Plano DOAP-05)
.

27. En el conducto de aducción se plantea la ubicación de un vertedero de
2 excesos que tiene como objetivo garantizar el caudal de diseño de 1,6 m3/s,
con las dimensiones de la sección transversal del canal de aducción y la
capacidad hidráulica del conducto para el caudal de diseño. Si, por algún
motivo, ingresa un caudal superior al de diseño a la aducción, el exceso será
evacuado por el vertedero lateral de nuevo a la quebrada Honda. Las
dimensiones de dicho vertedero se determinan para las siguientes
condiciones:
• El caudal máximo que ingresa al conducto sin que se presurice es de 2,0
m2/s, tal como se explicó anteriormente.
.

28. Modificaciones
propuestas
OPTIMIZACIÓN
DEL SISTEMA DE
PRETRATAMIENTO
(DESARENADOR)
Revisión de la
condición de limpieza
(duplicidad del serv

29. Se debe eliminar el muro en concreto en la parte central del canal de
1 transición en la entrada al tanque desarenador.
.
Para garantizar una velocidad adecuada en el tanque del desarenador se
2 propone la colocación de dos compuertas radiales de dimensiones iguales al
ancho de las cámaras.
.
Con esta solución se pretende mejorar las condiciones del flujo en la entrada, dado que
la zona de sedimentación debe estar exenta de perturbaciones del régimen del flujo para
facilitar la sedimentación de los sólidos con diámetros iguales y superiores a las arenas
finas.

30. Durante la limpieza de los sedimentos depositados en el desarenador se
saca de servicio la cámara que se limpia y continúa en servicio el otro
compartimiento. Así, la revisión de la condición de limpieza consiste en
asegurar que durante el cierre de una cámara siga pasando el caudal de
diseño por la cámara que permanece en funcionamiento.

32. La estructura del desarenador y canal de conducción
muestran que la ladera natural donde se ubica tiene
una estabilidad aceptable, principalmente por la
orientación de los estratos y la competencia macizo
rocoso. La cimentación de estas estructuras está
directamente sobre areniscas grises a verdes muy
duras.

35. El levantamiento de la información de campo constituyó el
aspecto más importante para el conocimiento de los
procesos morfo-dinámicos que afectan las laderas del
área de la bocatoma. Esta información permitió
diagnosticar el área de acuerdo a su grado de amenaza y
riesgo, para profundizar las medidas de prevención,
control y mitigación de riesgos por remoción en masa.

36. Se implemento:
 Ficha técnica
 Levantamiento topográfico
 Caracterización geológica del sector
 Sistema semi-cuantitaivo de estabilidad
Con los resultados obtenidos y la evaluación de la
vulnerabilidad asociada de los elementos expuestos, se
plantearon las acciones y medidas de mitigación que
serán seleccionadas según análisis de beneficio-costo,
teniendo en cuenta el beneficio social a quien va dirigido
el estudio.

38. Formación carpas rojas del Guatiquía
Da referencia a una secuencia de areniscas de grano fino de
colores rojos, grises y verdes con intercalaciones de limolitas y
lutitas de color rojizo, calizas y conglomerados en la parte
superior de la secuencia.

40. En la zona de vertientes montañosa alta están asociados
a las capas rojas de Guatiquía, donde las pendientes son
alargadas y rectilíneas.
Donde esta ubicada parcialmente por depósitos de ladera
muy inestables debido a las pendientes.

43.  Con los primeros cuatro parámetros (Material + relieve +
densidad + cobertura del suelo), considerados como
parámetros intrínsecos de la ladera, se obtuvo el mapa
cuantitativo de zonas homogéneas de susceptibilidad, por
procesos denudacionales.
 La superposición de la evaluación de susceptibilidad de
agentes detonantes (erosión + sismo + clima + acción
antrópica), permitió establecer una zonificación de amenaza
relativa, para la sumatoria ponderada, en seis niveles de
condiciones de estabilidad critica con periodos de retorno
diferente.

45.  De acuerdo al análisis de amenaza por procesos
denudacionales, la calificación de estabilidad en el
desarenador y el canal de aducción, se encuentra entre CE <
205,5, presente en condiciones estables muy altas. Estas
estructuras tienen y grado de amenaza muy baja y de
vulnerabilidad baja visto como estructuras aisladas.

46.  En síntesis, el sector donde está ubicado el desarenador y el
canal de aducción se caracteriza por la presencia de
formaciones rocosas (areniscas grises a verdes muy duras),
no tendrá mayor problema por capacidad portante, si no
por las diferentes variables que inciden en la estabilidad de
los taludes lindantes, fuentes de agua subterránea y
superficiales, y los efectos con la actividad antrópicas.

48. Como medidas preventivas se proponen las siguientes
acciones:
 Control de Erosión.
- Obras para el control de la escorrentía superficial.
- Conducción de aguas de escorrentía superficial
- Revegetalización.
 Estabilización
- Retiro de masas inestables.
- Revestimiento del talud

49.  Obras para el control de la escorrentía superficial:
El agua que cae por lluvias, directamente sobre la
superficie de talud, se debe evacuar lo más rápido
posible, evitando que su paso cause daños
considerables al talud, por erosión,
almacenamientos e infiltraciones, lo cual se tratara
el talud con un serie de medidas que favorezcan el
drenaje. Entre las más utilizadas son sellados de
grietas con arcilla y la empradización.

50. - Canales o zanjas de corona:
Las zanjas en la corona o parte alta de un talud, son
utilizadas para interceptar y conducir adecuadamente
las aguas lluvias, evitando su paso por el talud.

51.  Revegetalización.
Este puede ser el método de protección más
importante, en cuanto a la revegetalización, deberá
colocarse en especies nativas, de acuerdo con el piso
térmico correspondiente, algunas de rápido
crecimiento aunque su profundidad radicular sea
moderada, de tipo rastrojo; otras de raíces más
profundas, ayudaran a fijar en mayor grado masas del
terreno potencialmente inestables aunque su
crecimiento tome un tiempo mayor.

52. - Retiro de masas inestables: Se refiere a la remoción
de rocas, suelo, vegetación, troncos y escombros
en una cantidad suficiente de material de la parte
superior del deslizamiento que asegura la
estabilidad.
- Revestimiento del Talud: En el talud donde se ubica
el canal de aducción y el desarenador, la roca
presenta fisuras, diaclasas abiertas e
irregularidades que se deben sellar con mortero
grouting de 3.000 psi. El sello deberá permitir la
canalización del agua de escorrentía fuera de las
grietas.

54.  De acuerdo con las inspecciones de campo y los análisis
mostrados, se deduce que tanto el conducto de aducción
como el desarenador poseen una capacidad hidráulica de
1,6 m3/s, acorde con el valor del diseño original. Esto indica
que las obras mencionadas fueron construidas
correctamente.
 Debido a que el caudal mínimo de la quebrada Honda es del
orden de 0,700 m3/s, no es conveniente proponer una
ampliación de este sistema.

55.  En el conducto de aducción resalta la ausencia de
compuertas que regulen el paso de los caudales de entrada
al desarenador. Por ese motivo, en lo que sigue, se propone
implementar unas compuertas planas en la sección inicial
de esa estructura.
 En lo referente al desarenador, a pesar de que sus
dimensiones corresponden bien al caudal de diseño y posee
una eficiencia adecuada para sedimentar arenas finas y
partículas mayores, su funcionamiento es deficiente debido
a que el área en la transición de entrada está fuertemente
restringida por un muro lateral, por lo cual se genera una
velocidad del flujo muy alta en el momento en que ingresa
al tanque.