TRABAJO #2
CRECIMIENTO POBLACIONAL Y DEMANDA DE AGUA
JAIR ALBERTO CARDENAS FIGUEROA
CARLOS ALBERTO CASTRO SANCHEZ
CAMILO ANDRES CASTELLANOS GAMBOA
JOSUE EMMANUEL SANCHEZ GALVAN
UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER
FACULTAD DE INGENIERIA
INGENIERIA CIVIL
NORTE DE SANTANDER, SAN JOSE DE CUCUTA
2016
TRABAJO #2
CRECIMIENTO POBLACIONAL Y DEMANDA DE AGUA
CAMILO ANDRES CASTELLANOS GAMBOA
CODIGO: 1111741
CARLOS ALBERTO CASTRO SANCHEZ
CODIGO: 1111792
JOSUE EMMANUEL SANCHEZ GALVAN
CODIGO: 1111755
JAIR ALBERTO CARDENAS FIGUEROA
CODIGO: 1112037
PRESENTADO A: ING. JAIME BARAJAS LEON
SISTEMA DE ACUEDUCTOS - C
UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER
FACULTAD DE INGENIERIA
INGENIERIA CIVIL
NORTE DE SANTANDER, SAN JOSE DE CUCUTA
2016
INTRODUCCION
El siguiente trabajo determinaremos y analizaremos el crecimiento poblacional y
demanda de agua en 2 municipios en Norte de Santander, uno grande y uno
pequeño poblacionalmente.
Se hará una proyección de la población mediante el método aritmético o
geométrico de los 2 municipios para determinar el nivel de complejidad e
identificaremos el horizonte del proyecto.
Para cada año proyectado de los 2 municipios, calcularemos lo siguiente:
Consumo medio diario, Consumo máximo diario, Caudal medio diario, Caudal
máximo diario y Caudal máximo horario.
A través del RAS TITULO B, podremos analizar el crecimiento poblacional,
insumos y caudales para los 2 municipios proyectados.
Cuando tengamos la información de los consumos podremos empezar a analizar
cómo va a ser el comportamiento de nuestros afluentes que alimentan el sistema.
OBJETIVOS
Determinar el horizonte del proyecto y el nivel de complejidad de 2
municipios en Norte de Santander, uno grande y uno pequeño.
Calcular las proyecciones de población de acuerdo al RAS de los 2
municipios.
Determinar para cada año proyectado el Consumo medio diario y Consumo
máximo diario.
Determinar para cada año proyectado el Caudal medio diario, Caudal
máximo diario y Caudal máximo horario.
CRECIMIENTO POBLACIONAL Y DEMANDA DE AGUA
Se desea proyectar la población y la demanda de agua de Pamplona y Santiago,
municipios que hacen parte del norte de Santander.
MUNICIPIO DE PAMPLONA.
1. Determinar el horizonte del proyecto.
El horizonte del proyecto para el municipio turístico y estudiantil de Pamplona, nos
lleva a pensar en ciertos contextos económicos, políticos y sociales que nos ayuden a entender cuál será la mejor proyección de años de funcionamiento de nuestro sistema de acueducto y aún más teniendo en cuenta que muy
probablemente la cantidad de habitantes que tendremos al termino del año horizonte nos obligara a crear unos diseños y especificaciones con un nivel de
complejidad alto ,haciendo una optimización del nivel actual del acueducto que se encuentra en un medio alto debido a su población en el año de inicio de obras.
El contexto económico del municipio de pamplona gira en torno al turismo religioso y a su condición de ciudad estudiantil , teniendo en cuenta que geográficamente
este , también se encuentra en una vía nacional que conecta con el centro y el oriente del país , convirtiéndolo además en un enclave geográfico que nos comunica con las regiones más productivas a nivel nacional.
La tasa de crecimiento si bien es baja también tiene una alta probabilidad de
crecimiento en los siguientes años, pero también no se espera que salga más allá de las estimaciones que nos presenta el DANE, y que para la realización de nuestra obra no se convertirá en una variable especulativa que nos obligue a bajar
la proyección de años de la misma.
Teniendo unos buenos índices tanto en el crecimiento poblacional, como en la estabilidad económica, lo único que nos faltaría por analizar son los afluentes que suministraran el recurso vital, y en este sentido la ubicación de pamplona nos
permite predecir que con unas políticas ambientales protectores de los páramos aledaños, tendrán al termino del año horizonte unos suministros de agua
medianamente asegurados que permiten el funcionamiento del mismo acueducto. Ya teniendo esta contextualización del municipio se ha decidido tener el horizonte del proyecto para el año 2050, teniendo en cuenta que este empezara a funcionar
el año 2020 dando una duración para la próxima optimización de 30 años, el inicio del proyecto se dará en octubre del 2016 y se entregara el 3 de enero del año
2020.
2. Determinar el nivel de complejidad
Los niveles de complejidad hacen referencia a la capacidad que tendrá el sistema
para suministrar el servicio de acuerdo. La norma establece algunos criterios para la clasificación de los niveles de complejidad teniendo en cuenta el número de habitantes y el factor económico de la población La siguiente tabla resume lo
anterior.
*RAS 2000 – CAPÍTULO A. TABLA A.3.1
La población de la ciudad de Pamplona según el último censo del DANE en el año
2005 es de 53.158 habitantes y las proyecciones futuras al año horizonte del proyecto que es para el 2050 serán de 73921,9843 habitantes, con el cumplimiento y aplicación del RAS, nuestro sistema de acueducto tiene que tener un nivel de complejidad ALTO.
3. Hacer las proyecciones de población, al año horizonte, por los métodos
aritmético y geométrico
PAMPLONA
METODO ARITMETICO
Puc Pci Tuc Tci 59334 53158 2020 2005
Tf Pf
2005 53158 2010 55216,66667 2020 59334 2050 71686
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060
PO
BLA
CIO
N
AÑO
METODO ARITMETICO
PAMPLONA
METODO GEOMETRICO
Puc Pci Tuc Tci r
2901 2679 2020 2005 0,00532157
Tf Pf
2005 53158
2010 55141,7186
2020 59334
2050 76680,5609
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060
PO
BLA
CIO
N
AÑO
METODO GEOMETRICO
4. Con el método definido hacer las proyecciones de población año a año
hasta el año horizonte.
Basados en técnicas estadísticas de proyección de poblaciones la regresión que
mejor describe el crecimiento poblacional en la regresión exponencial aplicada al
método geométrico.
PAMPLONA METODO GEOMETRICO
Puc Pci Tuc Tci r
59334 53158 2020 2005 0,0073545
Tf Pf 2019 58900,81367 2020 59334 2021 59770,3722 2022 60209,95369
2023 60652,7681
2024 61098,83918 2025 61548,19089 2026 62000,84737 2027 62456,83291 2028 62916,17199 2029 63378,88929 2030 63845,00965 2031 64314,55808 2032 64787,55982 2033 65264,04025 2034 65744,02496 2035 66227,53971 2036 66714,61048 2037 67205,26341 2038 67699,52485 2039 68197,42134 2040 68698,97962 2041 69204,2266
2042 69713,18943 2043 70225,89543 2044 70742,37212 2045 71262,64725 2046 71786,74874 2047 72314,70474 2048 72846,54359 2049 73382,29385 2050 73921,9843
5. Determinar para cada año y cada municipio, los siguientes valores:
Consumo medio diario, Consumo máximo diario, caudal medio diario,
caudal máximo diario, caudal máximo horario.
C. DOMESTICO 140 L/hab*dia
K1 1,2
OTROS USOS 35 L/hab*dia
K2 1,5
D.NETA 175 L/hab*dia
%PERDIDAS 0,25
D.BRUTA 233,333333 L/hab*dia
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 2055
POB
LACI
ON
AÑO
METODO GEOMETRICO
AÑO POBLACION P.
FLOTANTE P. TOTAL
C.MEDIO DIARIO
C.MAX DIARIO
Q.MEDIO DIARIO
Q.MAX DIARIO
Q.MAX HORARIO
2019 58900,81 5890,08 64790,90 15117875,5 18141450,6 174,98 209,97 314,96
2020 59334,00 5933,40 65267,40 15229060 18274872 176,26 211,51 317,27
2021 59770,37 5977,04 65747,41 15341062,2 18409274,6 177,56 213,07 319,61
2022 60209,95 6021,00 66230,95 15453888,1 18544665,7 178,86 214,64 321,96
2023 60652,77 6065,28 66718,04 15567543,8 18681052,6 180,18 216,22 324,32
2024 61098,84 6109,88 67208,72 15682035,4 18818442,5 181,51 217,81 326,71
2025 61548,19 6154,82 67703,01 15797369 18956842,8 182,84 219,41 329,11
2026 62000,85 6200,08 68200,93 15913550,8 19096261 184,18 221,02 331,53
2027 62456,83 6245,68 68702,52 16030587,1 19236704,5 185,54 222,65 333,97
2028 62916,17 6291,62 69207,79 16148484,1 19378181 186,90 224,28 336,43
2029 63378,89 6337,89 69716,78 16267248,3 19520697,9 188,28 225,93 338,90
2030 63845,01 6384,50 70229,51 16386885,8 19664263 189,66 227,60 341,39
2031 64314,56 6431,46 70746,01 16507403,2 19808883,9 191,06 229,27 343,90
2032 64787,56 6478,76 71266,32 16628807 19954568,4 192,46 230,96 346,43
2033 65264,04 6526,40 71790,44 16751103,7 20101324,4 193,88 232,65 348,98
2034 65744,02 6574,40 72318,43 16874299,7 20249159,7 195,30 234,37 351,55
2035 66227,54 6622,75 72850,29 16998401,9 20398082,2 196,74 236,09 354,13
2036 66714,61 6671,46 73386,07 17123416,7 20548100 198,19 237,83 356,74
2037 67205,26 6720,53 73925,79 17249350,9 20699221,1 199,65 239,57 359,36
2038 67699,52 6769,95 74469,48 17376211,4 20851453,7 201,11 241,34 362,00
2039 68197,42 6819,74 75017,16 17504004,8 21004805,8 202,59 243,11 364,67
2040 68698,98 6869,90 75568,88 17632738,1 21159285,7 204,08 244,90 367,35
2041 69204,23 6920,42 76124,65 17762418,2 21314901,8 205,58 246,70 370,05
2042 69713,19 6971,32 76684,51 17893052 21471662,3 207,10 248,51 372,77
2043 70225,90 7022,59 77248,48 18024646,5 21629575,8 208,62 250,34 375,51
2044 70742,37 7074,24 77816,61 18157208,8 21788650,6 210,15 252,18 378,28
2045 71262,65 7126,26 78388,91 18290746,1 21948895,4 211,70 254,04 381,06
2046 71786,75 7178,67 78965,42 18425265,5 22110318,6 213,26 255,91 383,86
2047 72314,70 7231,47 79546,18 18560774,2 22272929,1 214,82 257,79 386,68
2048 72846,54 7284,65 80131,20 18697279,5 22436735,4 216,40 259,68 389,53
2049 73382,29 7338,23 80720,52 18834788,8 22601746,5 218,00 261,59 392,39
2050 73921,98 7392,20 81314,18 18973309,3 22767971,2 219,60 263,52 395,28
MUNICIPIO DE SANTIAGO.
1. Determinar el horizonte del proyecto.
El horizonte del proyecto para el municipio turístico y estudiantil de Santiago, nos lleva a pensar en ciertos contextos económicos, políticos y sociales que nos
ayuden a entender cuál será la mejor proyección de años de funcionamiento de nuestro sistema de acueducto y aún más teniendo en cuenta que muy
probablemente la cantidad de habitantes que tendremos al termino del año horizonte nos obligara a crear unos diseños y especificaciones con un nivel de complejidad alto ,haciendo una optimización del nivel actual del acueducto que se
encuentra en un medio alto debido a su población en el año de inicio de obras.
El contexto económico del municipio de Santiago gira en torno al turismo en general.
La tasa de crecimiento si bien es baja también tiene una alta probabilidad de
crecimiento en los siguientes años, pero también no se espera que salga más allá de las estimaciones que nos presenta el DANE, y que para la realización de nuestra obra no se convertirá en una variable especulativa que nos obligue a bajar
la proyección de años de la misma.
Teniendo unos buenos índices tanto en el crecimiento poblacional, como en la estabilidad económica, lo único que nos faltaría por analizar son los afluentes que
suministraran el recurso vital, y en este sentido la ubicación de Santiago nos permite predecir que con unas políticas ambientales protectores de los páramos
aledaños, tendrán al termino del año horizonte unos suministros de agua medianamente asegurados que permiten el funcionamiento del mismo acueducto. Ya teniendo esta contextualización del municipio se ha decidido tener el horizonte
del proyecto para el año 2050, teniendo en cuenta que este empezara a funcionar el año 2020 dando una duración para la próxima optimización de 30 años, el inicio
del proyecto se dará en octubre del 2016 y se entregara el 10 de enero del año 2020.
2. Determinar el nivel de complejidad
Los niveles de complejidad hacen referencia a la capacidad que tendrá el sistema
para suministrar el servicio de acuerdo. La norma establece algunos criterios para la clasificación de los niveles de complejidad teniendo en cuenta el número de habitantes y el factor económico de la población La siguiente tabla resume lo
anterior.
*RAS 2000 – CAPÍTULO A. TABLA A.3.1
La población de la ciudad de Santiago según el último censo del DANE en el año
2005 es de 2679 habitantes y las proyecciones futuras al año horizonte del proyecto que es para el 2050 serán de 3345 habitantes, con el cumplimiento y aplicación del RAS, nuestro sistema de acueducto tiene que tener un nivel de complejidad MEDIO.
3. Hacer las proyecciones de población, al año horizonte, por los métodos
aritmético y geométrico
SANTIAGO
METODO ARITMETICO
Puc Pci Tuc Tci 2901 2679 2020 2005
Tf Pf
2005 2679 2010 2753 2020 2901 2050 3345
0
1000
2000
3000
4000
2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 2055
POB
LACI
ON
AÑO
METODO ARITMETICO
SANTIAGO
METODO GEOMETRICO
Puc Pci Tuc Tci r
2901 2679 2020 2005 0,00532157
Tf Pf
2005 53158
2010 55141,7186
2020 59334
2050 76680,5609
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060
PO
BLA
CIO
N
AÑO
METODO GEOMETRICO
4. Con el método definido hacer las proyecciones de población año a año
hasta el año horizonte.
Basados en técnicas estadísticas de proyección de poblaciones la regresión que
mejor describe el crecimiento poblacional en la regresión exponencial aplicada al
método geométrico.
SANTIAGO METODO GEOMETRICO
Puc Pci Tuc Tci r
2901 2679 2020 2005 0,00532157
Tf Pf 2019 2885,643843 2020 2901 2021 2916,437876 2022 2931,957906
2023 2947,560526
2024 2963,246178 2025 2979,015301 2026 2994,868341 2027 3010,805744 2028 3026,827959 2029 3042,935437 2030 3059,128633 2031 3075,408001 2032 3091,774002 2033 3108,227095 2034 3124,767745 2035 3141,396417 2036 3158,113579 2037 3174,919703 2038 3191,815262 2039 3208,800732 2040 3225,876591 2041 3243,043321
2042 3260,301405 2043 3277,651328 2044 3295,093581 2045 3312,628654 2046 3330,257041 2047 3347,979238 2048 3365,795746 2049 3383,707065 2050 3401,713701
5. Determinar para cada año y cada municipio, los siguientes valores:
Consumo medio diario, Consumo máximo diario, caudal medio diario,
caudal máximo horario.
C. DOMESTICO 125 L/hab*dia
K1 1,3
OTROS USOS 31,25 L/hab*dia
K2 1,6
D.NETA 156,25 L/hab*dia
%PERDIDAS 0,25
D.BRUTA 208,3333333 L/hab*dia
2800
2900
3000
3100
3200
3300
3400
3500
2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 2055
PO
BLA
CIO
N
AÑO
METODO GEOMETRICO
AÑO POBLACIO
N
P. FLOTANT
E P. TOTAL
C.MEDIO DIARIO
C.MAX DIARIO
Q.MEDIO
DIARIO
Q.MAX DIARIO
Q.MAX HORARI
O
2019 2885,64 288,56 3174,21 661293,380
7 859681,394
9 7,65 9,95 15,92
2020 2901,00 290,10 3191,10 664812,5 864256,25 7,69 10,00 16,00
2021 2916,44 291,64 3208,08 668350,346
6 868855,450
6 7,74 10,06 16,09
2022 2931,96 293,20 3225,15 671907,020
1 873479,126
1 7,78 10,11 16,18
2023 2947,56 294,76 3242,32 675482,620
6 878127,406
8 7,82 10,16 16,26
2024 2963,25 296,32 3259,57 679077,249 882800,423
7 7,86 10,22 16,35
2025 2979,02 297,90 3276,92 682691,006
5 887498,308
4 7,90 10,27 16,44
2026 2994,87 299,49 3294,36 686323,994
8 892221,193
2 7,94 10,33 16,52
2027 3010,81 301,08 3311,89 689976,316
3 896969,211
2 7,99 10,38 16,61
2028 3026,83 302,68 3329,51 693648,073
9 901742,496
1 8,03 10,44 16,70
2029 3042,94 304,29 3347,23 697339,371 906541,182
4 8,07 10,49 16,79
2030 3059,13 305,91 3365,04 701050,311
7 911365,405
2 8,11 10,55 16,88
2031 3075,41 307,54 3382,95 704781,000
3 916215,300
4 8,16 10,60 16,97
2032 3091,77 309,18 3400,95 708531,542
1 921091,004
7 8,20 10,66 17,06
2033 3108,23 310,82 3419,05 712302,042
6 925992,655
4 8,24 10,72 17,15
2034 3124,77 312,48 3437,24 716092,608
2 930920,390
6 8,29 10,77 17,24
2035 3141,40 314,14 3455,54 719903,345
5 935874,349
1 8,33 10,83 17,33
2036 3158,11 315,81 3473,92 723734,361
9 940854,670
4 8,38 10,89 17,42
2037 3174,92 317,49 3492,41 727585,765
3 945861,494
9 8,42 10,95 17,52
2038 3191,82 319,18 3511,00 731457,664
2 950894,963
5 8,47 11,01 17,61
2039 3208,80 320,88 3529,68 735350,167 955955,218 8,51 11,06 17,70
8 1
2040 3225,88 322,59 3548,46 739263,385
5 961042,401
2 8,56 11,12 17,80
2041 3243,04 324,30 3567,35 743197,427
7 966156,656 8,60 11,18 17,89
2042 3260,30 326,03 3586,33 747152,405
2 971298,126
8 8,65 11,24 17,99
2043 3277,65 327,77 3605,42 751128,429
4 976466,958
3 8,69 11,30 18,08
2044 3295,09 329,51 3624,60 755125,612
3 981663,296 8,74 11,36 18,18
2045 3312,63 331,26 3643,89 759144,066
5 986887,286
4 8,79 11,42 18,28
2046 3330,26 333,03 3663,28 763183,905
2 992139,076
7 8,83 11,48 18,37
2047 3347,98 334,80 3682,78 767245,242
1 997418,814
7 8,88 11,54 18,47
2048 3365,80 336,58 3702,38 771328,191
7 1002726,64
9 8,93 11,61 18,57
2049 3383,71 338,37 3722,08 775432,869
1 1008062,73 8,97 11,67 18,67
2050 3401,71 340,17 3741,89 779559,389
8 1013427,20
7 9,02 11,73 18,77
CONCLUSIONES
A través del RAS TITULO B, pudimos hacer proyecciones de población
utilizando los datos estadísticos del DANE para poder definir el nivel de
complejidad de varios municipios del departamento de norte de Santander.
Utilizamos 2 modelos de proyección de población que permiten tener una
idea cercana de la población en un año horizonte, el método geométrico
demostró ser en la práctica más ajustado a las proyecciones que el método
aritmético, utilizando la gráfica de regresión para demostrar lo
anteriormente dicho.
Haciendo contextualización, investigación e interpretación de información,
podemos hacer hipótesis del año horizonte de nuestro sistema de
acueductos en cualquier municipio del país, teniendo muy en cuenta la
veracidad de la información y el claro análisis de la misma.
Obteniendo el nivel de complejidad podemos obtener más datos
relacionados con las dotaciones por habitante y a partir de esa información
se halla la dotación bruta, consumo medio diario, caudal medio diario,
consumo máximo diario, caudal máximo diario y el consumo máximo
horario.
Conociendo información de los consumos podemos empezar a analizar
cómo va a ser el comportamiento de nuestros afluentes que alimentan el
sistema y en caso de que no pueden suministrar el recurso necesario,
evaluar soluciones que den vía al proyecto.