proyecto de grado iciv20092039 - uniandes

Universidad de los Andes

Facultad de Ingeniería

Departamento de Ingeniería Civil y

Ambiental

Proyecto de Grado Ingeniería Civil

DESARROLLO DE UNA METODOLOGÍA

PARA EL LEVANTAMIENTO DEL CATASTRO DE ACUEDUCTO.

Presentado por:

Oscar Andrés Santiago Urrea

Asesor:

Ing. Juan G. Saldarriaga

Bogotá D.C., Enero de 2010

Universidad de los Andes Facultad de Ingeniería Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Desarrollo de una metodología para el levantamiento del Catastro de Acueducto

Oscar Andrés Santiago Urrea Proyecto de Grado Ingeniería Civil (ICIV 20092039) 2

Tabla de Contenido

1. Introducción 4

2. Antecedentes 8

3. Objetivos 9

3.1. Objetivos Generales 9

3.2. Objetivos Específicos 9

4. Justificación 10

5. El Catastro 14

6. Conceptos Básicos Acueductos 17

6.1. Teoría de Diseño y modelación hidráulica de Acueductos 21

7. Metodología para la elaboración del Catastro de Redes de Acueducto 29

7.1. Elaboración e investigación de una base cartográfica 29

7.1.1. Mapas topográficos 31

7.1.2. Aerofotografías 32

7.1.3. Planos digitales y no digitalizados 33

7.1.4. Registro de reparaciones de daños y mantenimiento 33

7.1.5. Placas de referencia del IGAC 34

7.1.6. Sistema de Información Geográfica (SIG) 35

7.2. Planimetría 36

7.2.1. Planeación del trabajo de campo 38

7.2.2. Tiempos de medición en campo 40

7.2.3. Instalación de placas de referencia topográficas 40

7.2.4. Poligonales 42

7.2.5. Radiación de detalles de la red 48

7.2.6. Marcación de los detalles de la red 50

7.3. Equipos 51

7.4. Personal 53

7.5. Preparativos de trabajo en campo 54

7.6. Captura de información en campo 59

7.6.1. Búsqueda de atributos de la red de distribución de acueducto 59

7.6.2. Medición y captura de atributos de la red 65

7.6.3. Post-procesamiento de datos adquiridos en campo 67

7.7. Montaje de la red en CAD 73



7.8. Generación de shapes para subir la red al SIG partiendo del CAD 77

7.9. Validación de la red de Acueducto procesada y almacenada 79

8. Presentación de resultados del levantamiento de catastro de acueducto 81

9. Conclusiones y Recomendaciones 81

10. Bibliografía 83

11. Anexo1 Diagrama de flujo metodología del catastro de acueducto 84

12. Anexo 2- Disco compacto con aplicaciones y trabajos de catastro de acueducto

Índice de Tablas

Tabla 1. Programas de modelación hidráulica.

Tabla 2. Ficha técnica de esquinas que se debe llenar para recolectar datos.

Tabla 3. Ficha técnica de accesorios de la red.

Tabla 4. Ficha técnica de tubería de la red.

Tabla 5. Lista de coordenadas MAGNA-SIRGAS, Datum Bogotá en Gauss-Krüger

Tabla 6. Elementos de dibujo tipo CAD.



1. Introducción

Los seres vivos se comunican mediante la transmisión de información; los seres humanos

por su parte, la producen por naturaleza, la generan y perfeccionan mediante códigos, que

pueden darse en forma de símbolos, gestos, acciones, habla, escucha, etc., de tal manera

toman el significado indicado para los individuos. El indispensable lenguaje que es tan útil

para el entendimiento y desarrollo de la comunicación dentro de la sociedad, se presenta en

cualquiera de los códigos mencionados anteriormente, presentando buenos resultados. De

esta manera la información, es un conjunto extenso de datos que mediante la acción de ser

procesados, son capaces de constituir un sin fin de conocimientos, luego de catalogar el

conocimiento en tipos o clasificación, luego conservarla para poder posteriormente

revisada.

Es así como los seres humanos han establecido la manera de aprendizaje necesario, para el

avance progresivo mediante los conocimientos en las áreas de las ciencias, la ingeniería,

etc., reuniendo esfuerzos por abarcar el conocimiento en su totalidad, de tal manera se

construye un sistema complejo capaz de procesar los volúmenes extensos de información

que luego facilite el acceso para su consulta.

Hoy día la información además de encontrarse en elementos físicos como lo son libros,

documentos, cartas, mapas, planos, etc., se ha pasado a otro nivel mediante la existencia de

aplicaciones computacionales, las cuales han facilitado la recolección, el procesamiento, y la

consulta, de forma más dinámica y de precisión o confiable, tal que esta se pueda encontrar

en grandes volúmenes, gracias a ser tipo computacional o estar en medios virtuales, que en

la mayoría de los casos son de fácil consulta y bastante fácil de compartir; la función del ser

humano actual es la de manejar y administrar estos sistemas computacionales y virtuales de

la mejor manera, por alguno de los medios disponibles.

Figura 1. Esquema general de procedimiento en el que se genera la información y se hace conocer, capturando datos de un

sistema real existente como lo es el terreno, el cual luego es modelado y simplificado para el diseño de la distribución del

agua.

Debido al desarrollo inevitable de los centros urbanos como las poblaciones medianas,

ciudades y pequeñas urbes, durante los últimos años, se han creado mecanismos mediante



los cuales se ha permitido la regulación de los recursos; estos mecanismos en muchos casos

son entes de control que reafirman el progreso como lo son las empresas prestadoras de

servicios públicos, las cuales se han encargado desde su creación suministrar los servicios

domiciliarios básicos, al cual las personas del país tienen derecho de manera constitucional.

El origen de estas empresas prestadoras tiene como fin último dar cavidad completa al

marco legal de la Constitución, es desde ese punto que los servicios públicos deben ser

optimizados con el fin de que los recursos lleguen a los individuos del territorio colombiano,

las empresas por su parte se separan conformando toda una serie de servicio como lo es:

los sistemas de red eléctrica, sistemas de red de acueducto, red telefonía, sistemas de red

de alcantarillado.

Los instrumentos públicos que sirven como prestadores del servicio de acueducto en el país,

se han encargado de prestar el servicio del suministro de agua de manera clientelista, dando

el servicio a quien lo necesite sin importar el soporte técnico necesario para el óptimo

funcionamiento de las redes públicas de acueducto, lo cual ha causado que los sistemas

colapsen o se conviertan en sistemas obsoletos que realmente no presten ningún tipo de

servicio adecuado para la población. Debido a estos problemas técnicos, las empresas

prestadoras del servicio de acueducto deben destinar una serie de recursos económicos y

de personal para adquirir herramientas administrativas y técnicas para solucionar

problemas principalmente de dificultades de abastecimiento y calidad del diseño, que no

tuvieron en cuenta en el pasado.

La manera en que las empresas de servicios públicos y más precisamente las que prestan el

servicio de suministro de agua, tratan de remediar los impases de diseño es mediante la

exploración de las redes instaladas, para poder así conocer atributos del sistema, tuberías, y

demás generalidades de la red, en pocas palabras encontrar y determinar la topología de la

red.

Figura 2. Topología y atributos básicos de una red de acueducto, los cuales son característicos y determinantes para el

óptimo funcionamiento de la red (Metalcol, 2009).

Los entes internos, o externos que conforman las empresas de servicios públicos han

desarrollado una serie de metodologías para mantener la información de forma organizada



y actualizada, de fácil acceso y comprensión, de tal manera se han plasmado los datos en

planos elaborados en formato CAD, que es una plataforma universal para el manejo de la

información técnica. La nueva tendencia de los consultores que son los colaboradores de las

empresas de servicios públicos, ha sido desarrollar el montaje de la información en un base

de datos con un paso posterior de dibujo en CAD, llamada sistema información geográfica

(SIG), el cual permite el manejo de datos de manera similar pero aún más sencilla y de

forma más organizada con bastantes funciones, que los generados en la plataforma CAD,

debido a la gran diversidad de funciones y aplicaciones que poseen, y su amigable interfaz.

Figura 3. Topología y atributos de un sector de la red de acueducto de la ciudad de Yopal. Imagen en formato CAD, con la información básica del levantamiento del catastro. Cortesía de AQUADATOS LTDA.

Los sistemas de información geográfica (SIG), son hoy la herramienta más potente en la cual

se puede fusionar el sistema CAD con un sistema completo de información, permitiendo que

esta información pueda ser caracterizada por medio de atributos, mapas, planos, etc., que

presentan los resultados amigables para el usuario, logrando una fuente de datos fácil de

manejar y actualizada a través de medios magnéticos, los cuales hagan que los sistemas de

redes de acueducto sean óptimas y se preste un excelente servicio para el usuario.



Figura 4. Mapa temático que muestra los tipos de pozos encontrados luego del catastro de alcantarillado de Apartadó. Imagen del SIG montado en ArcGIS 9.2 luego de los trabajos de catastro de redes. Cortesía EMDEPA CONSULTORIA S.A.

Este documento pretende ser una guía para la elaboración del inventario de cualquier red

de acueducto, que como primer paso tiene funciones al administrar la red donde se

reconocer como la red está integrada, luego tendrán lugar los procesos de modelación y

optimización del sistema. El fin último del documento es el de presentar de forma clara y

ordenada los procesos necesarios para realizar el levantamiento del catastro de las redes de

acueducto, con base en artículos científicos, experiencias de personal dedicado a las

prácticas de levantamiento de redes, y el apoyo de empresas enfocadas en el tema.



2. Antecedentes

Las empresas prestadoras del servicio público uniendo esfuerzos han tratado de dar cavidad

completa a la Constitución Colombiana para prestar el suministro del servicio con grandes

dificultades, pero con la prisa de dar cobertura a la población, las empresas incurren en

errores letales para la prestación óptima del servicio. En muchos de los casos, las empresas

que suministran el agua no tienen un plan integrado de acción al realizar nuevas

instalaciones de tuberías, reparaciones, mantenimiento o ampliaciones de las redes,

incurriendo a fallas tales como: no documentar los cambios o adendas que se realizan a la

red; instalación de válvulas o registros sin documentación ni localización adecuada;

desconocimiento total de tuberías instaladas debido a localización, diámetro, longitud,

material; quedando así la información en los individuos que realizaron el trabajo como lo

son fontaneros, maestros de obra, ayudantes, pero en definitivas cuentas en ningún registro

escrito que posteriormente arroje información sobre la red.

El conocimiento de la red anteriormente quedaba a cargo del o los fontaneros, los cuales

hacían los arreglos necesarios, adecuaciones, instalaciones de nuevas tuberías, manejo del

sistema a través de válvulas. Pero con el gran crecimiento de los pueblos y ciudades, estos

personajes olvidaron muchos de los atributos de las redes, causando daños informáticos

que hacen que las redes no funcionen correctamente, es así como las empresas que

suministran el servicio en el afán de conocer la red, desarrollan metodologías para el

inventario de las redes de acueducto de la mano con los desarrollos en tecnología que

hacen de manera más sencilla administrar las redes.

Aunque se realice un inventario de redes del acueducto este se debe hacerse de calidad; por

un lado los encargados del levantamiento que desarrollan los topógrafos debe estar

enfocado ya que en muchos de los casos, estos hacen el levantamiento de atributos de la

red que no son propios de la misma, realizando levantamientos en los cuales no se levantan

ningún atributo de importancia de la red, generando controversia en la localización de los

atributos, provocando discrepancia entre dos distintos levantamientos de la misma red.

A medida que se desarrollan proyectos de levantamiento catastral de acueducto, se

adquiere cierta experiencia, pero también cierta mediocridad debido a la complejidad del

trabajo, estos se ve representado en los casos en donde se reduce presupuesto y personal

para la elaboración del levantamiento específico de las redes, se procede entonces a

desarrollar un levantamiento básico de las redes que lo único que se consigue en tener una

información de baja calidad que posteriormente no servirá para hacer una evaluación de

sistema de distribución y producirán en conclusión repetir el trabajo de campo, generando

sobrecostos en los cuales se deben incurrir para tener información de calidad.



3. Objetivos

3.1. Objetivo General

El objetivo principal del proyecto, es el desarrollo de una guía para la elaboración de un

catastro de acueducto, en cualquier condición que se presente el trabajo. Para ello se

generará una serie de herramientas computacionales, que permiten organizar la

información, la digitalización de la información en planos en plataforma CAD, el

montaje de los datos en un sistema de información geográfico (SIG), para un correcto

conocimiento de la red, que conlleva a un óptimo funcionamiento y a futuras

ampliaciones requeridas por la demanda de la población.

3.2. Objetivos Específicos

Documentar el complejo sistema de suministro de agua potable mediante

procedimientos que garanticen una captura correcta, mediante el catastro de

acueducto.

Documentar el proceso de levantamiento para el catastro de acueducto, para

obtener como resultado unos datos fidedignos que representen en un modelo lo

encontrado en el terreno de manera que se pueda hacer un modelo que sea de

calidad con respecto a la red encontrada en campo.

Facilitar una serie de herramientas que permiten capturar, procesar, verificar y

generar los planos de la red de acueducto para promover el desarrollo de las

aplicaciones en el catastro de acueducto en base a las experiencias adquiridas

que hagan parte de un conocimiento común.

Mostrar que el desarrollo del catastro de acueducto depende de acuerdos

previos con las entidades que presten el suministro, debido a la complejidad de

las redes.

Elaborar planos de calidad que representen fidedignamente la red de acueducto

haciendo uso de las aplicaciones computacionales que faciliten el proceso.

Mostrar como la tecnología incursiona en los proyectos de catastro de

acueducto, de forma tal, que son una herramienta potente para encontrar una

representación fiel del sistema.

Mostrar que el catastro de acueducto es una inversión necesaria con bastante

beneficio para las empresas prestadoras del suministro de agua, debido a las

ventajas que se tienen por poseer la información de la red, que posteriormente

sirvan para alimentar los modelos hidráulicos y administración de la red.

Mostrar la importancia del desarrollo de un proyecto de catastro de acueducto,

con el fin de incentivar la práctica de éstos, por medio de las empresas

prestadoras del servicio.



4. Justificación

La República de Colombia mediante la Constitución de 1991, contempla una serie de

acciones legales mediante las cuales la población en general tiene una serie de derechos

fundamentales que son inviolables, debido que son indispensables para garantizar la vida de

los colombianos. Es así que en la Constitución en varios de sus artículos defiende el medio

ambiente y a los colombianos, para que no se vean violentados; por su parte el Artículo 366

de la Constitución, reglamenta los derechos como el bienestar y la calidad de vida que

deberían tener los colombianos con respecto a las necesidades de salud, educación,

saneamiento ambiental y por último agua potable, por ser preocupación del estado

colombiano. El estado debe dar prioridad total a estos intereses da tal forma que para

efectos de presupuestos y planes de las entidades territoriales, el gatos público social tendrá

prioridad sobre cualquier otra asignación presupuestal.

Figura 5. Grado de complejidad que debe tenerse para la elaboración del catastro de acueducto, ciudad de Yopal. Imagen en formato CAD, con la información del levantamiento del catastro. Cortesía de AQUADATOS LTDA.

El estado colombiano en su preocupación por prestar atención inmediata a las necesidades

de la población crea en el año 2000, mediante el Ministerio de Desarrollo Económico, el

Reglamento Técnico para el Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico (RAS), el cual en



su Título B.1.1 trata sobre el alcance de los aspectos generales de los sistemas de

que deben reunir los diferentes procesos involucrados en la conceptualización, el diseño, la

construcción, la supervisión técnica, la operación y el mantenimiento de los sistemas de

acueducto, con el fin de garantizar su seguridad, durabilidad, funcionabilidad, calidad,

efi (Min.Desarrollo & Colombia, RAS-2000). Dentro del marco legal

del RAS en su Titulo B el Capitulo B.7.7 denota todas las salvedades que deben tenerse para

la referenciación de la red de distribución de acueducto con todo su conjunto de atributos

necesarios para su correcta operación y mantenimiento; este denota todas características

necesarias para el catastro del acueducto más no la forma en que se debe realizar el trabajo

para que se obtengan buenos resultados.

El catastro de acueducto es entonces dentro de un marco legal complejo, una obligación

que deben tener las empresas prestadoras, con el estado y con los usuarios del recurso

hídrico, debido a esto se hace indispensable la elaboración detallada del catastro de tal

forma que sea de calidad, y que de tal manera en este presente proyecto se tratará de

garantizar los pasos necesarios para que la realización del catastro de acueducto sea

exitoso, con datos de calidad que mediante las herramientas de tipo CAD y SIG se

conviertan en una herramienta fundamental de las empresas prestadoras del servicio de

agua potable.

Figura 6. Diagrama ilustrativo donde se muestran los sistemas computacionales necesarios para la elaboración del catastro de acueducto. En la izquierda encontramos el procedimiento que se debe implementar en el programa de dibujo CAD y a la derecha encontramos el plano montado en el sistema de información geográfica SIG. Cortesía de CONSTRUSAN INGENIEROS CIVILES LTDA y EMDEPA CONSULTORIA S.A.



Para entender claramente las falencias que presenta la realización del catastro de

acueducto hoy día, a continuación se enunciarán una serie de procesos erróneos que

provocan la mala calidad de los datos que se obtienen en campo y que posteriormente en el

trabajo de oficina terminan de ser alterados, modificando lo que se encuentra en la

realidad:

Normalmente la información que se encuentra en los planos que se han

elaborado en el pasado no coinciden con lo que se encuentra en el terreno; es

bastante factible que luego de realizado el trabajo de levantamiento con los

respectivos planos terminados, se verifique en campo la veracidad de los datos y

no se encuentre coincidencia en la localización relativa de los atributos de la red

de acueducto; en definidas cuentas se tienen medidas de distancias desde las

esquinas de los paramentos de las casas no son consistentes con lo plasmado en

los planos. En general este es un tipo de problema planimétrico que se hace

mucho más evidente cuando no se hace uso de los puntos certificados por el

Instituto Geográfico Agustín Codazzi (IGAC). Llegado el caso que el casco urbano al

cual se esté efectuando el catastro no tenga la información geográfica del IGAC,

se hace necesario referenciar el catastro a la red de alcantarillado gracias a que es

visible y es más sencillo identificarla.

Mediante el levantamiento de la red se registran posteriormente los atributos de

la red en planos, que normalmente no coinciden con lo encontrado en terreno

por lo que es frecuente encontrar: diámetros, materiales y profundidades de las

tuberías que no coincidan. Esto se debe a procedimientos poco adecuados en la

captura de la información, haciendo que el presupuesto de tiempo y de dinero se

incremente debido, al tiempo y dinero que se debe emplear para la verificación

de una tubería de acueducto toma largas jornadas en encontrarla, y su

verificación puedes causar realizar dobles apiques o demás procedimientos.

La topología de la red mostrada en los planos no coincide con lo que se encuentra

en terreno, debido a la gran complejidad que se tiene al inspeccionar la red de

acueducto. La red de acueducto debe ser descifrada con gran precisión en las

esquinas de paramentos, mediante técnicas de inspección como georadar,

radiestesia, sonar, apiques, etc., ya que es allí donde normalmente se pueden

cometer errores, producidos por las intersecciones de las tuberías; normalmente

este error es poco frecuente a lo largo de una calle, ya que la tubería irá de forma

paralela a ella facilitando su ubicación. De tal manera es importante utilizar una

técnica de inspección diferente al apique, ya que estos representan costos y no

funcionan con gran exactitud.

Cuando se tiene la información en físico de la red de acueducto es bastante

común que se realice la digitalización y se inicie un modelo en un sistema de



información geográfico con esta información adquirida con anterioridad, lo cual

hace que la red tenga un valor agregado para mostrar los usuarios, la red y la

operación, pero para efectos de modelación hidráulica o verificación de diseños,

no es suficiente, ya que no todas las veces se puede desde el SIG construir un

modelo con la información que se tiene. Las razones principales son: falta de

información, incompatibilidad altimétrica, digitalización, etc., lo cual hace del

trabajo en campo una herramienta valiosa la cual se debe generar con calidad,

para validar la información existente mediante programas computacionales de

modelación hidráulica.



5. El Catastro

El catastro de acueducto, es similar al el catastro predial, ambos tratan de identificar los

atributos que en un determinado terreno o sistema integran; a diferencia del catastro

predial que se enfoca en localizar viviendas, lotes, ríos, calles, carreras, etc., el catastro de

acueducto se enfoca en la localización de tuberías, válvulas, hidrantes, etc., los cuales

componen la red de distribución de agua potable.

Cuando se presta el suministro de agua potable a una vivienda, el resultado final es la

apertura del grifo, pero si se piensa con detenimiento el proceso para que llegue a ese lugar

es bastante largo. En primera instancia se tiene que captar el agua de afluente que tenga las

condiciones mínimas para poder ser tratadas y poder convertirla en agua potable, luego de

pasar por la bocatoma, se procede en la mayoría de los casos a una conducción hasta un

lugar de abastecimiento el cual recolecta agua para que en tiempos de sequia o si se

presenta algún tipo de emergencia tener el suficiente recurso con el que poder trabajar.

Figura 7. Diagrama ilustrativo donde se muestran los procesos necesarios para que el suministro de agua llegue hasta el grifo de agua. En la fotografía de la izquierda se observa la captación del rio en el municipio de Güican (Boyacá), y la fotografía del centro el sistema operativo de la planta de tratamiento de el Roble operada por el Grupo Empresarial Triple A.

Luego de este punto el agua se dispone a ser tratada por medio de una planta de

tratamiento de agua potable (PTAP), con el fin de que cumpla con las características

mínimas exigidas por el RAS para agua potable; es de allí de la PTAP de donde sale el agua

para la distribución. Durante la distribución hay una serie de tuberías que tienen mayor



importancia que otras, donde normalmente las principales son de diámetros mucho

mayores que las tuberías secundarias. La red es operada por medio de válvulas, las cuales

permiten el suministro desde las tuberías principales a las tuberías secundarias; de las

tuberías secundarias se desprenden una serie de tuberías llamadas acometidas, las cuales

son las que ingresan a las viviendas. Usualmente estas se ubican fácilmente ya que cuentan

con un medidor que mide el caudal de entrada a la vivienda, y así es como llega hasta el

grifo. La anterior descripción es una manera sencilla de reconocer el funcionamiento del

suministro de agua potable, y una manera general para describir a grandes rasgos los

componentes que componen la red de acueducto. El catastro de acueducto busca y enfatiza

sus esfuerzos por la ubicación, tipo, material, y demás características de los atributos de la

red, con grandes dificultades como el de la localización de la tubería debido a que va varios

metros por debajo de la tierra, pavimento, aceras, etc. El fin del catastro de la red de

acueducto es la recopilación de la información topográfica y topológica, plasmada en

formatos estándares que representan los elementos que la componen con cada uno de sus

atributos, como lo es la tubería con sus dimensiones, material, estado; otras propiedades de

la red de acueducto, son como por ejemplo los hidrantes, válvulas de lavado, válvulas de

presurizado, accesorios, etc. Lo anterior, comprende los componentes que integran el

sistema de acueducto, y que deben estar debidamente documentados para tener mayor

control sobre la red de suministro de agua potable.

Figura 8. Modelo definitivo obtenido del catastro de acueducto por medio de Epanet 2.0, para la operación de la red.

Cortesía de CONSTRUSAN INGENIEROS CIVILES LTDA.



La importancia de disponer de un buen catastro de acueducto es vital, ya que facilita los

aspectos técnicos de las empresas prestadoras del servicio de agua potable sea de tipo

oficial, mixto o privado, además de servir como instrumento para la simulación hidráulica,

para determinar la capacidad del sistema y la viabilidad de atender la demanda del servicio

en términos de la cantidad del suministro mínimo que satisfaga las necesidades de los

habitantes y/o usuarios, en términos de cumplir con los lineamientos del Plan de

Ordenamiento Territorial de la ciudad o municipio. Además el catastro de acueducto facilita

las maniobras que las empresas de servicio público deben realizar como la operación y

regulación de la red, determinando las condiciones técnicas necesarias para la óptima

operación.

Finalmente algunas consideraciones de relevancia que se deben realizar para el catastro de

acueducto:

Evaluar de manera conceptual el funcionamiento de una red existente de acueducto,

debido a que un buen diseño o simulación de la red puede involucrar la vida útil del

sistema de distribución de agua potable.

Administrar la red de alcantarillado de una manera eficiente, mediante la

herramienta del SIG, haciendo planeaciones de actividades de mantenimiento o

reparación, distribución de los recursos operativos, indicadores de gestión, etc., y un

sinfín de aplicaciones que contiene esta herramienta de información.

La realización y actualización de planes maestros de acueducto, donde es importante

reconocer el comportamiento de la red, para optimizar mediante el diseño de la red

las tuberías, las válvulas, bombas, etc.

Disminuir los gatos producidos por los numerosos levantamientos topográficos, ya

que en muchos de los casos cada vez que hay la necesidad de desarrollar un nuevo

diseño hidráulico es necesario hacer el levantamiento, generando pérdidas

económicas, pérdidas de tiempo, congestión en el tráfico, retrasos en proyectos que

dependen del trazado de la tubería del acueducto, etc.



6. Conceptos Básicos de Acueductos

El acueducto es un sistema o una red de sistemas interconectados, que permiten el

transporte de agua de forma continua desde un lugar en que se genera en su medio natural,

hasta el punto de consumo, que normalmente puede estar alejado del lugar de captación. El

nombre acueducto proviene del griego acuarelasae el cual tiene su significado en el

castellano como el transporte de agua.

Figura 9.Comparación de dos acueductos, a la izquierda se observa el acueducto desarrollado en la región de Nazca (Perú)

por los indígenas incas y aun permanece en funcionamiento. A la derecha se observa la imagen de google earth de la

represa de San Rafael que provee a la ciudad de Bogotá del suministro de agua, y está ubicada al nororiente de la ciudad.

El agua ha sido un recurso potencial que ha gestado el desarrollo de grandes civilizaciones

en el mundo, desde los egipcios pasando por los romanos y hoy día el mundo actual

globalizado. El hombre ha concentrado sus esfuerzos en su evolución y coevolución basados

en el manejo del recurso hídrico más importante que existe sobre el planeta tierra. Desde el

punto de vista histórico, el acueducto ha sido determinado como la manera en que se

provee a una determinada población de una cantidad necesaria para la subsistencia del

recurso hídrico, sin tener en cuenta la o las posibles fuentes de captación, y sin importar las

condiciones de transporte por medio de canales o tuberías, del material en que son

transportadas. Los acueductos primitivos no distribuían el agua a cada residencia como

funcionan hoy día, sino a pozos comunitarios en donde los habitantes recolectaban el agua

que luego transportaban en tanques o baldes hasta sus casas, haciendo de este un servicio

pésimo y muy poco saludable debido al manejo no higiénico del agua. A mediados del siglo

XVII, comenzó a ingresar el concepto de tuberías, que en sus principios fueron construidas

en materiales como madera, arcilla, o plomo, según el gradiente hidráulico requerido para

las primitivas redes de distribución; esta evolución fue momentánea debido a la necesidad

del recurso, pero con el aumento de la población y la densificación de la urbes, estas

tuberías primitivas fueron remplazadas con gran prontitud. Luego del desarrollo de la

tubería de hierro fundido y su relativo acceso por el bajo costo, hicieron posible que las

comunidades pudieran abastecerse de agua pública, que permitió llevar a cada residencia



un punto de abastecimiento. Además de la innovación en tuberías, con el desarrollo de las

máquinas de vapor y mecánicas, se desarrollaron bombas, válvulas y demás elementos

esenciales de red de acueducto. Desde este momento en el que se construyeron tuberías

más eficientes, se comienza a hablar de sistemas de abastecimiento, es allí de donde parte

la exploración de la hidráulica de tuberías y desde este punto se innova en la utilización de

materiales que hacen el proceso de optimización de las redes sea aplicado.

El término acueducto se refiere usualmente a conductos construidos de una gran diversidad

de materiales, donde el fluido trabaja gracias a la pendiente hidráulica en muchos casos. El

transporte del agua desde la fuente, hasta el punto de recolección para su posterior

distribución, puede ser proveído por tuberías y canales abiertos, desde el punto de

recolección, hasta el punto de consumo, debe ser mediante tuberías ya que se busca que el

sistema sea en más óptimo mediante la presurización de las tuberías, lo cual significa que

éstas deben tener suficiente resistencia para altas presiones producidas por el agua que

transporta dentro y por las capas de tierra o material que tengo sobre ella. Hay diferentes

casos para la distribución del agua por medio de la tuberías, el primero que se tiene es si

llegado el caso se tuviese una altura de gradiente hidráulico favorable el flujo funcionará por

gravedad, el segundo caso ocurre cuando se tiene una altura de gradiente hidráulico

desfavorable donde se hace necesario, el uso de instrumentos mecánicos como bombas y

tanques elevados que suministren el servicio, a los lugares donde no llega el agua de

manera que fluya por gravedad.

Las fuentes naturales de agua de donde se genera la captación de agua son por excelencia

en Colombia, un principal proveedor del recurso, debido a estas características el RAS

enuncia en el Título B, los tipos de fuentes de donde se puede obtener el agua, en donde se

encuentran las fuente, y si corresponden a fuentes subterráneas y fuentes superficiales. En

el caso de las fuentes superficiales, se deben emplear estudios previos de tipo

geomorfológico, estudio hidrológico, un estudio cauteloso de la demanda, acompañado de

un estudio para la viabilidad de potabilización del recurso, para así captar el recurso

necesario y que sea suficiente para cumplir con la dotación mínima para cada habitante. Los

estudios deben estar guiados a la viabilidad de obtener el recurso de una fuente y sin causar

perjuicios a la fuente. El agua que se obtienen de origen superficial normalmente es

proveniente de ríos los cuales nacen en las cumbres de las montañas altas. Las fuente

subterráneas de agua, se obtienen como su nombre lo indica del suelo debido a

formaciones de acuíferos que se encuentran confinados o libres; es de valiosa importancia

hacer los mismos estudios que se realizan para las fuentes superficiales pero no bastan. Es

vital que se desarrollen estudios de suelos que confirmen las implicaciones que tengan el

uso de esta agua en el suelo que circunda al pozo de extracción, ya que puede generar

hundimientos en el terreno, erosión de la superficie, etc.



Por otro lado, las líneas de conducción del sistema de acueducto son los conductos

destinados a transportar mediante gravedad o bombeo el agua desde el punto de aducción

hasta la planta de tratamiento de agua potable, y luego transportando el agua por toda la

red de distribución, concibiendo el suministro de agua potable; si se realiza una analogía

entre el sistema de suministro de agua y el cuerpo humano, se consideraría que las redes o

tuberías de agua potable, son las venas que llevan sangre a las diferentes partes del cuerpo.

De esta manera se considera de vital importancia las líneas de conducción, gracias a que son

los tubos por donde se abastece el suministro a cada punto de la red que lo requiera. Las

líneas de conducción se deben encaminar mediante un buen trabajo topográfico, ya que el

diseño dependerá de las curvas de nivel y al mismo tiempo depende de la localización de las

redes por encontrarse dentro las paramentos de la ciudad, y también estos deben ser

congruentes con el Plan de Ordenamiento Territorial (POT) que deben ser la guía para el

desarrollo del proyecto de acueducto, como son las ampliaciones de la red, e incluso el

mantenimiento de la red, con el propósito de no alterar las demás redes que coexisten con

la red de distribución de agua potable como las de comunicación o de energía. Debido a que

las líneas de conducción, se entienden como una serie de conductos o tubos, los cuales se

transporta el agua cruda y el agua potable, se hace indispensable el control sobre la

operación y el mantenimiento, dentro de un contexto de políticas en la calidad del

suministro del agua potable por parte de las empresas prestadoras del servicio y exigencia

por los usuarios del mismo.

Figura 10. Se observa de izquierda a derecha, las tuberías de: Acero, Concreto, Asbesto Cemento y PVC. Las cuales son

utilizadas en todo el territorio colombiano.

Siendo las tuberías de la red de acueducto, una parte primordial del sistema, se observa que

en el caso colombiano se maneja una gran cantidad de materiales para la construcción de

las tuberías; aunque esto ha venido cambiando por el avance en la tecnología y el desarrollo

del plástico, aun se tiene tuberías de materiales en hierro, acero, concreto, asbesto

cemento. Los materiales nombrados anteriormente, están siendo reemplazados por

tuberías en plástico, en técnicas de construcción y renovación de sistemas de acueducto,

debido a que su precio es asequible y compite con los demás materiales, haciendo su

funcionamiento óptimo. Las tuberías, como las fabricadas en asbesto cemento, han debido



ser retiradas por solicitud directa del estado por su afectación directa a la salud humana, ya

que se ha comprobado que el asbesto es un elemento que produce asbestosis, la cual

produce una fibrosis pulmonar la cual se asocia a una enfermedad cancerígena; esto redujo

su utilización aunque en el territorio colombiano no ha sido removido totalmente de

algunas redes de distribución de agua potable. Por otro lado el plástico remplazó las

tuberías de hierro, debido a que las tuberías de hierro presentan alta predisposición al

oxidarse y dañar la calidad de agua que llega al consumidor; también reemplazó las tuberías

de acero por las de plástico, ya que son más lisas, más económicas, su transporte es más

sencillo y su ensamblaje en campo es más sencillo.

Dentro de las redes de acueducto, en algunos puntos el agua es almacenada con el fin de

equilibrar las tasas de suministro y de demanda del suministro del recurso del acueducto, a

corto y largo plazo, o cuando se necesite suministrar agua, como cuando ocurre un evento

de incendio. Normalmente el almacenamiento se centra en embalses de tierra, embalses de

concreto, o en tanques elevados. Es también conocido que los tanques de almacenamiento,

funcionan como reservorios, a lugares alejados de la red matriz y que necesitan del

suministro, a los cuales llega agua por medio del bombeo. Algunos de estos reservorios de

agua son multipropósito, como lo son las represas o embalses que al mismo tiempo son

hidroeléctricas debido a la cantidad de agua que pueden almacenar y a la topografía del

terreno, generando así abastecimiento de agua y abastecimiento de energía.

Figura 11. Se observa de izquierda a derecha, las estructuras de almacenamiento de agua, como los son la presa de Chivor

en Boyacá, la presa de Urrá en Córdoba y el tanque elevado en construcción en Maní, Casanare.

El funcionamiento técnico del sistema de acueducto, es en gran parte regulado por la

utilización de válvulas, ya que son accesorios especiales que regulan el funcionamiento de la

red. Las válvulas de compuerta son indispensables ya que si existiese un daño en la red se

podría cerrar el flujo aislando aquel daño, o también evitando el golpe de ariete en el caso

que se necesite igualar las presiones. Estas válvulas son fabricadas con terminaciones en las

uniones normalmente con forma de rosca, campana o brida. La válvula de cheque, es el



dispositivo que permite que el agua fluya en una sola dirección, optimizando el flujo, y en el

caso de existir una bomba de distribución, no se vea afectada cuando se apaga debido a que

el agua tiende a devolverse. Las ventosas, son un tipo de válvula instalada en tuberías de

extensa longitud, lo cual hace que el aire dentro de la tubería salga y se presurice. La válvula

de regulación de presión, actúan reduciendo el flujo agua arriba, que conlleva a una

disminución de la presión hasta un nivel deseado. Los hidrantes también hacen parte del

sistema de acueducto, y son básicamente unas válvulas que se suministran agua, para los

casos de emergencia o simple limpieza de la red.

Figura 12. Distintos tipos de válvulas usadas en el funcionamiento del sistema de acueducto; la imagen de la izquierda corresponde a una válvula de compuerta, la imagen del medio es una válvula de expulsión de aire o ventosa, y la imagen de la derecha es una válvula de cheque que permite el flujo en una sola dirección. (Metalcol, 2009).

Este conjunto de tuberías, válvulas, accesorios, etc., son atributos de la red que conforman

los elementos necesarios para el funcionamiento y operación del sistema integrado de

distribución de agua potable.

6.1. Teoría de Diseño y modelación hidráulica de Acueductos

Generalmente la modelación se refiere al proceso de representar el comportamiento de la

red de distribución a través de sistemas de funciones de tipo matemático, mediante

herramientas computacionales. La modelación, es usada para predecir la respuesta del

sistema a eventos o cambios, en un determinado rango de tiempo o espacio, cambiando los

datos de entrada en el sistema para el cual se ejecuta un análisis. La modelación moderna,

es utilizada bajo programas de computadora que utiliza una interfaz gráfica, amigable con

los usuarios, donde se hace relativamente sencillo crear un modelo determinado por lo

existente en campo y con valiosa capacidad de visualizar los resultados también de manera

gráfica lo cual da una perspectiva de lo que se debería esperar en campo.

Los resultados de los modelos de distribución de agua, son analizados en profundidad con el

fin determinar las presiones existentes dentro de la tubería, la calidad del agua potable que

viaja por el sistema dependiendo de la tubería según su diámetro o material, para el



seguimiento del flujo de agua que es transportada por la tubería, el seguimiento a la edad

del agua y las fuentes de captación. También es bastante útil para la planeación incluyendo

acciones de ampliación del sistema o incluso la rehabilitación que se requiera haciendo un

modelo previo y validándolo para su posterior implementación en el sistema disminuyendo

las posibles falla de los trabajos realizados. Por otro lado los resultados arrojados pueden

convertirse en un posible plan de acción para la operación de la red, contando con que la

simulación represente lo que se encuentra en campo la operación de la red en casos críticos

puede manejarse sin causar pérdidas excesivas del suministro ni cortes de agua

indeterminados.

Los procedimientos básicos con lo que se debe realizar la modelación de la red de

distribución del acueducto, se explica en el siguiente diagrama de procesos:

Figura 13. Diagrama de flujo para la modelación de una red de acueducto, basados en el catastro de acueducto (Walski,

2001).

Del diagrama anterior, se observa la metodología básica que se debe desarrollar para

encontrar un modelo óptimo que arroje resultados confiables; claro está que el desarrollo

de éste se basa en el catastro de acueducto, el cual se debe realizar con atención y en

conjunto con los que modelan la red (Walski, 2001).



Dentro de un modelo de una red de suministro de agua existen dos formas de realización de

la simulación hidráulica; la primera forma para la modelación se hace mediante un estado

estable de la red donde la red se encuentra en un estado estático, y la segunda manera es

utilizando una simulación en periodo extendido, la cual trata el estudio de las características

de funcionamientos de la red a lo largo del tiempo y espacio. Dado que el comportamiento

de una red de distribución de agua potable es dinámico, los modelos generados por la

simulación extendida son los apropiados para determinar y observar las variaciones en las

presiones de las tuberías y nodos, los niveles de agua en tanques de almacenamiento,

operación óptima de estaciones de bombeo y las respectivas fluctuaciones de demanda que

se generan a lo largo del día por los individuos que hacen uso del sistema de suministro. La

duración mínima total de la simulación debe ser tal que se puedan capturar los eventos de

interés, como las fluctuaciones naturales de la demanda así determinando el diseño y

posterior operación integrada de la red de distribución de agua potable.

Imagen 14. Esquema general del ciclo del agua para el suministro de agua potable y la prestación del servicio de

alcantarillado de una ciudad. Tomado de (UNESCO, 2007).

Cuando se habla de modelación hidráulica en sistemas de distribución de agua potable, se

debe mencionar diferentes clasificaciones de los modelos que se realizan para la red según

el uso que se vaya a asignar y el grado de profundidad del estudio que realice a la red de

distribución. Esta clasificación puede hacerse a grandes rasgos pueden ser los siguientes:



Modelo hidráulico simple: este tipo de modelo no maneja los datos de calidad de

agua esenciales para la administración de la red, pues solo se observan tras la

modelación el análisis hidráulicos en condiciones fijas para los elementos que

componen la red de distribución de agua potable.

Modelo hidráulico moderado: este tipo de modelación se lleva a cabo para

determinar pruebas de decaimiento de calidad del agua, para una calibración

hidráulica no rigurosa para simulaciones en periodos extendidos, y calibración con

datos históricos de cloro sobre el recorrido que hace el agua sobre la red de

distribución.

Modelo hidráulico complejo: este modelo debe estar configurado bajo muestras de

campo que sustancialmente sean confiables, para la calibración rigurosa de

simulación en periodos extendidos y calibración de cloro en el sistema de

distribución para soportar análisis detallados.

Mediante un estudio completo de las redes de distribución de agua potable es necesario

que se tengan en cuenta la totalidad de los distintos tipos de redes como lo son las redes

principales, las redes secundarias, redes menores y conexiones domiciliarias. Con el fin de

entender cuáles son los diferentes tipos de redes ó tuberías que se encuentran en la red, a

continuación se hace mención a cada una:

Las tuberías principales o redes matrices: son las tuberías que componen la red y

tienen diámetros nominales mayor o igual a 300 mm ó 12 pulgadas.

Las tuberías o redes secundarias de distribución: son aquellas tuberías con

diámetros nominales menores a 300 mm ó 12 pulgadas y mayores a 100 mm ó 4

pulgadas.

Las tuberías o redes menores de distribución: son aquellas tuberías de diámetros

menores o iguales a 100mm ó 4 pulgadas.

Las tuberías o conexiones domiciliarias: son tuberías de bajo diámetro de 1/2

pulgada a 3 pulgadas, que suministran el agua a cada suscriptor del sistema.

Aunque en grandes sistemas de distribución, para efecto del análisis y simulación, no resulta

práctico tener en cuenta las redes menores y conexiones domiciliarias debido a su

complejidad en la adecuación de modelo en un sistema de información sea en base a

software CAD o SIG, según el RAS, se considera como buena práctica de ingeniería para las

simulaciones hidráulicas se tengan en cuenta los siguientes criterios:

Sistemas con redes por medio de matrices y secundarias de distribución: en el

modelo no se analiza las redes menores por su gran complejidad dentro del



modelo, las demandas se suponen concentradas en los nodos de la red secundaria

de donde se deprende la red menor.

Sistemas sin redes matrices: se analizan las redes secundarias y las redes menores,

mayores o iguales a 50mm ó 2 pulgadas.

Para llevar a cabo un proceso de modelación es indispensable que el levantamiento del

catastro de la red de distribución este hecho y evaluado por la calidad y cantidad de

atributos de la red obtenidos por el trabajo en campo, de los cuales dependerá

directamente de la naturaleza del modelo, ya que del trabajo de campo se necesitarán los

datos físicos y operacionales como:

Datos Físicos

Rugosidad de las tuberías

Altura piezométrica de las bombas y descargas características

Comportamiento de válvulas de regulación

Diámetros de tanques, elevaciones, etc.

Geometría precisa y completa de la red de distribución

Datos operacionales

Caudales y lecturas de elevaciones de la superficie del agua en lugares límites o

de bastante importancia, como tanque de almacenamiento, plantas de

tratamiento, etc.

Lecturas de caudal y presión en puntos claves del sistema, como lo son válvulas

de regulación, hidrantes, etc.

Demanda producida por altos consumidores

Tomas de muestras para medición de la calidad de agua en puntos específicos y

críticos de la red de distribución de agua potable.

El modelo que se genera para la simulación hidráulica en los programas computacionales

comerciales y gratuitos, calculan alturas en nodos y caudales en tuberías para un punto fijo

del nivel de agua en los depósitos de suministro y demandas de agua a lo largo de una

sucesión de una tubería en instantes temporales. Desde el instante que el modelo se corre

los niveles en el suministro y demandas en los nodos son actualizados de acuerdo con los

patrones de tiempo que se les ha asociado, mientras que los niveles de tanque son

actualizados utilizando la necesidad demanda del caudal. La solución de altura y demandas

en un determinado punto de la red de distribución durante el tiempo de simulación supone

el cálculo simultáneo de la conservación del caudal en cada nodo de la red y la relación de

pérdidas que supone el programa por su paso a través de los elementos de todo el sistema.



Imagen 15. Modelo final de una red de acueducto montado en EPANET, para el municipio de Pasca en Cundinamarca.


El método que usan los programas de modelación hidráulica realiza sus cálculos basados en

la metodología del gradiente. El método del gradiente hidráulico fue desarrollado e

imple

Newcastle Upon Tyne (Saldarriaga, 2007). El método consiste en determinar las ecuaciones

de energía para cada tubo, y combinarlas con las ecuaciones de masa de unión de cada

tubo, con el objetivo de encontrar una solución simultánea para el valor de los caudales en

cada una de las tuberías, y de la presión piezométrica en cada nodo que componen la red de


El proceso operacional de método del gradiente hidráulico se basa en tres condiciones, para

que el método sea efectivo:

En cada nodo que compone la red de distribución se debe cumplir la ecuación de

continuidad para el flujo, + = 0=1 .

Debe existir relación no lineal entre las pérdidas de fricción generadas por los

accesorios y la tubería, con el caudal para cada tubo que conforma la red de

distribución, = 22

log10 3.7+

2.51

2 3 .



Por lo menos en cada tubo la energía total disponible se gasta en pequeñas pérdidas

por fricción y en pérdidas menores que se representan se la siguiente manera,

= + .

Para la realización del modelo hidráulico de la red de acueducto, que abastece de agua es

necesario disponer de un modelo preciso y completo; por ejemplo el software EPANET es un

motor que desarrolla el cálculo para el análisis hidráulico, con las ecuaciones de Darcy-

Weisbach =2

2 y Colebrook-White

1= 2 log10 3.7

+2.51

, dejando que el

programador de la red no controle el número de Reynolds en las tuberías que componen la

red de distribución.

Para la ejecución del método del gradiente hidráulico se hacen necesarias las ecuaciones

anteriormente descritas y las siguientes definiciones con el único fin de rescribir la red de

distribución de acueducto de manera numérica tal que la computadora sea capaz de

entender y reconocer mediante la provisión de los datos de manera matricial:

= Corresponde al número total de tuberías que se encuentran en la red de distribución

de acueducto.

= Corresponde al número total de nodos con altura piezométrica desconocida que se

encuentran en la red de distribución.

12 =Corresponde a la matriz de conectividad que se asocia a cada uno de los nodos de

la red, tiene por dimensión NTxNN.

= Corresponde al número total de nodos de altura piezométrica fija o conocida dentro

de la red de distribución de agua.

10 = Corresponde a la matriz que representa la topología de un tramo de tubería entre

dos nodos de altura piezométrica conocida, tiene por dimensión NTxNS

Tendiendo las anteriores definiciones claras se puede determinar la pérdida de la altura

piezométrica de una tubería que se encuentre dentro de dos nodos, como 11 +

12 = 10 0 . Donde 11 es la matriz diagonal de NTxNT que está definida

por el vector caudal representado como , el vector de alturas piezométricas

desconocidas de dimensión NNx1 y el vector de alturas piezométricas fijas o conocidas

0 de dimensión NSx1.

Mediante el desarrollo iterativo, se tiene estas anteriores matrices y ecuaciones tales que

se organizan de la siguiente manera en forma de ecuaciones con matrices:

+1 = 1 11 11 11 1( 12 +1 + 10 0 )

y



21 ( 11 ) 1 12 ) +1 = 21 11 1 11 + 10 0

( 21 ) , representan un sistema de acueducto acoplado que debe ser resuelto

de manera iterativa. Q, representa el caudal requerido, N el número de nodos, 12 la

matriz de conectividad asociada a cada nodo de la red, 10 la matriz topológica para los

nodos de altura piezométrica fija, 0 la altura inicial de la cabeza de agua.

El primer paso para la solución es, suponer los caudales iníciales en cada tubo, luego se

resuelve el sistema de la ecuación (2). Con +1 se calcula +1 , con +1 se calcula de

nuevo +1 , y este proceso se repite hasta encontrar que +1 ~ .

El programa de computadora, verifica de manera veloz todos los pasos anteriores, al igual

que lo hace respetando las ecuaciones de Darcy-Weisbach, y Colebrook-White que

describen el flujo por la red. Algunos programas que ejecutan estas funciones son, el Epanet

el cual fue desarrollado por la EPA (Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos),

o el WaterCad en plataforma CAD desarrollado por Haestad Methods, o el programa Redes,

desarrollado por el CIACUA (Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados de la

Universidad de los Andes).

PROGRAMA CARÁCTER CREADOR PAIS

Aquanet Comercial Finite Technologies E.U.A

Epanet 2.0 Público EPA E.U.A

Eráclito Comercial Proteo s.r.l Italia

Mike Net Comcercial Boss International E.U.A

Redes Comercial Univ. De Los Andes Colombia

Netis Público Univ. South Bank Inglaterra

Pipe2000 Comercial Univ. De Kentucky E.U.A

Watercar V.6.5 Comercial Haestad Methods, Inc

E.U.A

Tabla 1. Cuadro comparativo entre distintos programas de modelaje de redes de distribución, con su respectivo creador y

país de origen.



7. Metodología para la elaboración del Catastro de Redes de Acueducto

Como se ha venido mencionando durante todo el presente proyecto, las tuberías de

acueducto se encuentran instaladas bajo tierra, o concreto o pavimento, por lo que su

acceso y total conocimiento es restringido para los ojos humanos, la única manera en que se

puede hacer una aproximación del lugar por donde está instalada una tubería, es en el caso

en donde se encuentre algún atributo como válvulas, hidrantes, etc., que faciliten su

ubicación. Dentro de la compleja distribución del acueducto podemos encontrar tuberías de

diferentes diámetros, materiales, edades, en fin, un sin número de posible composiciones

de la red.

El siguiente paso es la realización de la metodología de la manera de cómo se debe

desarrollar un levantamiento catastral de los atributos de las redes del acueducto. Ver

Anexo 1, donde se explica los procedimientos claros para el término efectivo de este trabajo

de campo y oficina, que brinda valiosa importancia al conocimiento del funcionamiento de

la red.

7.1. Elaboración e investigación de una base cartográfica

Es de vital importancia el conocimiento previo de la zona de influencia a la cual se va a

realizar el levantamiento catastral de la red de suministro de acueducto, debido a que

puede brindar algunas pistas de cómo se debería hacer el trabajo de campo bajo un

enfoque general, más precisamente se deben hacer las investigaciones necesarias con el fin

de encontrar algún tipo de información sobre la red en cuestión, ya que esto sería de

acuerdo a su calidad una fuente útil de trabajo para el trabajo de campo. La exhaustiva

búsqueda de información, debe provenir de preferencia de la misma zona de influencia

donde funciona la red de acueducto ya que es allí donde la información se debería tener

actualizada y corroborada en su mayoría, debido al uso necesario de operación de las redes

de acueducto, es importante estudiar la información proveniente de planos impresos,

planos en medios magnéticos, entrevistas con la empresa prestadora del servicio de agua,

con el personal que presta el servicio de operación y mantenimiento de la red de

distribución que seguramente conocen la red. Mediante la recolección de esta valiosa

información se permite hacer un esquema básico de la cartografía y de la red de

distribución, identificando las líneas de conducción primerias, líneas secundarias,

probablemente conexiones prediales, así como cuerpos de agua, ríos, calles, carreras, etc.

Es muy útil para el personal de campo encargado del levantamiento de los atributos de la

red el conocer de antemano la red y, descifrando la conectividad que se encuentre en

general, también reconocer en campo los atributos especiales que componen la red, ya que

en muchos casos este es un avance para el trabajo de campo; claro está que si la



información encontrada por el personal de campo es de pésima calidad se hará el trabajo

más difícil.

Como se nombró anteriormente la importancia de tener o realizar la base cartográfica de

calidad para el levantamiento del catastro de acueducto, es de vital importancia también

para la calidad del trabajo a realizar debido a que sobre esta se va a montar la red de

distribución que se levante por el personal de campo a cargo. La base cartográfica es

básicamente la composición de las manzanas del pueblo o ciudad donde se esté haciendo el

levantamiento; es importante que contenga datos como el nombre de los barrios, la

nomenclatura de las calles, los sitios de interés, etc. Es importante que el trabajo de campo

sea organizado y que entregue periódicamente avances al personal de oficina, el cual debe

ir organizando la información recibida en los dibujos tipo CAD, mediante la asignación

ordenada de capas que se encuentren nombradas de forma clara con su respectiva fecha de

adquisición, de tal manera que no vaya a tener en el futuro ninguna confusión durante el

proceso; esto evita que dos capas que contengan la misma información se confundan, como

por ejemplos las manzanas obtenidas del POT y las manzanas obtenidas por la comisión de

topografía producidas por el trabajo de planimetría.

Imagen 16. Base cartográfica suministrada por el IGAC en formato DWG, en donde se identifican las calles, carreras, ríos y

sitios de interés.



Debido al cambio constante que tienen los pueblos y ciudades en la configuración de los

barrios, se aconseja realizar un polígono cerrado donde los barrios estén inscritos dentro de

la figura, para posteriormente realizar un recorrido en campo el cual corrobore la

información; este recorrido normalmente se debe hacer con la ayuda de las Juntas de

Acción Comunal de cada barrio ya que son ellos los que realmente conocen los límites de los

barrios. Al mismo tiempo que se realiza este recorrido de reconocimiento de barrios, se

debe ejecutar el reconocimiento de la nomenclatura, ya que esta debe ser la última versión

con el fin que no ocurran incoherencias dentro del levantamiento. Para subir la información

catastral encontrada al SIG, se recomienda que se asigne la información separada a las calles

y carreras para poder así realizar procesos espaciales de cercanía, como por ejemplo asignar

dirección a los nodos de la red de suministro de acueducto.

7.1.1. Mapas topográficos

De manera similar a como se actúa para la recopilación de información para la base

cartográfica, se hace para la investigación y elaboración de los planos topográficos en donde

se encuentra la red de distribución de agua potable. En primera instancia se debe acudir a

los entes territoriales como lo son alcaldías, luego a las empresas públicas, las cuales deben

tener información actualizada y comprobada de las áreas urbanas, límites urbanos y rurales,

ríos, lagos, bosques, curvas de nivel, etc., los cuales brinden una primera aproximación para

la realización del levantamiento del catastro de acueducto.

Imagen 17. Levantamiento topográfico de la zona de interés a la cual se le está realizando el levantamiento del catastro de

acueducto. Cortesía de CONSTRUSAN INGENIEROS CIVILES LTDA.



La información encontrada debe ser de buena calidad para poder apoyar el trabajo de

campo; normalmente esta información encontrada es de buena calidad, ya que la

configuración topográfica de las zonas cambian levemente con el paso del tiempo. Este

recurso, es indispensable para hacer un programa base para el trabajo de campo, ya que

según la experiencia del personal sabrían con esta información la manera más sencilla para

ellos de hacer un levantamiento de calidad y en el menor tiempo posible.

7.1.2. Aerofotografías

Las aerofotografías, ortofotos e imágenes de satélite, son una herramienta bastante útil

para la elaboración del catastro de acueducto, debido a que es un elemento bastante

ilustrativo por ser la representación fidedigna de lo que se encuentra en campo; claro está

que si son aerofotografías y ortofotos e incluso imágenes digitales se debe tener presente la

fecha en fueron tomadas, ya que la configuración espacial de los pueblos y ciudades

cambian constantemente están pueden estar desactualizadas, haciendo que el trabajo no

sea de calidad.

Figura 18. Aerofotografía adquirida de Instituto Geográfico Agustín Codazzi (IGAC), en donde se observa el centro urbano y

una gran extensión del área rural de la ciudad de Mompóx, Bolívar.



Por otro lado la utilidad de una fotografía que se encuentre actualizada, es bastantes grande

ya que servirá en el proceso de oficina para colocarse como referencia o fondo en los planos

generados para la presentación del catastro, y también sirven en SIG como imágenes para

georeferenciar los trabajos realizados con el fin que contengan una buen resultado.

También las aerofotografías son bastante ilustrativas a la hora de realizar presentación o

adelantos del trabajo del catastro de acueducto.

7.1.3. Planos digitales y no digitalizados

Los planos en papel o en formato digital de las redes de acueducto, son de valiosa

importancia; es clave recopilar la mayor cantidad de información, luego proceder a

estudiarlos y posteriormente a clasificarlos según su aporte al proyecto de levantamiento

del catastro. Es indispensable identificar en cada uno de los planos encontrados el sistema

de coordenadas en que trabaja con su respectivo grado de confiabilidad, debido a que si se

encontrar un plano de buena calidad se podría incorporar al trabajo de oficina con solo

verificar la consistencia de los datos, con el sistema altimétrico que se adopte el proyecto en

definitivas cuentas.

Es importante en el estudio de los planos encontrados observar con cuidadosa cautela el

rótulo, ya que si en él se consignan palabras plano de obra, o adecuación o reparación, tiene

una alta confiabilidad que otros, que por ejemplo dicen plano de diseño o plano del

proyecto, ya que éstos son bastante pobres en las información de los atributos de las redes.

Por otro lado son bastante valiosos planos que contengan información sobre estructuras

especiales que se hayan adecuado para la operación de la red como un viaducto especial

para el paso de la tubería.

7.1.4. Registro de reparaciones de daños y mantenimiento

Por otra parte es de valiosa importancia, el conocimiento de las modificaciones que ha

tenido que hacerse a la red, sea por reparaciones de daños o mantenimiento, ya que a la

hora de recolectar los datos para la integración de la información como diámetros y

materiales de las tuberías ó reparaciones a válvulas, debido a que no se pueden comprobar

en terreno absolutamente todos los atributos de la red por estar ocultos o sin información

alguna. Se recomienda adicionalmente consultar y corroborar la información con el personal

encargado de la operación y control, ya que estos pueden resolver dudas sobre

inconsistencias que se tengan en la red de distribución.

Se recomienda que tanto el personal que en trabaje en campo como el de oficina, esté

integrado en el proceso de reconocimiento de la red, ya que así no habrá confusiones



durante la realización del proyecto evitando el retraso del trabajo y aumentando la

perspectiva en la calidad del trabajo a realizar.

7.1.5. Placas de referencia del IGAC

Los puntos de referencia son determinantes para la elaboración correcta del catastro de

acueducto, ya que los atributos y la red en sí, deben estar referenciado a nivel topográfico,

de tal forma que si se realizará de nuevo el levantamiento se obtuviesen los mismos

resultados. Es fundamental que el catastro de acueducto, la información cartográfica y los

planos catastrales de los inmuebles, se encuentren bajo el mismo sistema de referencia

topográfico y coordenado, ya que si no se amarran éstos, el trabajo quedaría incompleto.

Está claro que se deben adquirir los puntos certificados por el IGAC en la zona de influencia

del trabajo, contando con por lo menos uno como punto de referencia altimétrica para todo

el trabajo.

Figura 19. BM de referencia para la nivelación topográfica. Esta placa es una coordenada exacta, que es proporcionada por

Instituto Geográfico Agustín Codazzi. En la fotografía se aprecia el año de instalación y el código de la placa, por otra lado

se encuentra la certificación expedida por el IGAC..

No basta con adquirir los puntos del IGAC, sino también es necesario asegurar que lo puntos

adquiridos por el personal existan en el terreno y que se encuentran bajo condiciones

favorables de trabajo, ya que existen puntos de IGAC que muchas veces o no se encuentran

o no tienen acogida por las malas condiciones de localización para instalar un GPS de alta

precisión, haciendo que el trabajo en campo se retrase o tenga falencias en los datos

obtenidos.



7.1.6. Sistema de Información Geográfica (SIG)

Un sistema de información geográfico (SIG) es una herramienta computacional

implementada para la realización de planos y el análisis de objetos o eventos que tienen

ocurrencia en una determinada zona. La tecnología SIG integra una base de datos de gran

cantidad de almacenamiento y procesamiento, con el análisis estadístico espacial gracias a

desempeñarse como herramienta de mapeo. El SIG es una herramienta poderosa debido a

la utilización de capas de datos que interactúan entre sí creando relaciones entre los

diferentes datos y mostrándolos de manera sintetizada, el cual forma un complejo conjunto

geográfico el cual puede ser actualizado fácilmente. Los principales usos para los que se

emplea el SIG en el catastro de acueducto en primera para determinar análisis de

proximidad donde identifican usuarios que tenga un área de influencia de un nodo

particular de la red; otra aplicación utilizada es el del obtener los nodos que están

suministrando agua potable a un mismo usuario, y también es usado para presentar y

comunicar los planes maestros de una manera gráficas que se puede entender de forma

sencilla. El SIG como herramienta de alimentación para un modelo hidráulico trae

beneficios como la construcción de un modelo esqueletizado, generalización de la demanda

y un sinfín de operaciones más.

Figura 20. Estructuración del catastro de acueducto de Apartadó (Antioquia). Imagen del SIG montado en ArcGIS 9.2 luego

de los trabajos de catastro de redes. Cortesía EMDEPA CONSULTORIA S.A.



En el caso colombiano es posible que algunas de las redes de acueductos existentes tengan

montada la información en el SIG; esto sería de gran ayuda ya que si el trabajo estuviera

bien hecho solo quedaría verificar la información y trabajar sobre esta base. Normalmente

para el caso colombiano no se encuentra ningún sistema de información geográfico que

contenga las redes de distribución, ni los atributos de las redes, es así como se procede a

montar la información en SIG de la información producida en campo. Es importante aclarar

que cuando el catastro de acueducto se encuentre terminado en su totalidad, la empresa

que desarrolló el levantamiento topográfico y el trabajo de oficina, entre en su totalidad los

archivos necesarios para consultar el SIG y los planos, si dado el caso las empresas

prestadoras del servicio de agua potable no tuviesen el software ni el personal para la

consulta del SIG, la empresa que levantó el catastro está obligada a brindar el software y

capacitación para continuar con el desarrollo continuo del catastro.

7.2. Planimetría

La planimetría es una subdivisión de la topografía, la cual es realizada por el personal de

campo que se encarga de hacer un levantamiento del relieve en un plano. En el catastro de

acueducto es la base de donde se da inicio a localización de los paramentos de las esquinas,

calles y carreras; a partir de estos se localizan las válvulas, los hidrantes y tuberías, las cuales

quedan ubicadas en un marco de coordenadas determinadas por el norte y el este, según el

punto de referencia certificado por el IGAC que se tome para la realización del trabajo.

Se recomienda que al mismo tiempo que se realice el levantamiento de los atributos de la

red de acueducto, se integre la actividad por parte del personal de campo del manzaneo,

con el fin de determinar zonas verdes, aclarar en planos las esquinas; haciendo un trabajo

conjunto donde se puedan evitar errores en las mediciones y teniendo herramientas para

comprobarlos datos obtenidos en campo. Mediante este trabajo se tendrá como entregable

final la localización real de los objetos que conforman la red; como consecuencia de ello es

inevitable las recomendaciones sobre el cuidado en la toma de datos y los equipos idóneos

para la recolección de los mismos.

Además si se estuviese realizando el catastro de alcantarillado, este trabajo sería importante

gracias que al trabajo del personal se localizan los centros de las tapas de los pozos de

inspección, sumideros y descargas a la red de alcantarillado, debido a que estos elementos

comparten al igual que el acueducto los paramentos y esquinas para ser referenciados

mediante el trabajo de campo.



Imagen 21. Levantamiento topográfico de la zona por medio de los BM que suministran el IGAC, para amarrar las

coordenadas a este sistema de referencia. Cortesía de CONSTRUSAN INGENIEROS CIVILES LTDA.



Los trabajos de campo para la planimetría se han realizado durante los últimos años con

estaciones totales las cuales tienen una gran precisión en la medición y consecución de

datos de distancias y ángulos. Una de las características más atractivas por la cuales en

Colombia la estación total ha adquirido tanta popularidad, es que los modelos recientes

llevan consigo carteras digitales, las cuales recolectan, almacenan información para luego

ser descargadas a una computadora para su post-procesamiento. Aunque este tipo de

tecnología ha tenido amplia acogida, por otro lado la tecnología GPS (Global Positioning

System) no se ha quedado atrás, es así como la implementación de ambas y su

complemento una de otra ha optimizado el trabajo de campo haciendo más ligero y sencillo.

De hecho la tecnología GPS ha tenido suficientes avances técnicos, en pro de la localización

de cualquier punto sobre el globo terrestre, haciendo mediciones y localizando puntos con

una precisión de milímetros, aunque este ha sido un avance que a potencializado el empleo

de esta tecnología aún no remplaza la estación total, y como anteriormente se había dicho

se convierte el catastro de acueducto en una simbiosis de estas dos tecnologías,

posibilitando así la medición correcta de los atributos encontrados por el personal de campo

de la red de distribución de agua potable. Actualmente los usuarios de la tecnología GPS la

defienden, ya que no tienen en cuenta las limitaciones que esta presenta, no se trata solo

que por medio de un dispositivo de localización obtener un punto con unas coordenadas; en

verdad es un procedimiento complejo, donde se deben tener en cuenta condiciones tales

como la planeación del trabajo en campo, para que la recepción de datos sea la más

acertada por medio de los satélites, el tiempo necesario para las mediciones, el lugar de

donde se tomarán los datos por medio del dispositivo GPS, etc., un sinfín de actividades

posteriores a la medición las cuales garantizan el correcto uso de los dispositivos y un

trabajo de campo de calidad.

7.2.1. Planeación del trabajo de campo

Con el fin de generar una planificación de campo que permita una correcta recolección de

datos, la planeación es decisiva para ejecutar el trabajo es así que se deben consultar las

efemérides (Efemérides son una serie de valores que describen la posición de los satélites

en el firmamento en un momento en especial) del sistema de GPS con el que se va a llevar a

cabo las mediciones.

Las efemérides para el sistema GPS están compuestas de tres sistemas de datos que están

disponibles para la determinación de los vectores de posición y velocidad de los satélites

utilizados por los dispositivos de recepción de datos dentro de un marco terrestre de

referencia para cualquier instante en el que se realice el trabajo de campo. Los sistemas que

se utilizan son:



Datos de almanaque: estos datos proveen al usuario del sistema GPS unos datos con

baja precisión, que sirven para la búsqueda de los satélites por parte del dispositivo

receptor con el fin planear tentativamente los trabajos de campo mientras que se

define las acciones de trabajo.

Efemérides transmitidas: Las estaciones de rastreo que se encuentran distribuidas

alrededor del eje del Ecuador alrededor de todo el mundo, reciben las señales

emitidas por los satélites en un lapso de 7 días y luego envían las observaciones a la

estación de control ubicada en Colorado Springs (E.U.A), quien se encarga de calcular

las órbitas de los satélites. A partir de éstas predice órbitas que describen el

movimiento de los satélites en el futuro, funcionando esta como herramienta

fundamental en el proceso de planeación definitiva para los trabajos de campos que

se requieran con GPS en el catastro de acueducto.

Efemérides precisas: Las efemérides precisas son determinadas por el International

GPS Service (IGS), en base a los datos recogidos por las estaciones de referencia

distribuidas por el globo terrestre. Estas son calculadas y no predichas, por lo cual

produce que su publicación no sea en tiempo real para los usuarios, lo cual indica

que el proceso de post-procesamiento debe esperarlas para completar la totalidad

del trabajo realizado en campo. Las efemérides precisas luego de su corrección por

parte del IGS son publicadas en la página web http://igscb.jpl.nasa.gov de donde se

podrá descargar y hacer uso para corregir el trabajo realizado por el personal de

campo.

Imagen 22. Mapa donde se ubican las estaciones de control para la tecnología GPS, la estación principal está ubicada en

Colorado Springs, las demás estaciones de monitoreo y control se encuentran situadas sobre la línea ecuatorial del planeta

Tierra.



7.2.2. Tiempos de medición en campo

Los tiempos de medición son importantes en la planeación del trabajo de campo, debido a

que los dispositivos GPS en muchos casos dependen de tiempos extensos de rastreo de

satélites con el fin de lograr una precisión de calidad. Estos tiempos extensos en la

recolección de datos se pueden disminuir gracias a software de planeación precisa como se

explicó anteriormente;

aproximaciones bastante reales a lo que se presenta en campo. Estos software son

suministrados por los fabricantes de los dispositivos GPS, con el fin que los usuarios puedan

realizar un buen trabajo de campo. En realidad el tiempo que se emplee para el rastreo

depende de la cantidad de satélites y la proximidad de la distancia a la base que se

denomina como vector.

En general un punto de precisión necesario para el levantamiento del catastro de acueducto

que debe ser de unos pocos milímetros de tolerancia; dentro de las ciudades puede tomar

cerca de 2 horas, lo que indica la inviabilidad en la actualidad de realizar el catastro de

acueducto mediante la tecnología GPS haciendo que se tenga la necesidad del uso de

estaciones totales las cuales tienen un rendimiento más alto. Aunque existe el GPS

diferencial, el cual utiliza una base y un vector de precisión los cuales se están corrigiendo

simultáneamente, no es más que aproximación apenas de lo que se realiza con la estación

total, ya que no se alcanza la misma exactitud para el trabajo; este dispositivo es bastante

utilizado para el levantamiento topográfico de vías y sus atributos.

7.2.3. Instalación de placas de referencia topográficas

Como se ha mencionado con anterioridad, se debe tener mucho cuidado con el trabajo

planimétrico ya que de éste dependerá la calidad del resultado final del trabajo de catastro

de acueducto. Antes de iniciar los trabajos planimétricos se debe encontrar la placa del

IGAC, la cual debe estar debidamente certificada por esta entidad, como se había

mencionado. Lo que sucede en muchos casos y normalmente cuando se trabaja en el casco

urbano de municipios pequeños, es la no existencia de esta placa de información geográfica

debido a que se destruyó, o simplemente no existe, es así como el personal de campo debe

ubicar la placa más cercana del trabajo que se vaya a realizar, la cual pueda provee el IGAC y

la cual se encuentre en condiciones adecuadas para amarrar el levantamiento. Luego de

encontrar la placa certificada por el IGAC más próxima al trabajo de campo, se procede a

amarrar desde ese punto conocido, hasta un nuevo punto de referencia mucho más cercano

al trabajo de campo que posiciona mediante la colocación de un mojón especial el cual no

tenga ninguna posibilidad de ser movido, ya que tiene que pasar por un proceso de GPS

para encontrar con precisión ese punto nuevo de referencia. Es importante elaborar una

ficha técnica para cada placa sea del IGAC o instalada por el personal de campo, con los



respectivos datos con el fin que se puedan ejecutar futuros levantamientos topográficos con

la utilización de esta información.

Imagen 23. Instalación de placa de referencia en el caso urbano del municipio de Pasca (Cundinamarca) debido a que no se

contaba con la placa del IGAC, se muestra la ficha técnica en la cual se debe tener en cuenta datos como ubicación espacial

dentro del caso urbano, coordenadas planas, geográficas, nombre del punto, fotografía de reconocimiento del lugar.


Una vez que se haya comprobado el punto certificado por el IGAC y/o los puntos nuevos

ubicados por medio de los mojones los cuales normalmente se localizan en sardineles,

cabezales o sitios que ofrezcan estabilidad; en el caso que no se pueda instalar en alguno de

estos, entonces se debe fabricar un mojón especial el cual debe ser en concreto con unas

dimensiones mínimas de 0.25x0.25x0.8m verificando que 0.2m de los 0.8m sobresalgan en

el terreno para colocar la placa respectiva que será el punto de amarre para el



levantamiento. Entonces se da inicio a los trabajos de campo para la planimetría y

levantamiento de los atributos de la red.

7.2.4. Poligonales

Con los puntos del IGAC claramente definidos y/o las placas auxiliares instaladas se puede

dar inicio el levantamiento en campo del trazado de la red de distribución de acueducto que

más adelante será la base con en la que se trabajará en oficina el trabajo. El trabajo en

campo consiste en trazar poligonales las cuales sean adecuadas para poder radiar todos los

detalles que se encuentren de la red de agua potable. Estos procedimientos se deben

ejecutar mediante equipos calibrados y de tecnología de punta ya que son aspectos

indispensables para la precisión de las mediciones a realizar. Se tienen entonces:

Estación total con cartera electrónica incluida

Este dispositivo es empleado en los trabajos de topografía, ya que cuenta con un

conjunto de herramientas de medición, mediante mediciones electro-ópticas. Este

dispositivo es capaz de realizar mediciones de medición de ángulos con un error

también es utilizado para medir distancias por medio de prismas

que pueden comprender hasta un alcance de 4 a 5 Km; es usa para realizar la

nivelación de los terrenos con una exactitud de 2mm en 5 km y cartera electrónica la

cual es procesada luego por la computadora.

Bastones de prisma para estación total

Los bastones se hacen necesarios debido a la utilización de la estación total, debido a

que la estación total reconoce los prismas que poseen los bastones. Es importante

por lo menos operar en campo con un par de bastones para agilizar el trabajo. Se

recomienda también que los bastones se encuentren en buen estado para evitar que

la altura telescópica que se genera no cambia a medida que se realiza el trabajo y

también verificar el estado del prisma ya que este debe estar limpio, libres de

humedad, el ojo de pollo en buen estado y no presentar ninguna alteración en su

juego de espejos.

Nivel de precisión automático o electrónico

Los niveles automáticos cuentan con un dispositivo que permite la autonivelación; la

mayoría de estos instrumentos logran una nivelación aproximada usando una base

con tres tornillos niveladores que centran una burbuja circular ó ojo de pollo. Luego

de centrar manualmente el compensador de nivel automático nivela la visual y la

mantiene a nivel con toda precisión. La rapidez y facilidad con que se puede ajustar

hace que el trabajo de campo sea muy bueno.



Mira ó estadal milimétrico

La mira ó estadal es usada para la nivelación que se realiza con del nivel de precisión.

Este objeto es una regla calibrada en metros, centímetro y milímetros, el cual

presenta la altura del terreno de forma telescópica según eje de referencia, se

recomienda que para la nivelación esta se encuentre en buen estado en sus topes,

que la escala sea visible y que el ojo de pollo esté dentro de sus parámetros.

Imagen 24. Se observa en la fotografía izquierda el dispositivo GPS que se utiliza para los puntos delta de la poligonal

amarrado a una placa del IGAC, en el centro se encuentra la estación total de referencia Trimble 5503 la cual permite

almacenar gran cantidad de datos y desarrollar una cartera electrónica por medio de su pantalla y teclado alfanumérico, y

por último la imagen de la izquierda es un nivel de precisión automático con la respectiva mira.

Las poligonales que se deben construir para el levantamiento planimétrico de la red de

distribución de acueducto deben ser cerradas; en caso contrario, si la poligonales por algún

motivo llegase a ser abierta debería comenzará en un punto certificado por el IGAC y

rectificado por el personal de campo, y terminará en otro punto del IGAC que tenga el

mismo proceso de verificación; si se realizara la poligonal abierta terminando o comenzando

de un punto no conocido, no se podrá confirmar la veracidad de los datos tomados en

campo y por lo tanto será un trabajo no válido.



Imagen 25. Se observa en la figura superior un ejemplo típico de lo que corresponde a una poligonal cerrada, la cual tiene

un punto de partida el cual corresponde al mismo punto de cierre de la poligonal. La figura intermedia muestra el concepto

de lo que en una poligonal abierta con la cual no se puede desarrollar el trabajo de catastro de acueducto. Por último se

tiene la poligonal abierta pero referenciada en el punto de partida y en el punto de cierra, los cuales deben estar

certificados por el IGAC.



Aunque la estación total tiene una gran capacidad visual, se recomienda que las poligonales

que se fabriquen para el levantamiento de la red no contengan ángulos agudos, ni distancias

superiores a 300 metros entre los deltas; llegado el caso que se pudieran realizar, esto es

debido a que los deltas que servirán para realizar la radiación de los detalles y según se

separación será muy difícil la recolección de los atributos de la red, se recomienda entonces

que la distancia máxima para la medición de un detalle ó atributos de la red sea de unos 200

metros. Por otro lado la distancia entre los deltas que se destinen para cerrar la poligonal

puede ser mayor a 300 metros, aunque se recomienda que esta distancia sea la deseable

para alcanzar el cierra especificado de la poligonal.

Los cierres mínimos que se pueden lograr con los implementos topográficos nombrados

anteriormente para la realización del catastro de acueducto son:

El cierre planimétrico mínimo que se puede lograr es de un metro por cada 20

kilómetros de poligonal realizada, esto será un relación de 1:20.000.

El cierra altimétrico mínimo que se esperaría del equipo será = 12

, donde k es la longitud del circuito de nivelación en kilómetros, se debe tener en

cuenta la longitud de nivelación y contranivelación.

Los deltas generados por la poligonal deben ser nivelados con nivel de precisión ó nivel

electrónico; esto permitirá conocer la cota exacta de los deltas con respecto al punto

certificado del IGAC con cota geométrica conocida; por otro lado permitirá que la estación

total genere mediante la nivelación geométrica valores de calidad de las mediciones de

cotas para los detalles de la red que se levanten por medio de la radiación. Será esta

información útil cuando por medio de la estación total y su cartera electrónica se registre la

altura vertical instrumental de cada unos de los deltas y las alturas que pueden tomar los

bastones con los prismas.

Para que los prismas funcionen de manera correcta en el trabajo de campo, se deben tener

una serie de precauciones tales como, que los bastones que se usen para el levantamiento

tengan la misma altura vertical durante todo el levantamiento, con el fin de evitar la entrada

de datos a la cartera electrónica provocando una serie de inconsistencia por la cantidad de

datos ingresados por el individuo que maneja la estación. Cuando se haga uso de las

extensiones telescópicas que poseen los bastones con los prismas en los lugares que

necesite, el individuo que tiene a cargo la estación total debe estar atento a cambiar la

entrada de datos en la cartera electrónica modificando la altura del prisma; así se evitarán

confusiones durante el proceso del levantamiento de los atributos de la red de distribución

de agua potable.

Por su parte los detalles que se levanten por medio de la poligonal serán los únicos puntos

que tengan cota trigonométrica, ya que los deltas que componen la poligonal y los deltas



auxiliares que se utilicen serán nivelados con nivel de precisión; por lo tanto éstos tendrán

cota geométrica. Todos los deltas serán puntos de cambio para la nivelación trigonométrica;

en ninguno de los casos se podrá admitir que un delta principal y auxiliar sea nivelado por

medio de la vista intermedia de los niveles de precisión.

Imagen 26. Se muestran los distintos tipos de nivelación que se pueden encontrar en el levantamiento y atributos de la red

de suministro de agua potable. La imagen de arriba muestra la nivelación geométrica realizada mediante el nivel de

precisión ó nivel automático. La imagen de abajo muestra el desarrollo de la nivelación trigonométrica realizada mediante

la estación total y el prisma, donde la cota A debe ser obtenida geométricamente para que la cota B que puede ser un

atributo de la red sea medido trigonométricamente.

De por sí las cotas geométricas son bastante útiles para la construcción de un modelo digital

del terreno levantado por el personal de campo, que hará posible el equipo de trabajo en

oficina. Aunque es una herramienta para construir modelos digitales del terreno no



solamente sirve para eso; también es utilizado para detectar errores en oficina en las

nivelaciones geométricas realizadas en campo.

Figura 27. Modelo digital, el cual muestra la elevación mediante una escala de colores, construido mediante la recolección

de cotas geométricas y cotas trigonométricas para la red de distribución de agua potable de Apartadó (Antioquia). Imagen

obtenida del SIG montado en ArcGIS 9.2 luego de los trabajos de catastro de redes. Cortesía EMDEPA CONSULTORIA S.A.

Una vez ya verificados los cierres necesarios de las poligonales que se construyeron para el

levantamiento de la red de distribución de agua potable, se debe suministrar a la comisión

topográfica ó personal de campo el inventario de coordenadas y cotas geométricas de los

puntos delta para retroalimentar la cartera electrónica de la estación total, de tal forma que

se inicie con el proceso de radiación de los detalles.



7.2.5. Radiación de detalles de la red

La radiación de detalles es el paso que precede al el levantamiento de la poligonal y es de

esa forma como se controla el levantamiento de los atributos de la red. Normalmente el

personal de campo no tiene idea de los elementos que tienen que levantar como atributos

de la red de distribución, por lo que se hace necesario que éstos tengan información previa

de los elementos a levantar para agilizar el trabajo en campo. Los elementos que

comúnmente tiene que levantar desde que se posible su identificación son, tuberías de

abastecimiento de agua potable, registros de los usuarios del servicio de acueducto,

bocatoma, planta de tratamiento de agua potable, hidrantes y esquinas de los paramentos.

Por medio del trabajo organizado de campo se hacen breves descripciones de los deltas y de

los detalles que se levantan topográficamente, los cuales son de vital importancia en el

trabajo de oficina, ya que cuando se realice adelantos en los planos en formato de dibujo

CAD permitan generar bloques que representen los elementos de tipo nodo y unir los nodos

con elementos lineales. Las características que se usen el personal de campo se debe hacer

en forma de código con el fin de agilizar el trabajo de levantamiento; entonces por ejemplo

hidrante, y así con los demás atributos de la red incluso se pueden asignar números a la

distinción de los diferentes atributos, se recomienda que se desarrolle una lista previa con

los códigos para los atributos que se vayan a manejar; es importante que durante todo el

levantamiento los códigos de los atributos no cambien y se mantengan para que en el

futuro no se presenten ningún tipo de contradicciones.

Por otro lado el levantamiento en campo se debe realizar con cuidado y verificando las

carteras digitales de las estaciones totales, es importante que el encargado de la estación

total tenga una cartera de soporte que sea escrita a mano, con el fin enlistar los puntos que

por diferentes razones se capturan erróneamente y quedan registrados en la cartera

electrónica para posteriormente eliminarlos, ya que existirá otra versión ó versiones del

mismo punto, para que en la etapa de post-procesamiento del dibujo topográfico sea

eliminado y sólo quede el punto correcto.

El éxito anticipado del trabajo de campo es el orden en el levantamiento para obtener los

atributos de la red de suministro de agua potable, ya que deben estar caracterizados por un

código y algo que diferencie un atributo del otro tal como una secuencia numérica; no es

suficiente con identificar qué tipo de atributo es, sino también mostrar que es distinto de los

otros debido a su ubicación. Por ejemplo si las válvulas de operación de denotan como

diferenciaría de

una válvula de operación de otra sería con una secuencia -

gran ayuda para el personal de oficina esta identificación, ya que se sabría de que válvula se



está hablando; por otro lado las tuberías deben tener el mismo formato que los demás

atributos pero estas solo basta con asignarle el diámetro y material si llegara a conocer.

Figura 28. Elementos y atributos de la red que debe ser levantada por el personal de campo. Se tiene en la parte superior

izquierda los paramentos y los sardineles lo cuales durante la etapa de oficina serán de gran utilidad, se encuentra la parte

superior derecha señalada con un óvalo pequeño las caja de donde se derivan las tomas domiciliarias y los contadores;

también se encuentra en el óvalo grande las evidencias de las perforaciones hechas en el pasado por reparación de la red

de acueducto las cuales son una pista del lugar de ubicación de las redes; en la parte inferior derecha se muestra la planta

de tratamiento que también hace parte del catastro y debe ser levantada, y por último se tiene la bocatoma que es de

donde se capta el agua.



7.2.6. Marcación de los detalles de la red

Con el fin de dar seguimiento y cabalidad a la calidad del trabajo en campo para el

levantamiento del catastro de la red, se hace indispensable realizar una marcación en

campo que sea clara de los atributos que conforman el sistema de distribución de agua

potable, asegurando que cada atributo tenga un carácter o identificación única para que en

los procesos de oficina e incluso en los da campo se eviten ciertos tipos de errores como la

inexistencia o duplicidad de algunos de los atributos del sistema. Es muy importante que la

asignación de la identificación del atributo se haga cuidadosamente para los procesos de

recolección de datos, para que en el futuro la localización por parte de los operadores de la

red se les facilite; debido a esto el personal de campo debe demarcar claramente con algún

tipo de pintura indeleble y llamativa cada atributo. La marcación en sí debe hacerse lo más

próxima posible al atributo ya sea en sardinales, aceras, postes o en algunos casos el mismo

objeto que compone la red, con el fin que los planos definitivos del catastro de acueducto

concuerde con lo que se debería encontrar en campo.

Figura 29. Atributos de la red los cuales deben ser marcados con una identificación clara y única para fines prácticos del

levantamiento de la red, con fines posteriores para la correcta operación por parte de la empresa prestadora del servicio.

En la figura se observa la línea de conducción la cual se encuentra en la vía pública y un hidrante el cual se ubica en el

sardinel de la misma.



El trabajo de campo realizado con las instrucciones y recomendaciones que se describieron

anteriormente, son actividades vitales para el desarrollo del trabajo de campo hasta buen

término debido a que se cuenta con información de campo de calidad y por consiguiente en

oficina, por lo tanto se aconseja que el personas de campo siga con la tarea rigurosa de

búsqueda, identificación y marcación de los atributos de la red de distribución.

7.3. Equipos

Durante el proceso de ejecución de un trabajo de castro de acueducto hay un sin número de

equipos que se utilizan; a continuación se realizarán dos divisiones principales en el trabajo,

las cuales corresponden al proceso de captura de datos o trabajo de campo el cual tiene a

su vez tres subcategorías, y por otro lado se tiene el trabajo en oficina que cuenta también

con otra subcategoría.

Para introducir los equipos que se utilizan en la categoría de trabajo de campo, se tiene

primero los implementos básicos de seguridad industrial:

Overoles

Guantes de carnaza

Gafas de seguridad

Casco

Chalecos reflectivos

Señales de control de tráfico cuando lo amerite

Conos reflectivos lo suficientemente grandes para ser percibidos en las zonas trafico

vehicular

También son indispensables los equipos de localización e identificación como:

Barras, pica, pala, mazos, cortadora de concreto, etc., en los casos que se requiera

hacer algún tipo de descapote o de apique para dar con la localización de algún atributo

que se suponga que hace parte de la red.

El georadar, el cual es una técnica que basa sus principios en ondas eléctricas; este tipo

de dispositivo en el país ha tenido gran acogida por los trabajadores de campo aunque

no cuenta con una eficiencia deseada debido al procesamiento de los datos que se

adquieren del uso del dispositivo.



Radiestesia ó rabdomancia, la cual es una técnica bastante usual para la localización de

tuberías en el país, debido al bajo costo de los dispositivos y a la alta eficiencia de

localización; aunque no existe explicación científica para este método primitivo, se usa

con bastante frecuencia.

Pintura esmalte preferiblemente de tonos rojos o amarillos, para la identificación de los

atributos.

Y por último en la categoría de trabajo de campo se tienen los equipos de medición y

adquisición de datos como:

Los equipos de medición son esencialmente los elementos como, la estación total con

los demás elementos como prismas, nivel de precisión, etc., anteriormente descritos en

la construcción de poligonales.

Flexómetro o decámetro, el cual se utiliza para referenciar y confirmar algunos detalles

de la radiación.

Cámara fotográfica digital con el fin de realizar un registro fotográfico de cada sitio en

donde se encuentra una esquina de interés para las redes de acueducto, con el fin de

hacer una captura de datos de calidad; en la actualidad se ofrecen fotografías digitales

las cuales capturan en panorámicas de las esquinas, las cuales son más valiosas que las

fotografías convencionales.

Computadora de mano que tenga cargado los formatos para el levantamiento de

atributos de la red, el cual puede implementarse mediante la aplicación de programas

de información geográfica como ArcPad que figura como complemento del sistema de

información geográfico ArcGIS.

Por último se tienen los equipos para el trabajo de oficina los cuales son:

Computadora de escritorio de alto desempeño para la ejecución de la gran cantidad de

datos para el procesamiento, para el dibujo y para la implementación de la red en el

sistema de información geográfico, con fin último que este procesamiento sea eficiente.



7.4. Personal

Para la realización del catastro de acueducto se hace necesaria e indispensable la operación

de dos partes, las cuales son el personal de campo y el personal de oficina. El personal de

campo debe:

Estar encabezado por un jefe de campo el cual preferiblemente debe ser ingeniero civil

con experiencia en trabajos relativos a la hidráulica de acueductos. Es requerida la

experiencia ya que éste debe reconocer las estructuras, topología y atributos usuales de

una red de distribución de acueducto; al mismo tiempo debe tener el conocimiento

necesario para la operación de los programas tipo CAD como AutoCAD, los programas

de información de geográfica como ArcGIS ó ArcView y ArcPad, adicionando la

capacidad de liderar el personal bajo su mando. El jefe de campo estará a cargo de la

comisión que efectúa la captura de atributos e información de la red de distribución con

el fin que pueda armar la topología de la red. El trabajo del jefe en campo será

repartido entre el campo y en oficina, debido al alto conocimiento que tiene este

personaje sobre la red de distribución de agua potable lo cual lo hace indispensable

para el armado de la red en oficina.

Incluir una comisión de tres personas como mínimo, para realizar un trabajo eficiente

con los instrumentos y equipos de medición; es necesario que los integrantes de la

comisión adquieran una serie de entrenamientos antes de la realización del trabajo que

cubran aspectos como la seguridad industrial y conceptos básicos de los que es una red

de distribución de agua potable con el fin de que estos puedan identificar

correctamente lo que encuentran a lo largo del levantamiento de la red. El

entrenamiento se realiza con el fin que las personas establezcan unos procedimientos

rutinarios para la adquisición de datos. Se hace indispensable que la comisión sea de un

mayor número de personas si el trabajo que se adelanta tiene la intervención del tráfico

vehicular el cual puede producir un accidente, con el fin que sea controlado de manera

segura para el flujo vehicular y la comisión.

Por otro lado el personal que se encuentra en oficina es tan valioso como el de campo el

cual debe:

Estar conformado por lo menos de un ingeniero civil y un auxiliar de ingeniería los

cuales son los encargados de revisar la información suministrada por el personal de

campo ya sea cruda o con algún tipo de procesamiento; estos deben, con las fotografías

digitales de las esquinas, corroborar algunos de los atributos, verificar que los atributos

no se repitan y subir la información a los programas de información geográfica con el fin

de ir armando el catastro de acueducto. Es de suponer que estos deben tener el



conocimiento suficiente de los programas y de lo que es una red de acueducto; además

el trabajo debe ser complementado por el ingeniero jefe de campo.

Figura 30. Personal y equipos necesarios para el levantamiento de las redes de distribución y los atributos de la red de

suministro de agua potable.

7.5. Preparativos de trabajo en campo

Para dar inicio a los trabajos de campo se hace necesario que la comisión encargada de las

mediciones y la recolección de datos estén integradas como anteriormente se hizo mención

con especial cuidado con el personal idóneo para la realización y con la suficiente

preparación para el desarrollo del trabajo; además se debe contar con equipos en muy buen

estado y calibrados ya que de estos equipos dependerá la exactitud de los datos tomados.

Es necesario que los encargados del trabajo en campo planeen la manera en que se realizará

en trabajo en campo para esto deben elaborar una guía trabajo, basada en los planos

iníciales que se tengan para dar inicio al trabajo. Ya en campo la comisión de campo debe

tener la información impresa sobre todo los planos divididos por zonas, realizar formularios

básicos llenados a mano ya que serán el respaldo de los que se deben cargar en el momento

de la medición con la computadora de mano; estos formularios son llenados en la

computadora de mano para facilitar el trabajo, e ir implementando desde el trabajo en

campo el sistema de información geográfica mediante el programa ArcPad. La herramienta

ArcPad es una extensión para las computadoras de mano, la cual mediante la pre-carga de

los planos y un una computadora de mano con posicionador o GPS, es capaz de capturar el

atributo que compone la red de distribución de agua potable y de esta forma agregarlo al

sistema general de información geográfico que se maneja en oficina actualizando de manera

constante la información.



Figura 31. Interface de operación correspondiente a la computadora de mano donde se puede observar el plano catastral

de la zona de donde se realiza el levantamiento y los formatos necesarios para la entrada de datos. Los formatos de

entrada de datos son personalizables y dependen del modo del levantamiento de la red de distribución de agua potable.

Los formularios de campo que son llenados por medio de la computadora de mano se

deben a adaptar a los requerimientos de trabajo y a la forma en que se hace el

levantamiento; es así como se recomienda realizar con anterioridad las pruebas necesarias

con los dispositivos de recolección de datos, con el fin de que los formularios, los equipos y

el personal sean los idóneos para que el trabajo sea de calidad. No es lógico hacer una serie

de formatos para el levantamiento de la red extensos que brinden al post-procesamiento

una gran inversión de personal y de tiempo para una serie de datos mínimos necesarios que

se deben obtener; es así como se recomienda por medio del programa ArcPad generar estos

formatos según necesidades reales para el levantamiento, que contengan información

básica como nomenclatura de la zona, manzana catastral, diámetros de tuberías, tipo de

tubería, tipo de rasante, accesorios, etc.

Los formularios a los que se hicieron mención anteriormente son la representación digital

de los formatos básicos que se deben generar para la elaboración del levantamiento del

catastro de acueducto con las características necesarias tal como el RAS 2000 lo exige,

aunque los formatos con la información pueden variar estos como se explicó anteriormente

depende de las personas que lo realizan; las figuras que se muestran a continuación son los

formatos que en físico se deben llenar o se deben implementar mediante la captura de

información digital, de la manera en que se enuncia en el documento del Ministerio de

Desarrollo Económico de Colombia, el Banco Mundial y Unicef Colombia en el texto Catastro

de redes expedido en el año de 2002, (Unicef, 2002):



Tabla 2. Ficha técnica con los datos básicos para la recolección de información de las esquinas, para el catastro de la red de

acueducto.



Tabla 3. Ficha técnica con los datos básicos para la recolección de información de los accesorios de las esquinas, para el

catastro de la red de acueducto.



Tabla 4. Ficha técnica con los datos básicos para la recolección de información de la tubería existente, para el catastro de la

red de acueducto.



Gracias a la obtención de información de manera digital por medio de la computadora de

mano y los formularios digitales, es de bastante importancia hacer la actualización de los

objetos levantados con sus coordenadas y demás topologías con el fin de facilitar esta

información al proyecto e ir chequeando el trabajo de campo por medio de la oficina y

posteriormente en campo.

7.6. Captura de información en campo

Para el proceso de captura de información de campo se debe contar con el personal, el

equipo y los demás requerimientos para que se pueda llevar a cabo el levantamiento. Es

indispensable que la comisión de planimetría ya haya hecho la marcación de los atributos de

la red de agua potable condicionando los atributos para que sean únicos ya que se evitaran

confusiones en oficina con estas marcaciones.

Cuando el personal en campo esté en el proceso de levantamiento debe tener en cuenta la

seguridad ya que por lo general las redes de agua potable están ubicadas en las vías públicas

y andenes por lo que deben tener la correcta señalización para la prevención de accidentes;

además deben seguir unos pasos rutinarios para la captura de datos como lo es la búsqueda

de las tuberías de suministro de agua potable, la medición y captura de los atributos de las

tuberías de acueducto y posterior entrega de datos crudos o procesados.

7.6.1. Búsqueda de atributos de la red de distribución de acueducto

Las redes de distribución de agua potable y alcantarillado por lo general se encuentran bajo

los corredores públicos viales y andenes dentro de los cascos urbanos de los municipios y

ciudades; por esta razón se hace dispendiosa la tarea de investigación de estas redes. Por un

lado la búsqueda de las redes alcantarillado es relativamente sencilla ya que estas redes

disponen de pozos de inspección los cuales en muchas ocasiones son visibles determinando

la trayectoria de las tuberías que conducen el agua residual, pero cuando se está

investigando el sistema de distribución de agua potable no se encuentran muchos indicios

de por donde se localiza la tubería que conduce el agua potable, aunque muchas veces se

localizan los demás componentes como válvulas, hidrantes, etc., es así como se hace

necesario el uso de técnicas de búsqueda y localización para tuberías mediante algunos

dispositivos los cuales aceleran la localización. Los métodos que se aplican para la búsqueda

de atributos de la red son:

Determinación visual de atributos: La determinación visual es bastante común para la

localización de algunos atributos de la red de distribución de agua potable como lo son

las distintas válvulas con que se operan normalmente y los hidrantes; estos atributos de

la red deben estar plenamente identificadas con el correspondiente nombre como



anteriormente se describió, para proceder posteriormente a la captura de datos; en el

caso de que el atributo encontrado no se encuentre etiquetado con la identificación del

grupo de planimetría se debe informar la falta en la demarcación para ser tenido en

cuenta posteriormente. Por lo general las válvulas principales que controlan la red de

distribución son conocidas por el personal que opera la red y se encuentran con una

buena señalización en el terreno como lo son en cajillas y respectiva tapa que indica el

tipo de válvula; también hay otras secundarias que no se encuentra identificada como

las principales pero los operarios de la red las conocen. Por otro lado hay válvulas,

registros, y demás atributos que controlan parte de la red que no es posible localizarlos

visualmente ni tampoco con ayuda de los operarios de la red haciendo que sea

imposible saber la localización de los atributos. Los atributos descritos que no son

encontrados son simplemente no tenidos en cuenta ya que no tienen relevancia en el

sistema de distribución principal y por consiguiente no tendrá efectos negativos sobre

la prestación del servicio y otro motivo para obviarlo es que su búsqueda sería

demasiado dispendiosa; por otro lado si alguno de estos atributos resulta ser

encontrado por medio de alguna de las técnicas de búsqueda que se describan a

continuación se debe hacer la necesaria adición a los planos y al proyecto.

Figura 32. En las figuras se observan los atributos que son visibles de fácil identificación y que agilizan el proceso de

recolección de datos; se muestran los hidrantes y las válvulas con su plena identificación debido a su importancia. Se

observa la dificultad poder identificar algunos elementos si no se hacen visibles.



Determinación de atributos mediante planos y fichas de reparaciones: Los planos y

fichas de reparación adquiridos mediante la etapa de investigación para la realización

del catastro de acueducto, son una de las mejores herramientas que se adquieren para

el desarrollo de un buen trabajo. Los planos constructivos de la red de distribución que

pueden ser encontrados son tan buena herramienta que solo basta con realizar una

verificación de los atributos consignados allí sirven para determinar la topología de la

red; si en la verificación de los datos que se encuentran consignados en los planos no

corresponden se procede a descartar la información ya que será una representación

errónea de lo que se encuentra en la actualidad en el terreno; por lo general cuando los

planos son de buena calidad de estos se puede adquirir información como la ubicación

de los atributos, materiales de las tuberías de conducción, diámetro de la tubería, fecha

de instalación de los atributos, longitudes de tuberías de conducción instaladas entre

otros. Si también se cuenta con la información de fichas técnicas de reparación o

mantenimiento, estas contendrán dentro de sus descripciones la fecha en que se realizó

la reparación o modificación del atributo de la red, materiales que se utilizaron para la

reparación de la tubería, diámetros de las tuberías reparadas o reemplazadas, tipos de

accesorios que se utilizaron para la reparación de la red, información del personal que

realizó la reparación.

Figura 33. En los trabajo de reemplazo de tuberías o de accesorios como lo desarrolla la empresa de Acueducto de Bogotá

se encuentra mucha de la información necesarias de los elemento que se encuentran instalados bajo tierra para las redes

de distribución de agua potable; por otro lado los planos constructivos son una buena referencia para encontrar y

referenciar los atributos de la red.

En conclusión, si se tiene un buen plano constructivo y fichas técnicas de reparación,

resulta tenerse una información lo bastante confiable ya que las líneas de conducción

de agua potable por lo general no son trasladadas, ni tampoco sufren modificaciones de



consideración durante su uso, a parte de las reparaciones realizadas por necesidades

del sistema como ampliaciones o mantenimiento.

Localización de tuberías por medio del dispositivo de georradar: El dispositivo de

georradar es un conjunto de equipos dispuestos para la búsqueda y localización. El

equipo está compuesto por antenas que emiten y receptan señales

electromagnéticas las cuales emplean frecuencias de 800, 500 o 100 Mhz

dependiendo del tipo de terreno que se esté investigando y de la profundidad a la

cual se quiere investigar con un máximo de 5 metros de profundidad; emplea

también una aplicación computacional capaz de procesar las señales generadas por

el dispositivo, una computadora portátil.

El funcionamiento del dispositivo de georradar resulta de la emisión de ondas

electromagnéticas que penetran en el subsuelo y van siendo reflejadas en función de

la compactación de las capas inferiores, tipo de material que se encuentre, humedad

relativa, etc. Estas reflexiones son captadas por las antenas receptoras, que envían

los datos al procesador y de allí a la computadora portátil donde, mediante el

software apropiado se puede modificar la imagen capturada para un mejor análisis.

Este equipo es utiliza para la localización o seguimiento de cables, tuberías y/u

objetos, aunque el dispositivo tiene un sinfín de ventajas para la localización también

cuenta con una serie de limitaciones las cuales son principalmente cuando se

encuentre con terrenos bastantes húmedos o removidos, ya que los perfiles

arrojados por el procesamiento serán de baja calidad complicando la labor de

interpretación de lo que se encuentra bajo la rasante por parte del personal que

hace uso del dispositivo; otra de las dificultades en las que el dispositivo tiene

falencias son cuando en el terreno de investigación el suelo se compone de arcillas o

gravas de diferentes diámetros obteniendo así información de baja calidad. Por otro

lado hay que tener en cuenta el alto precio que representa la adquisición de este

dispositivo para realizar el levantamiento de la red de distribución de agua potable.

La cualidad más importante del dispositivo se encuentra en la entrega de resultados

en tiempo real, lo cual hace que el trabajo de campo en condiciones optimas sea de

alta productividad con una alta asertividad en los elementos identificados mediante

este método; aunque normalmente se utiliza para la búsqueda y localización de

tuberías, es posible en algunos casos se encuentren algunos atributos que

complementan la red de distribución de agua potable como válvulas que a

simplemente vista no fueron percibidas debido que estaban ocultas por el material

de la rasante.



Figura 34. En la presente figura se observa en la parte izquierda el dispositivo georradar en donde se tienen los

componentes que lo conforman como lo es la carretilla la cual le da movimiento, las antenas emisoras y receptoras de las

señales y el operario con su computadora portátil del equipo. En la figura en la parte derecha se observa los resultados

arrojados por el procesamiento de las señales; se muestran dos partes la primera donde se observan los puntos rojos que

corresponden a tuberías de acueducto con un perfil del terreno general y otra con un perfil del terreno detallado con los

mismos puntos rojos que representan las tuberías existentes a través de ese trayecto.

Radiestesia o rabdomancia para la localización de tuberías del sistema de

distribución de agua potable: Una de las técnicas de localización de tuberías más

efectivas y económica es la que se realiza por medio de la radiestesia la cual no solo

ayuda a la localización de las tuberías que conducen el agua sino también para la

detección de aguas subterráneas o reservorios de agua subterránea; es un método

ampliamente usado alrededor del mundo y uno de los más antiguos usados por el

hombre. El método consiste en la utilización de dos tipos de dispositivos: uno es una

elemento fabricado de madera en forma de Y, otro de los dispositivos son un par de

alambres fabricados de aleación de cobre con unos trozos de bambú. Estos dos

dispositivos funcionan de una manera que aún la rama científica no ha podido dar

explicación alguna, la operación de los dispositivos es distinta dependiendo del que

se haga uso. Para el dispositivo que tiene forma de orqueta o de Y, su

funcionamiento se basa en tomar de los dos extremos libres la barra de madera y

dar pequeños pasos en donde se crea hay una tubería de agua; cuando el operario

del dispositivo se encuentre con el tubo que está enterrado sentirá una leve

vibración en dirección vertical la cual le indicará el sitio exacto donde se encuentra la

tubería; para el funcionamiento del dispositivo de alambre es un poco más sencillo,



solo basta que el par de alambres tengan una figura en L, donde la parte corta será el

mango de donde se sostendrá y se le pondrá la pieza de bambú para que el

elemento quede libre; para la operación de esté es básicamente la misma que para

el anterior dispositivo solo que este solo funciona cuando el operario se aproxima de

manera perpendicular a donde se sospecha que la tubería, causando que los

alambres se entrecrucen y en este punto será donde se encuentre la tubería.

Figura 35. La parte izquierda de esta figura se observa el dispositivo de búsqueda por rabdomancia o radiestesia el cual se

compone de un par de alambres que en su parte corta contienen un sujetador con el cual se otorga libre movimiento para

la detección de las tuberías. La parte derecha de la presente figura se observa el dispositivo en forma de Y el cual hace una

vibración vertical cuando encuentre o detecte la tubería.

Es muy importante tener en cuenta al momento de operación de este dispositivo de

búsqueda de tuberías conductoras de agua, que tanto como las redes de acueducto

y alcantarillado son conductos que transportan agua, por lo tanto se debe tener

especial cuidado al encontrar un punto donde el dispositivo marque el paso del agua

ya que no diferencia entre acueducto y alcantarillado, por lo cual el operario deberá

estar atento para no cometer este tipo de errores.

Apique o investigación por medio de zanjas: Para el trabajo de catastro de acueducto se

hace necesario el buscar, identificar y levantar en planos los atributos de la red y más si

son vitales para la operación de la misma, de tal manera se hace necesaria la búsqueda

de elementos relevantes los cuales deben ser identificados plenamente y están ocultos

y se tienen indicios de el lugar donde se encuentran, primero se realizan los métodos no

invasivos para la localización e identificación como los descritos anteriormente

esperando tener una respuesta si no se consigue una respuesta mediante estos



métodos se hace necesario la investigación por medio de zanjas o apiques, los cuales

son verídicos ya que prueban o niegan la existencia de algún atributo que se supone

desconocido para la red. Este tipo de búsqueda se debe determinar con la empresa

contratante de catastro de acueducto, ya que los apiques o zanjas son costosas ya que

requieren la reconstrucción de los lugares en que se realizan; aunque es uno de los

métodos más asertivo es uno de los más costosos debido a la utilización de personal

para la apertura de zanjas y posterior arreglo, por lo tanto hace que el trabajo de

recolección de datos aumente y no sea un método eficiente para los interesados en el

proyecto, aunque dados los casos y conveniencias deben realizarse.

Figura 36. El método de investigación por apique o zanja es un poco engorroso, ya que como se ve en la figura se hace

necesario que exista una señalización adecuada y una cuadrilla de apertura y cierra de zanjas para la obtención de algunos

atributos de la red de distribución de agua potable. Este es la última opción que se debe contemplar para la localización de

atributos, ya que con los otros métodos de búsqueda anteriormente nombrados se podrían ubicar.

7.6.2. Medición y captura de atributos de la red

Para la iniciación de los trabajos de medición y captura de atributos de la red de distribución

de agua potable se hace indispensable que los anteriores trabajos como los son la radiación

de detalles y posterior verificación, la marcación correcta e identificación plena de los

atributos, el desempeño óptimo de los equipos, el entrenamiento del personal de campo

para la medición y captura, las fichas técnicas a llenar y la localización exacta de los

atributos que no eran visibles y fueron encontrados con los métodos de búsqueda y

localización.



Para la medición de los elementos y atributos de la red de distribución de agua potable se

hace necesario que el equipo tenga los elementos necesarios de comunicación como lo es

un sistema de radio-teléfonos con el fin que el trabajo sea coordinado y no se presenten

confusiones para la medición de los elementos; cabe recalcar en el estado de los equipos de

medición y captura ya de la calibración y calidad de estos dependerá en buena parte la labor

de procedimiento en campo, se hace necesario que a cualquier duda en la medición de

algún datos se verifique su veracidad, mediante los elementos como cintas o la repetición

de la medición.

Para la captura de información por medio de las fichas digitales que se encuentran en la

computadora de mano se hace necesario que el operario se encuentre junto o sobre el

computadora reconozca la localización; luego de que reconoce la localización se procede a

llenar las fichas técnicas teniendo la precaución de no dejar en blanco ninguna de las

casillas, que ya todas ellas brindan la información necesaria para el trabajo del catastro. Se

hace necesario que se realicen los procedimientos de búsqueda para reconocer la ubicación

de las tuberías y accesorios, por lo tanto la toma de datos debe estar condicionada a esta

búsqueda con fines que el trabajo contenga la calidad necesitada para este tipo de trabajos.

Figura 37. Para la medición y captura de la información se hace necesario que el personal, los equipos, fichas técnicas y la

búsqueda sean un conjunto para que el trabajo tenga armonía y se lleve a buen término.

Para la captura de información también existen las fichas técnicas para las tuberías que se

deben encontrar por medio de los métodos de investigación; para esto es posible la



utilización de dos o más medios de investigación ya que con el conjunto de dispositivos se

hace que la información sea de carácter fidedigno, logrando detalles necesarios para el

proyecto sobre el conocimiento de la tubería como lo es el diámetro, material, la rasante,

profundidad a la que se encuentra y estado de la misma. Es de vital importancia que en las

esquinas se encuentre toda la información hacer de la red de acueducto ya que es un punto

crítico donde convergen algunas redes como las de alcantarillado, teléfonos, energía, etc.,

las cuales pueden ser afectadas si no se realiza la adecuada investigación para efectos de

futuros arreglos sino se realizó un trabajo de calidad. La manera en que se corregirán

algunos datos logrados mediante la medición y captura de información será en el momento

de post-procesamiento mediante las herramientas computacionales o de dibujo.

7.6.3. Post-procesamiento de datos adquiridos en campo

Para el paso de post-procesamiento de datos adquiridos en campo no se hace indispensable

la terminación o culminación de la totalidad del trabajo; basta con hacer un inicio de post-

procesamiento para luego hacer actualización de la información existente en oficina. Es

preciso e indispensable mantener la base de coordenadas durante el trabajo de post-

procesamiento; por otro lado hace necesario que las mediciones realizadas con la tecnología

GPS sean corregidas ya que la precisión para los datos crudos serán de más o menos 3

metros que con el proceso de corrección que se explicó anteriormente se reduciría a una

diferencia de milímetros.

Para el proceso de corrección de los datos crudos se hace indispensable hacer el cálculo de

las coordenadas que maneja el GPS que suelen ser geográficas o elipsoidales con referencia

a la latitud representada por la letra griega y la longitud que representada con la letra

griega con respecto a la tierra; estos datos normalmente los dispositivos los arrojan en el

formato de grados, minutos y segundos, los cuales permiten ubicar el punto dentro del

planeta Tierra.

Como parte del post-procesamiento está la corrección de los datos y la posterior

transformación de coordenadas geográficas o elipsoidales a coordenadas plana, para ello

existen varios software desarrollados para el caso particular de Colombia con el fin de

modificar las coordenadas. Los programas gratuitos que se pueden encontrar en la Internet

son Magna-Sirgas el cual fue desarrollado por Instituto Geográfico Agustín Codazzi (IGAC)

con el fin de que los trabajo fueran referenciados en las mismas coordenadas que ellos

manejan; el programa se puede adquirir por medio de la dirección electrónica

www.igac.gov.co . Por otro lado empresas como la Empresa Acueducto y Alcantarillado de

Bogotá desarrolló otro programa con el que se deben hacer los trabajos de post-

procesamiento este programa se llama CONCOORD y también tiene la particularidad de ser

un programa gratuito, el CONCOORD cumple la misma función que Magna-Sirgas.



Figura 38. Interface de los programas gratuitos disponibles para realizar la conversión de las coordenadas; en la parte

izquierda se observa el CONCOORD el cual es desarrollado por el Acueducto de Bogotá, y el de la parte derecha que es

desarrollado por el IGAC, el Magna Sirgas.

Está claro que con el fin de realizar un buen trabajo de levantamiento mediante el uso de la

tecnología GPS y contar con las precisiones adecuadas no basta con tener los equipos y

programas computacionales adecuados, es también necesario seguir el procedimiento de

planeación que se describió en capítulos anteriores, el tiempo de rastreo para que las

mediciones tengan la suficiente certeza y por supuesto la calidad del trabajo en oficina por

parte del post-procesamiento de la información como lo son la transformación de las

coordenadas como base única cartográfica a manejar.

Para el trabajo de oficina en el procesamiento de datos que se obtienen por medio de GPS

en campo es necesario que se tenga en cuenta la utilización del Datum MAGNA (Marco

Geocéntrico Nacional) el cual es una densificación del sistema SIRGAS (Sistema de

Referencia Geocéntrico para las Américas), el cual se basa en el elipsoide WGS84 por su

siglas en ingles (World Geodetic System 1984) el cual es totalmente compatible con la

tecnología manejada por el GPS, a diferencia del Datum Bogotá el cual es solo de referencia

para la ciudad de Bogotá el cual en su momento fue basado en el elipsoide Internacional de

Hayford 1924. El sistema MAGNA-SIRGAS proporciona, primariamente, coordenadas

tridimensionales geocéntricas (X,Y,Z), las cuales pueden expresarse en coordenadas

geográficas.



Figura 39. La parte superior de la figura muestra la deferencia de alturas con respecto al elipsoide la cual corresponde a

una altura elipsoidal; se observa también la altura relativa del geoide con respecto al elipsoide y por otra parte se observa

el nivel o altura que alcanza la topografía del terreno, todos corresponden a la perpendicularidad al elipsoide de referencia,

mientras que la altura real topográfica es distinta. En la parte inferior de la figura se observa la diferencia entre los distintos

marcos de referencia de la Tierra; se observa que la esfera regular es en lugares consecuente con la figura de la Tierra o

geoide; se observa que por su parte el elipsoide tiene la figura más semejante al geoide.

Debido a las confusiones como consecuencia de estos cambios de coordenadas se debe ser

cuidadoso a la hora de hacer mención a los cambios coordenados, ya que cualquiera de



estos cambios en las coordenadas provoca la modificación del trabajo y se tengan datos

erróneos y el trabajo tenga dificultades.

Es importante tener en cuenta al momento del post-procesamiento de datos adquiridos en

campo reconocer los diferentes tipos de proyecciones de coordenadas geográficas o

elipsoidales planas que se utilizan para la referenciación para el territorio de Colombia, estas

pueden ser coordenadas planas de Gaus-Krüger y las planas cartesianas.

El sistema de proyección cartográfico Gaus-Krüger, es una representación del elipsoide

sobre un plano, es decir, que el ángulo formado entre dos líneas sobre la superficie

terrestre se mantiene al ser éstas proyectadas sobre el plano. Los meridianos y

paralelos se interceptan perpendicularmente, pero no son líneas rectas, sino curvas

complejas, excepto el meridiano central y el paralelo de referencia. La escala de la

representación permanece constante sobre el meridiano central, pero ésta varía al

alejarse de éste, introduciendo deformaciones en función de la longitud terrestre.

Figura 40. Sistema de proyección cartográfica Gaus-Krüger.

El sistema de proyección UTM (Universal Transverse Mercator) corresponde con el de

Gaus-Krüger, sólo que utiliza un factor de escala equivalente a 0.9996 para el meridiano



central y usos de 6°. En Colombia el origen de las coordenadas Gaus-Krüger se definió

en costado sur del observatorio Astronómico de Bogotá, asignando los valores de

Norte=1.000.000 m y E= 1.000.000 m. Los orígenes complementarios se han establecido

a 3° y 6° de longitud este y oeste de dicho punto.

MAGNA SIRGAS ORIGENES PROYECCIONES GAUS-KRÜGER COLOMBIA

ORIGEN COODENADAS ELIPSOIDALES

COORDENADAS DE Gaus-Krüger

LATITUD (N) LONGITUD (W) NORTE (m) ESTE (m)

Bogotá-MAGNA 4°35´46,3215´´ 74°04´39,0285´´ 1000000 1000000

Este Central-MAGNA 4°35´46,3215´´ 71°04´39,0285´´ 1000000 1000000

Este Este-MAGNA 4°35´46,3215´´ 68°04´39,0285´´ 1000000 1000000

Oeste-MAGNA 4°35´46,3215´´ 77°04´39,0285´´ 1000000 1000000

Oeste Oeste-MAGNA 4°35´46,3215´´ 80°04´39,0285´´ 1000000 1000000

COORDENADAS EN DATUM BOGOTÁ PROYECCIONES GAUS-KRÜGER COLOMBIA

ORIGEN COODENADAS ELIPSOIDALES

COORDENADAS DE Gaus-Krüger

LATITUD (N) LONGITUD (W) NORTE (m) ESTE (m)

Bogotá-BOGOTÁ 4°35´56,57´´ 74°04´51,30´´ 1000000 1000000

Este Central-BOGOTÁ 4°35´56,57´´ 71°04´51,30´´ 1000000 1000000

Este Este-BOGOTÁ 4°35´56,57´´ 68°04´51,30´´ 1000000 1000000

Oeste-BOGOTÁ 4°35´56,57´´ 77°04´51,30´´ 1000000 1000000

Oeste Oeste-BOGOTÁ 4°35´56,57´´ 80°04´51,30´´ 1000000 1000000

Tabla 5. En la primera parte de la tabla se encuentran las coordenadas MAGNA-SIRGAS de los orígenes de las zonas de proyección Gauss-Krüger en Colombia. La segunda parte de la tabla corresponde a las coordenadas en Datum Bogotá de los orígenes de las zonas de proyección Gauss-Krüger en Colombia.

Proyección cartesiana: El sistema de proyección cartesiana equivale a una

representación conforme del elipsoide sobre un plano paralelo al tangente que

tocaría al elipsoide en el punto de origen. La proyección del meridiano que pasa por

este punto representa el eje de la coordenada Norte. No obstante, los puntos sobre

el elipsoide y los equivalentes proyectados sobre el plano no tienen una relación

geométrica, ésta es puramente matemática. La proyección cartesiana es utilizada

para la elaboración de planos y ciudades de cartografía a escalas mayores que

1:5000, de ahí la existencia de tantos orígenes de coordenadas como ciudades. Al

igual que en el sistema de Gauss-Krüger, la proyección cartesiana puede prestarse

para ambigüedades en la definición unívoca de coordenadas, por tal razón, éstas

siempre van acompañadas del origen que se refieren.



Figura 41. Proyección cartesiana.

Los trabajos de campo generan una serie de información la cual debe ser recolectada y

procesada tal como:

Las carteras electrónicas que se obtienen del proceso de medición son archivos en

formato de texto, los cuales son datos crudos listos para ser procesados.

Totalidad de los puntos levantados deberá ser entregada en un archivo

preferiblemente Microsoft Excel, con las siguientes columnas donde se tenga la

información del número del punto, nombre del punto, coordenadas (norte y este) y

la cota trigonométrica.

Lista de los puntos que se descartaron durante la medición; está lista debe

presentarse a oficina en medio magnético para que en la generación del dibujo no se

incluyan estos puntos que son erróneos y que quedan registrados en la cartera

electrónica.

Dibujo en sistema CAD de la topografía el cual debe contener la totalidad de puntos

levantados y debe ser en modo tridimensional; esto quiere decir que los puntos

deben tener elevación, no se puede aceptar los dibujos topográficos en modo de dos

dimensiones ya que se requiere generar modelos de elevación. Las capas y sus

colores dependen de los requerimientos de los contratantes y deberá ser

consecuentes cuando se implemente el sistema de información geográfico de la red.



Esquemas en mano alzada, deben ser entregados mediante previa identificación del

sitio de donde se hace referencia el dibujo.

7.7. Montaje de la red en CAD

El montaje de la red en sistema CAD es fundamental ya que de este se dependerá el modelo

en algún programa de modelación hidráulica, la red de distribución de agua potable

contiene numerosos componentes del sistema, y lo relevante es determinar la manera de

cómo éstos están interconectados. Normalmente la red se compone de de nodos, los cuales

representan características específicas de los atributos del sistema, y los vínculos que

definen las relaciones entre los nodos.

La red de distribución de agua potable tiene diferentes tipos de elementos nodales, los

cuales corresponden a atributos propios de la red, entre ellos se deben considerar las

tuberías, los tanques de reserva o tanque de suministro, bombas, válvulas de control, que

en el modelo de dibujo en CAD serán representados como nodos. Aunque no solo los nodos

representan la red sí son los puntos que unen los elementos de red, un elemento de

conexión por ejemplo puede ser unir dos elementos tipo nodo, como los dos extremos de

una tubería donde la tubería es representada por este elemento de conexión. También lo

elementos tales como válvulas y bombas son en algunos casos catalogados como

conectores en vez de ser nodos. A continuación se hace una lista de cómo se deben

expresar los elementos dentro de un dibujo tipo CAD:

ELEMENTO TIPO PROPOSITO PRIMARIO DE DIBUJO

Tanque de suministro Nodo Provee del suministro de agua al sistema

Tanques de reserva Nodo Recoge lo excesos de agua en el sistema y suministra agua en momentos de gran demanda

Unión Nodo Demanda o Suministro de agua fuera y hacia el sistema

Tubería Conector Conectar nodos de un nodo a otro nodo

Bomba Nodo ó Conector

Controla el gradiente hidráulico para superar las diferencias de elevación y perdidas por fricción

Válvula Nodo ó Conector

Controla el flujo y/o presión en el sistema, según criterios de operación

Tabla 6. Tabla donde se muestran los tipos de elementos y como deben ser dibujados en la base CAD.

Debido a la gran cantidad de los cientos o miles de elementos que contiene una red y que

todos ellos son importantes para la operación de la misma, es de vital consideración que el

modelo tenga la relación más estrecha posible entre lo que se encuentra en el terreno y en

el dibujo; por lo tanto se debe identificar cada uno tan claramente cómo se pueda haciendo

que este elemento sea único, se recomienda para la numeración la que se usó para el



levantamiento de la red, aunque está se puede modificar haciéndola más explícita y clara

mediante la marcación alfanumérica lo hará único y si se encontrase inconsistencias será

sencillos hacer los cambios claros sin alterar lo que se encuentra en campo. Aunque las

convenciones de los nombres de los atributos están a disposición del dibujante, se

recomienda que se usen una serie de prefijos, sufijos, números y textos; en general las

etiquetas deben ser lo más breve posible para evitar que el dibujo se convierta en algo

engorroso para lo cual solo se debe incluir la información suficiente para identificar el

elemento dentro del plano.

Figura 42. En la figura se observa la unión de nodos con conexiones, los nodos son algunos atributos de la red, mientras

que las líneas son las tuberías de conducción. Se observa que en la parte izquierda las tuberías se encuentran nombradas

por el año de instalación más no por algo que la identifique claramente como lo sería la posición; por otro lado en la parte

derecha se encuentra un ejemplo de debería hacerse la clasificación de las tuberías.

Los elementos de dibujo que son conectores que representan las tuberías, también deben

tener una identificación clara la cual no se recomienda que las tuberías no se enumeren al

azar; por lo tanto se debe hacer una enumeración que puede iniciarse de la fuente de

suministro de agua y así sucesivamente a lo largo de toda la red de distribución. Para tener

un buen dibujo como resultado final se puede seguir el ejemplo anterior ya que contiene

alguna información necesaria.

Unos de los requisitos más importantes para obtener una representación fidedigna de lo

que se encuentra en campo y que se deben tener en cuenta para la elaboración del dibujo

de la red de distribución de agua potable, son los elementos que la componen, pero no solo

los elementos sino, la forma de cómo se encuentran interconectados en red. Si se adelanta



un dibujo de una red de distribución de agua potable y este no representa fielmente lo

encontrado en campo, entonces el dibujo no servirá de mucho por lo cual no representa lo

que sucede en realidad en la red, por ejemplo cuando en el dibujo se conectan dos nodos

que realmente no se encuentran unidos en la realidad.

El hecho de que la red pareciese cruzarse en un plano, esto no significa que necesariamente

exista una conexión hidráulica en ese lugar; por lo tanto el digitador o dibujante se debe

referir directamente a las ubicaciones y localizaciones logradas por el personal de campo

mediante los equipos de búsqueda con lo es el georradar, radiestesia, apiques, etc.,

haciendo así que la información encontrada en campo sea consecuente con la que se

registrará en el plano. Es posible que en algunos casos las tuberías tengan un cruzamiento

sobrepuesto lo que indica que una tubería se encuentra por encima de otra, lo cual hace

que la red sea distorsionada en el dibujo lo cual sería una falta gravísima en el catastro, se

recomienda revisar la documentación obtenida de campo para cada caso en donde las

tuberías se cruzan y si no se encontrase algún información referente se debe dar aviso al

equipo de campo para hacer una nueva investigación al sitio en cuestión. Cuando las

tuberías tienen algún tipo de conexión adicional como una derivación o la colocación de

tuberías en serie se debe registrar de manera clara en el dibujo, ya que de esto dependerá

la precisión del plano y el trabajo del catastro de acueducto.

Figura 42. Se observan en la figura la distinción de los cruces que se pueden encontrar en un dibujo de la red de


Aunque los planos y los dibujos que se realizan normalmente también suelen tener

conexiones completas como las mostradas en la gráfica anterior, cuando se realiza este tipo

de cruce no siempre quedan realizados de la manera correcta en el dibujo CAD. Los dibujos

tipo CAD tienen las característica de no ser sino solo dibujos, y no estar condicionados para

la posterior elaboración de un modelo hidráulico el cual debe estar en perfectas condiciones

de dibujo; el problema general que a menudo se comete en el CAD es que los nodos no son

correctamente conectados o simplemente no son conectados, pero que a simple vista si lo

pareciesen, realmente este es un error de escala, ya que a una gran escala no se perciben



errores de conexión entre elementos lo que se recomienda es que el dibujo CAD se maneje

a escalas donde se puedan percibir estos tipos de errores y que las líneas realmente se unan

con los nodos.

Figura 43. Errores comunes que se pueden cometer cuando se realizan los empalmes con las líneas conectoras.

Los atributos que se asignen al dibujo de la red de distribución deben ser agregados como

dibujo tipo bloque, ya que son dispositivos o atributos que se encuentran son representados

como objetos puntuales siendo consecuentes con la tabla de objetos anterior que integran

la red; es así que como para cada elemento se debe asignar un bloque que represente el

tipo de accesorio que es, de la misma forma esto contribuirá a la presentación del plano

definitivo.

Figura 44. La importancia de realizar los bloques que al mismo tiempo representen las convenciones que se deben

encontrar en dibujos o plano, estos deben ser consecuentes con los que los contratantes asignen.



La terminación del trabajo de campo y post-procesamiento da fin al proceso de captura de

datos, sino se encuentran inconsistencias al momento de dibujar lo encontrado en campo

quedará el modelo preliminar de la red de distribución de acueducto en formato CAD, para

lo cual será la base para implementar los sistema de información geográfica.

Figura 45. Modelo definitivo obtenido del catastro de acueducto por medio de AutoCad. Cortesía de CONSTRUSAN

INGENIEROS CIVILES LTDA.

7.8. Generación de shapes para subir la red al SIG partiendo del CAD

Para la implementación del sistema de información geográfica es indispensable crear la base

para la alimentación de los datos del sistema; como ya se generó una basé informática

bastante completa por medio de la herramienta de dibujo CAD, se hace necesario que esta

información sea exportada a las herramientas SIG, para no perder y agilizar el proceso de

constitución de sistema de información. Es por esto que en la actualidad las empresas que

desarrollan el software para la base CAD y SIG, tienen la opción de hacer un traslado de

información de un programa a otro con relativa facilidad haciendo más amigable para el

usuario la utilización de estas dos poderosas herramientas. Por su parte cada herramienta



tiene fines últimos que no coinciden entre ellas, pero con las opciones de exportar

información de un lenguaje a otro la implementación de los sistemas de información

geográfica ha venido en aumento.

El proceso de implementación de los shapefiles que requiere el sistema de información

geográfica procedente de la herramienta de dibujo CAD es relativamente sencillo, si

previamente el dibujo o plano según la clase de atributo tuviese una capa que lo

diferenciase de las otras capas existentes o de los demás atributos. Es así como se podrían

crear los archivos necesarios para la creación del sistema de información.

El proceso que se debe seguir cuando se obtiene terminado el plano con las características

necesarias para la exportación es el siguiente:

Se debe tener el archivo definitivo del resultado del proceso de dibujo por medio de la

herramienta CAD; este archivo deberá contener una extensión .DWG la cual es

característica de un archivo de este tipo. Se recomienda trabajar con una copia de

seguridad ya que si sucediera algún problema con la exportación esté archivo podría

sufrir algún tipo de daño; también se recomienda que el archivo tenga una marcación

como la siguiente: CATASTRO_CAD_FINAL.DWG. Este archivo se deberá guardar como

copia en la carpeta madre del programa tipo SIG (la carpeta madre del programa por lo

general será c:\Arc\GIS\ CATASTRO_CAD_FINAL.dwg). Por lo general se utiliza la

herramienta computacional ArcMap para la realización de este tipo de exportaciones.

Luego de haber guardado una copia del dibujo de CAD se procede a abrir el programa

ArcMap. Desde allí se debe adicionar el dibujo al programa por medio del comando add

frame y posteriormente seleccionando el elemento que se quiere adicionar para la

importación. Si el archivo que su quiere exportar tuviese una sola capa se tendría que

hacer este proceso que se describe a continuación solo una vez. Pero como el archivo

tendrá muchas más se tiene que hacer el procedimiento como cuantas capas se tengan.

EL archivo CAD por defecto combina todas las capas del documento, anotaciones,

comentarios, etc.

Cuando se tenga la ventana de las capas que se quieren adicionar, allí se hace doble clic

para observar las propiedades de la capas, de allí se selecciona las características que se

quieren exportar de las capas y elementos para que se queden en la base SIG. Se

procede a adicionar la capa con las características deseadas para el SIG.



Se hace indispensable que para cada capa se realice el mismo proceso y así poder

utilizar la información que se realizo en CAD y sea de utilidad para la nueva base SIG.

Se recomienda ingresar a la dirección web http://gispathway.com, en donde se enuncia este

proceso y otros más asociados a la utilización del SIG. Adicionalmente en el presente

documento se adiciona un video con las explicaciones necesarias para realizar la

exportación.

7.9. Validación de la red de Acueducto procesada y almacenada

La manera en que se debe realizar la validación de la red de acueducto que tuvo el proceso

de planeación, levantamiento, búsqueda de atributos, captura de información de los

atributos, trabajo en oficina de dibujo y posterior implementación en los sistemas de

información geográfica, es mediante uno de los programas que se utilizan para la

modelación hidráulica de la red de distribución de agua potable; para la explicación se hará

uso del programa Epanet 2.0, pero se podría adelantar con cualquiera de los software

existentes.

Como fue explicado con anterioridad el programa Epanet es una versión de modelación

hidráulica gratuita, por lo tanto muchos de sus aplicaciones adicionales lo son también, en la

red se puede adquirir algunos programas para hacer varias exportaciones para que

funcionen los archivos en el programa Epanet. Del resultado del catastro se tiene

información en base CAD y SIG, de las cuales se podría extraer la información, como se

explicó para la exportación del CAD para el SIG, en este punto se hará del CAD al Epanet. Si

fuese una actualización de la red por medio del SIG también se podría hacer la exportación

de SIG a Epanet.

En la red existe un software que permite la exportación de una manera muy sencilla la cual

se llama EpaCAD; esta herramienta lo único que hace es traducir la información de CAD a

Epanet, la única restricción que el programa tiene es que el archivo CAD de estar

identificado con la extensión .DXF; se recomienda que el archivo que se procese por medio

del programa sea una copia del archivo original y tenga la siguiente extensión

CATASTRO_CAD_FINAL.DXF.



Figura 46. Interface que utiliza el programa de exportación de CAD a Epanet. Como se muestra en la imagen el archivo que

será exportado deberá tener extensión .DXF para poder ser procesado por el programa.

De esta manera se obtiene un archivo que podrá ejecutarse en Epanet con el fin de cargar la

red de distribución de agua potable y poder hacer un modelo básico con el propósito de

identificar las falencias que aún permanecen en el dibujo y que el Epanet es estricto con las

uniones de los conectores a los nodos.



8. Presentación de resultados del levantamiento de catastro de acueducto

La presentación de los resultados del trabajo de levantamiento del catastro de acueducto es

bastante sencilla si se cuenta con los elementos en base CAD y SIG, ya que es allí donde

reposa la información del proyecto. Para realizar una explicación técnica se recomienda el

uso del CAD, ya que es allí donde se consigna con detallo los elementos técnicos, pero si se

desea hacer alguna presentación general se recomienda usar la base SIG ya que por medio

de esta aplicación se pueden elaborar gráficas mostrando de manera temática el trabajo

realizado.

La idea de la utilización del SIG para la presentación, es mostrar mapas o planos temáticos

que muestren el desempeño y comportamiento de los atributos que componen la red de

distribución; se hace indispensable la elaboración de algunas estadísticas del trabajo

realizado y de la composición de la red, tales como:

Cantidad de accesorios de la red

Tipos de accesorios de la red

Estado de los accesorios de la red

Años de instalación de las tuberías y accesorios

Materiales de las tuberías de la red

Rasante que tiene la tubería

Diámetros de la red

Profundidad media de la tubería

Cantidad de accesorios encontrados

Tipo de búsqueda según accesorio

Estructura especiales levantadas

Tramos en donde no se obtuvieron datos

Tramos de expansión de la red

Tramos a reemplazar por material de tuberías

Dificultades encontradas en la red

Es importante mostrar las estadísticas de los trabajos realizados, mostrar el procedimiento

que se siguió para demostrar la calidad de trabajo que se está presentando; se recomienda

hacer mención de las etapas de planeación, de trabajo en campo, de trabajo en oficina, de

montaje de las redes en los sistemas computacionales, y mostrar las ventajas que se

adquieren por haber adquirido la información tan valiosa sobre la red. También se deben

hacer las recomendaciones técnicas necesarias para hacer que el sistema funcione de

manera óptima, haciendo a su vez recomendaciones para futuras ampliaciones y cambios en

sistema de distribución de agua potable.



9. Conclusiones y Recomendaciones

Los procedimientos expuestos durante todo el documento son solo una guía de

cómo debe realizarse el levantamiento del catastro de acueducto, ya que las

diferentes entidades que requieran de este tipo de trabajo solicitarán un nivel de

detalle parecido o mayor al explicado por este documento.

El presente documento tiene aplicaciones directas a la cotidianidad colombiana; por

lo tanto sería una herramienta fundamental para las entidades que requieren de

este tipo de trabajo exigieran como mínimo los procedimientos expuesto para

contar que se realiza un buen trabajo por parte de los ejecutores del catastro de

acueducto.

Los procesos de medición por medio de la tecnología GPS deben tener el riguroso

procedimiento explicado en el presente documento el cual contempla la planeación

de trabajos de campo, tiempos de medición y post-procesamiento de la información

capturada.

El c

una inversión, ya que de su elaboración surgirán procesos como optimización de la

red mediante la modelación hidráulica la cual es una herramienta altamente

codiciada por los operadores de la red; también mediante el catastro se dispondrán

planes de acción mediante los cuales mejorar la calidad en el suministro, renovación

de redes, renovaciones, operación y control total del suministro.

El trabajo de levantamiento de la red de acueducto es la reunión de un grupo

interdisciplinario de especialistas, los cuales hacen posible el trabajo mediante el

flujo de información que encuentran en el campo y es plasmado en un papel.

Es importante tener en cuenta las dificultades que se presentan para la elaboración

de este tipo de trabajos, debido a su complejidad se hace indispensable una

excelente planeación e investigación previa para que el trabajo se pueda en cursar,

por lo tanto el personal utilizado debe estar altamente capacitado para este trabajo.

Mediante la elaboración del sistema de información geográfica, se demuestra la

herramienta que se adquiere por el desarrollo del catastro, ya que esta permite

hacer actualizaciones en un lapso de tiempo corto causadas por cambios que se

ejecuten en el campo.

Se recomienda que la entidad que presta el servicio de agua potable mantenga

actualizada al día la información de la red, ya que cualquier modificación de esta

puede hacer que la red colapse. También se recomienda que el catastro de

acueducto no queda finalizado con la entrega de por parte las firmas contratistas de

este tipo de trabajo, sino que el catastro va complementándose con el tiempo.



10. Bibliografía

Aquadatos. (2005). Catastro de Acueducto y Alcantarillado de la ciudad de Yopal. Bogotá: Aquadatos.

Bogotá, E. d. (14 de 03 de 2005). Lineamiento para trabajos topográficos NS-30. Bgotoá, D.C,

Cundinamarca, Colombia.

Bogotá, E. d. (1 de Septiembre de 2008). Requisitos para la elaboración y entrega de planos de obra

construida de redes de acueducto y alcantarillado NS-46. Bogotá, D.C, Cundinamarca, Colombia.

Caicedo, B., & Mancera, E. (2000). APLICACIONES DEL GEORADAR DE SUBSUELO EN OBRAS CIVILES.

REVISTA DE INGENIERÍA UNIANDES .

Construsan. (2006). Catastro de Acueducto y Alcantarillado del Municipio de Pasca (Cundinamarca).

Pasca (Cund): Construsan Ingenieros Civiles LTDA.

McGhee, T. J. (1999). Abastecimiento de agua y alcantarillado. Ingeniería Ambiental. Bogotá, D.C:

Mc Graw Hill.

Metalcol. (2009). Linea de fluidos y accesorios. Bogotá D.C: Metalcol.

Min.Desarrollo, & Colombia, R. d. (RAS-2000). REGLAMENTO TÉCNICO DEL SECTOR DE AGUA

POTABLE Y SANEAMIENTO BÁSICO RAS-2000 TITULO B. BOGOTA: Min.Desarrollo.

Saldarriaga, J. (2007). Hidráulica de tuberias. . Bogotá, D.C: Alfaomega-Uniandes.

UNESCO. (2007). Data requirements for integrated urban water management (Vol. 1). Paris, France:

Taylor & Francis.

Unicef, M. B. (2002). Catastro de Redes Acueducto - Alcantarillado - Aseo. Bogotá: Quebecor World

Bogotá S.A.

Walski, T. M. (2001). Water Distribution Modeling. Waterbury, CT: Haestad Press.



11. Anexo1



12. Anexo 2

El anexo 2 corresponde al disco compacto en formato DVD el cual contiene la siguiente información:

Normatividad Colombiana vigente. Esta carpeta se integra por la normatividad de la

Empresa de Acueducto y Alcantarillado (EAAB), y de la Empresas Publicas de Medellín

(EPM), y corresponde a normatividad actual que cada empresa contiene en sus

procedimientos en cuestión de calidad.

Documentación. La carpeta Documentación contiene los artículos investigados durante la

elaboración de este documento.

Aplicación de los Catastro Realizados. La carpeta de Catastros realizados, son dos ejemplos

que dos empresas colombianas facilitaron para la consolidación de este trabajo de grado;

de antemano el agradecimiento a Construsan Ingenieros Civiles y Aquadatos, por su

colaboración.

Aplicaciones Informáticas. En la carpeta aplicaciones se encuentra los programas

necesarios para la transformación de coordenadas, transformación de formatos y un video

que describe el proceso de procesamiento de los datos.

proyecto de grado iciv20092039 - uniandes

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