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Sistemas de Abastecimiento de Agua

 

Fuentes de Agua

 

Recordando lo visto al tratar el ciclo hidrológico del agua, de acuerdo a la forma en que se encuentra en la naturaleza, las distintas fuentes de provisión de agua, son las siguientes:

 

  1. Aguas Meteóricas
  2. Aguas Superficiales
  3. Aguas Sub-Álveas
  4. Aguas Subterráneas

 

El agua proveniente de estas fuentes puedan ser naturalmente potables, y otras necesitan un tratamiento correcto previo a su entrega al consumo.

La selección de la fuente de provisión constituye tarea fundamental de la que ha de depender la seguridad del servicio que se preste. Deben balancearse cuidadosamente dos aspectos: sanitario y económico, de manera de elegir una fuente que nos asegure la provisión de agua en cantidad y calidad necesaria, y al mismo tiempo nos permita la máxima economía de construcción y posterior operación y mantenimiento de servicio.

Con este enfoque, se puede establecer un orden de carácter orientador en la elección de la fuente de agua:

 

  1. Agua naturalmente potable y conducción por gravedad
  2. Agua naturalmente potable con toma y conducción por bombeo
  3. Tratamiento del agua y conducción por gravedad
  4. Tratamiento del agua con toma y conducción por bombero

 

Cuando existan varias alternativas conviene hacer un estudio de todas, desarrollándolas hasta la etapa de anteproyecto con estimación de los gastos de explotación para poder elegir la solución mas conveniente.

Haremos ahora una descripción de los distintos tipos de fuentes, las características que proveen la calidad y sus posibilidades de aplicación.

 

  1. Aguas meteóricas:
  2.  

    Para el caso de comunidades rurales o pequeñas poblaciones aparece como posible fuente de provisión la captación de aguas de lluvia, la que debe ser recogida sobre el terreno preparado adecuadamente. En cuanto a la calidad de esta agua podemos mencionar que tienen sólidos disueltos en baja cantidad, muy baja turbiedad; por su composición química se consideran de baja alcalinidad y dureza, y a su vez de alto contenido de CO2 (las aguas de lluvia al caer disuelven el CO2 de la atmósfera). Esto se corrige mediante el agregado de cal, Para este tipo de tratamiento es conveniente no utilizar cañerías de plomo por la agresividad de las aguas.

     

  3. Aguas superficiales:
  4.  

    Se denominan así a las aguas provenientes de los ríos, arroyos, lagos, etc. En nuestro país las aguas superficiales proveen a más del 70 % de la población servida. Son en general aguas turbias y con color, y además, por ser superficiales están sujetas a contaminarse. Por estas causas exigen tratamiento potabilizador, incluido desinfección previa a su entrega al consumo.

     

  5. Aguas Sub-alveas:
  6.  

    Son las aguas que corren por el subálveo del rió. Se captan en general mediante pozos filtrantes o galerías filtrantes. Son en general aguas de muy buena calidad ya que han sufrido un proceso natural de filtración. El costo de las obras para utilización de esta agua es algo elevado.

     

  7. Aguas Subterráneas:

 

Son las aguas que se encuentran en el subsuelo. Podemos distinguir 3 tipos de fuentes subterráneas distintas según la posición del agua en el suelo.

 

4-a) Aguas subterráneas profundas:

 

Las aguas subterráneas profundas captadas mediante pozos semisurgentes dan por lo general aguas potables y han sido utilizadas exitosamente en muchas zonas del país, ocupando el segundo lugar en número de habitantes servidos y el primero en numero de localidades servidas.

Las aguas subterráneas carecen habitualmente de turbiedad y color, pero en algunos casos de aguas subterráneas ferruginosas, estas se colorean a poco de extraerlas por oxidación de compuestos ferrosos contenidos en las mismas y requieren tratamiento corrector previo a su entrega al consumo. También es necesario tratamiento corrector cuando de trata de aguas con dureza muy elevada.

En otros casos pueden contener exceso de sólidos disueltos (elevada mineralización), cloruros, sulfatos, etc, o bien algunos elementos tóxicos como el arsénico, el vanadio o el fluor en alta concentración resultando por esta causa inadecuada su utilización como fuente de provisión.

 

4-b) Aguas freáticas o de primera napa:

 

Pueden utilizarse cuando constituyen la única fuente económicamente utilizable. Su nivel oscila bastante y está directamente influenciado por el régimen de lluvias. Su calidad es variable y aunque física y químicamente sea aceptable existe siempre el peligro de contaminación microbiológica. Por ello de resolverse su utilización habrás que hacerlo mediante pozos excavados o perforados a los que se deberá protegerlos adecuadamente contra la contaminación superficial, manteniendo estricto control bacteriológico del agua de consumo.

 

4-c) Manantiales:

 

Pueden constituir una solución para el caso de pequeñas localidades rurales, siempre que tengan caudal suficiente y calidad adecuada. La captación debe estar adecuadamente protegida.

El manantial será tanto más seguro como cuanto menos variable sea su caudal, influenciado este por el régimen de lluvias y menos alterable sea la calidad del agua.

 

Componentes de un sistema de Abastecimiento:

 

La enumeración de los componentes de un sistema de abastecimiento de agua guarda relación con los procesos de potabilización necesarios a realizar al agua antes de la entrega al consumo. Hemos estudiado anteriormente las distintas fuentes de provisión y las características físicas y químicas que pueden presentar las aguas captadas en esas fuentes. Las aguas provenientes de fuentes subterráneas profundas y de galerías filtrantes no necesitan ningún procedimiento de purificación, siempre que el agua sea química y microbiológicamente apropiados. En estos casos solo se recomienda el tratamiento con cloro para resguardarlas de cualquier contaminación accidental en la red de distribución.

En cambio, las aguas provenientes de fuentes superficiales no presentan condiciones físicas ni microbiológicas adecuadas. Por lo tanto es necesario proceder a su corrección antes de su consumo.

La enumeración de los componentes que haremos a continuación se refiere a la utilización de un agua superficial, indicando en cada caso la finalidad que tiene cada uno de los componentes.

 

  1. Obras de Captación ó de Toma
  2.  

    Son las obras necesarias para captar el agua de la fuente a utilizar y pueden hacerse por gravedad, aprovechando la diferencia de nivel del terreno o por impulsión (bombas). Las dimensiones y características de las obras de toma deben permitir la captación de los caudales necesarios para un suministro seguro a la población. Más adelante veremos los distintos tipos de obras de toma para cada una de las fuentes descriptas.

     

  3. Obras de Conducción
  4.  

    Tienen por finalidad transportar el agua captada en las tomas hasta la planta de tratamiento, o desde la planta hasta la ciudad para su distribución. La obra de conducción puede ser un cana abierto o por conducto cerrado. Si se transporta agua sin tratar la conducción puede ser a canal abierto. En cambio si se conduce agua tratada siempre debe hacerse por conducto cerrado, para de esta forma preservarla de la contaminación.

     

  5. Planta de Tratamiento
  6.  

    Cuando se utilizan las fuentes superficiales como ríos, lagos, arroyos, el agua requiere un procedimiento de corrección para la eliminación de turbiedad, es decir, la eliminación de materiales en suspensión finamente divididos que no asientan fácilmente, acompañados de materias orgánicas coloidales o disueltas que le dan color al agua natural. Para ello es necesario el agregado de un coagulante químico para el aglutinamiento de las pequeñas partículas que se realizan en estanques llamados floculadores. Luego sigue el proceso de decantación de las partículas aglutinadas que se realizan precisamente en piletas llamadas decantadores o sedimentadores. Continúa el proceso con la etapa de filtración a través de un manto de arena y por ultimo el tratamiento de desinfección con gas cloro.

     

  7. Obras de distribución

 

Las obras de distribución la componen el conjunto de cañerías que posibilitan que el agua ya potabilizada sea entregada a los usuarios en la puerta de sus viviendas.

Constan en general de un tanque de distribución (puede no haberlo) que alimenta una red de cañerías de mayor diámetro o encastres, a las cuales se empalman cañerías de menos diámetro o distribuidoras, desde las cuales salen las conexiones domiciliarias.

Desarrollaremos en detalle lo que resta de esta unidad y en las siguientes las distintas componentes de un sistema de abastecimiento de agua.

 

  1. Obras de Captación ó de Toma

 

I-a) Captación de aguas de lluvia:

 

Podemos dividir las obras de captación de aguas de lluvia en dos tipos: las utilizadas para un servicio público y las que se utilizan para un sistema individual (se diferencian ambas solamente por el número de usuarios a satisfacer).

I-a1) Captación para un servicio público: es un tipo de captación que ha tenido aplicación en el país en las localidades del Chaco. Avia Zerai (2200 habitantes), Campo Largo (1800 habitantes), Corzuela (2200 habitantes).

Para estos sistemas se prepara sobre el terreno plateas impermeables que reciben el agua de lluvia y de allí se conducen a una represa (Fig. 1). El agua acumulada es sometida a un proceso de filtración y cloración guardándose en reservas de capacidad adecuada. La superficie de captación de las aguas de lluvia es principalmente función de la precipitación, su distribución en el tiempo y el número de habitantes a servir.

Curva de lluvias aprovechables: (Fig. 2)

Los primeros 5 mm de lluvia se mandan al desagüe, se pierden en el lavado de la platea, Como la apertura de los componentes para poner el sistema en condiciones de recibir la lluvia en la práctica se desperdician las precipitaciones menores de 10 mm. Con los registros de lluvias que deben abarcar el mayor número de años posible y con los valores que se estiman aprovechables de cada una de ellas, se construye la curva de lluvias acumuladas 1. Para trazar la curva de consumo acumulado debemos conocer la población a abastecer y el consumo unitario o dotación (curva Nº 2). El valor final (en el ejemplo 25600 m3) representa el volumen consumido al final del periodo de estudio. La ordenada final de la curva Nº 1 nos da el total de lluvias aprovechables.

Cálculo de la capacidad de plateas:

Dividiendo el consumo total por el total de lluvias acumuladas tendremos la superficie mínima de plateas.

 

Sup. Plateas (m2) = Vconsumido (m3)

 


Lluvias acum. (m)

 

Cálculo de la capacidad de reservas:

Multiplicando las ordenadas de la curva 1 por la superficie de platea, obtendremos la curva 1` de volúmenes aprovechables. Trasladando la curva 2 en forma paralela (2`) hasta que sea tangente a la curva 1` tendremos que la máxima ordenada nos da el volumen de reserva necesario.

Capacidad de las represas:

La capacidad de las represas debe ser suficiente para almacenar el agua de la máxima lluvia registrada.

 

Vrepresa = Sup. Platea x Lluvia máxima

 

Por último, la superficie filtrante necesaria depende del tiempo en que se debe evacuar el volumen retenido en las represas. Conviene que no exceda de una semana.

 

I-a2) Captación Individual: se realiza recogiendo el agua de lluvia que cae en las techos de las viviendas. En general se deja escurrir las primeras aguas que llevan la suciedad acumulada en los techos. Con este sistema se satisface las necesidades básicas del consumo (bebida, preparación de alimentos, lavado de vajillas, etc). El agua se acumula en una cisterna de alrededor de 20 litros/ pers.xdía y con un tiempo de almacenaje de 2 a 3 meses. La Fig. 3. muestra una cisterna con filtro de arena.

 

I-b) Captación de aguas Subálveas:

 

I-b1) Galerías filtrantes: son pozos horizontales dotados de una cierta pendiente que recogen agua en toda su longitud. Son una forma simple de obtener agua filtrada. Para que el proceso de filtrado sea completo las galerías deben construirse por lo menos a 15 m de la orilla del río o lago. Para su construcción se abre una zanja en las capas de arenas acuíferas y luego se recoge el agua mediante una tubería perforada con pendiente hacia un pozo central donde se bombea. La longitud de la zanja es función de la cantidad de agua necesaria y de las dimensiones del acuífero. Alrededor de la tubería colocada se ubican cantos rodados de 12 a 25 mm. El resto de la capa filtrante se formará con arena y grava granulada. El espesor del filtro debe ser de 30 cm a 40 cm desde la tubería hacia fuera. (Fig. 4)

La descripta es la forma más sencilla. Otra forma es con drenes dentro del lecho fluvial (Fig. 5). Los drenes se forman con medio caño de 30 cm de diámetro con orificios apoyados sobre base de hormigón.

Cuando se trata de captar mayores caudales se construye una verdadera galería de mampostería u hormigón poroso. La longitud de la zanja en función de la cantidad de agua necesaria y de las dimensiones del acuífero. Se determina el rendimiento mediante ensayos de bombeo. Una vez terminada se debe verificar el nivel de la napa. Durante la construcción es necesario generalmente entibar la excavación y achicar el agua de la zanja. Un ejemplo de una galería de este tipo (de gran caudal) lo constituye la que alimenta el acueducto Villa María-San Francisco (Córdoba) de 166 Km. de 600 mm de diámetro y de un caudal de 162 l/seg. La obra está compuesta de áreas de mampostería apoyados en vigas de fundación convenientes. Las áreas están rellenados con ladrillos premoldeados con ranuras que forman la pared filtrante. La longitud de la galería es de 300 mm (Fig. 6).

 

I-b2) Pozos filtrantes: es otra forma de aprovechar las aguas subálveas. Consisten en pozos excavados en la orilla de los ríos en las arenas acuíferas, generalmente son de gran diámetro. Pueden ser de 2 tipos: a) pozo colector con perforaciones radiales (Fig. 7) y b) pozo filtrante completo (filtración lateral y por el fondo (Fig. 8).

 

I-c) Captación de aguas subterráneas:

 

I-c1) Pozos: se clasifican en primera instancia en profundos y poco profundos. Los primeros son pozos perforados y los segundos son excavados.

 

  1. Pozos Perforados: la perforación se puede ejecutar por dos métodos: 1) percusión y 2) rotativo. La elección del método depende de ciertos factores:
    • Diámetro del pozo
    • Profundidad del pozo
    • Características geológicas a atravesar
      1. Método de percusión: se basa en la acción desmenuzadora de un trépano, herramienta de forma puntiaguda que alternativa se levanta y se deja caer. El material desmenuzado se extrae en forma de los con una herramienta llamada cuchara. El método se aplica en zonas formadas por gravas y canto rodado, de estructura geológica muy quebrada.
      2. Método rotativo: consiste en una serie de herramientas rotativas que van cortando y desmenuzando las formaciones en pequeñas partículas que son removidas por la circulación de un líquido que constituye la inyección, el cual es bombeado a través de las barras que acciona el trépano. Este es el método rotativo directo. En el rotativo inverso el líquido se inyecta por la perforación y luego es aspirado pasando por la barra. El método rotativo tiene la ventaja de mayor velocidad de penetración y es aplicable cuando se trabaja en formaciones sedimentarias o rocas compactas.

 

Diseño de pozos perforados:

 

El diseño de la captación debe cumplir ciertos requisitos de carácter técnico, a saber:

  1. Protección: se deberá proteger el pozo de toda fuente de contaminación; por otra parte, no puede quedar abertura alguna en su revestimiento. Para cumplir con este requisito es necesario ubicar el pozo los más alto posible en el terreno, cuidando que su cota se encuentre por arriba de cualquier fuente de contaminación. Además la distancia mínima con respecto a una posible fuente de contaminación subterránea será función de las características de las formaciones geológicas. Esta distancia no será menor de 100 m cuando el terreno favorezca el proceso de filtración. En el caso de que las formaciones estén constituidas por grava, calizas, rocas fracturadas, esta distancia debe triplicarse por lo menos.
  2. Revestimiento: los pozos deberán estar provistos de un revestimiento o cañería de entubación que le proporcione la hermeticidad necesaria. De acuerdo a las distintas formaciones que se deban atravesar y según que los terrenos sean o no consolidados surgirá una gran variedad de revestimiento. En todos los casos se debe tener la precaución que el entubado del pozo sobresalga como mínimo 25 cm del piso de la canilla de bombeo. El material del entubamiento es en general de acero. Si el agua es corrosiva se puede instalar acero de mayor espesor o acero inoxidable, también plásticos y AºCº. La cementación de los pozos se realiza con el fin de sellar el espacio entre la cañería de aislación o entubado y la pared del pozo. Evita la entrada de agua externa a la napa a explotar. La cementación se hace con una lechada de cemento.
  3. Selección del diámetro del pozo: la sección del pozo puede ser constante desde su parte superior hasta la inferior o puede ser variable. El diámetro del pozo depende de las dimensiones de la bomba y del caudal a extraer. En la siguiente tabla se indican los diámetros recomendados del entubamiento y las dimensiones de la bomba.
  4.  

    Detalle

    Caudal de bombeo (l/seg)

    Diámetro entubamiento(mm)

    Diámetro nominal bomba(mm)

    Hasta 10

    150

    100

    Hasta 15

    200

    125

    Hasta 25

    250

    150

    Hasta 40

    300

    200

     

  5. Caños filtros: es una de las partes más importantes de un pozo. Son generalmente de una aleación resistente a la corrosión, como por ejemplo, acero inoxidable. En la generalidad de los casos es conveniente efectuar un prefiltro de gravilla entre el acuífero y el tubo filtro cuyas características así como las del filtro dependen de la granulometría de la formación geológica (esta operación se denomina "desarrollo del pozo"). La longitud y diámetro del tubo filtro será tal que esté de acuerdo con la formación geológica del acuífero y que la velocidad del agua a través de las aberturas no exceda de 3 cm/seg.

 

Fórmulas de equilibrio:

 

El bombeo de un pozo produce un cono de depresión cuyo eje central lo constituye la perforación. La depresión tiene dos componentes.

  1. La que produce la resistencia encontrada por el agua en la formación que la contiene, o sea, la pérdida de carga, que es proporcional al caudal.
  2. La producida en la entrada del pozo y dentro del mismo, lo que depende de las condiciones de construcción es aproximadamente proporcional al cuadrado del caudal. En las ecuaciones de equilibrio se da por sentado que existe un estado de equilibrio en la curva de presiones provocada por el bombeo de un caudal Q, o sea, que una vez llegado a estos valores de la curva, esta se mantiene independientemente del tiempo. Vamos a distinguir dos situaciones diferentes:

b-1) Acuífero no confinado (libre o freático) Fig. 9.

 

 

b-2) Acuífero confinado (Fig. 10)

 

 

T = coeficiente de transmisibilidad (m3/díaxm) es el caudal que filtra a través de una faja vertical de terreno de ancho unitario y altura igual a la del manto filtrante (b) bajo un gradiente hidráulico unitario. T = k . b

K: coeficiente de permeabilidad: es la cantidad de agua en m3/día que pasa a través de una sección de 1 m2 de acuífero perpendicular al flujo bajo un gradiente hidráulico igual a 1.

 

  1. Pozos Excavados: los pozos excavados (Fig. 11) se constituyen y explotan para la

captación de aguas poco profundas. En general para aguas en primera napa los canales son pequeños. Los pozos deben ser revestidos. Los revestimientos pueden ser de ladrillos, piedras u hormigón. En la parte inferior del revestimiento se harán orificios apropiados para facilitar la entrada de agua. En la parte superior debe hacer hacerse un rellenado de hormigón como protección de cualquier contaminación. Los pozos son circulares, se construyen a pala o en algunos casos con equipo mecánico como cucharas del tipo almeja. Si el terreno no es consistente se deberán utilizar entibados. El revestimiento debe fundarse en terreno resistente. Si el terreno es muy desmoronable se recurre a pozos hincados. Se construyen por medio de un anillos de hinca y el revestimiento se va haciendo a medida que avanza la excavación. El descenso se consigue por el propio peso del anillo a medida que se va excavando.

Para el diseño de los pozos se debe considerar los siguientes puntos:

  1. Ubicación: se deben tener en cuenta las recomendaciones dadas para los pozos profundos.
  2. Profundidad: se debe hacer ensayos de bomba en pozos de prueba para hallar el caudal que rinde el pozo para esa profundidad, es decir, el descenso de la napa se ha estabilizado. De acuerdo a las necesidades el pozo de prueba puede profundizarse hasta obtener el caudal requerido.
  3. Diámetro: en general el diámetro del pozo tiene muy poca relación o influencia sobre el rendimiento del mismo. Si bien el caudal que se puede extraer de un pozo de diámetro pequeño es prácticamente igual a uno de mayor diámetro, el descenso de nivel en el más pequeño es mayor, y por lo tanto la velocidad de entrada al pozo es mayor ( puede haber arrastre de arena). En general, el diámetro de los pozos excavados puede oscilar entre 1,25 a 1,50 m.

 

I-d) Captación de aguas superficiales:

 

Son consideradas con esta denominación las aguas de los ríos, lagos y arroyos. Los aspectos fundamentales de este tipo de captación son la elección del tipo de toma a construir y la ubicación de la misma. En general las obras de toma deben satisfacer las siguientes exigencias básicas:

  1. Responder en todo momento a las situaciones cambiantes del curso de agua
  2. Tener una estructura adaptada al choque de la corriente líquida, al impacto de las embarcaciones, de objetos flotantes y material de arrastre.
  3. No deben causar estanques ni grandes erosiones en el curso de agua.
  4. La navegación no debe ser interferida.
  5. En cualquier condición del río debe permitir captar el caudal de cálculo.
  6. Debe ser estable al volcamiento, dotación y socavaciones.

 

En el proyecto de la obra de toma debemos tener la precaución de tomar el agua de los niveles superiores. Además debe protegerse el ingreso de agua con rejas u otros dispositivos para evitar el ingreso de cuerpos gruesos. La velocidad de ingreso del agua debe ser menor de 0,2 m/seg.

 

Tipos de toma:

En cuanto a los tipos de obras de toma podemos hacer la siguiente clasificación.

 

a) Conducto a cámara de aspiración (Fig. 12)

1º) Torre de toma

b) Conducto a bomba (Fig. 13)

 

 

a) Con muelle de sustentación (Fig. 14)

2º) Con muelle b) Con conducto a bomba (Fig. 15)

c) Con bomba en cabecera (Fig. 16)

 

 

3º) Con muro nivelador (Fig. 17)

 

4º) Sin muro nivelador (Fig. 18)

 

5º) En embalse (Fig. 19)

 

Cuando debemos proyectar obra de toma para pequeños cursos de montaña las más convenientes son las indicadas en 3º) y 4º).

La primera (con muro nivelador) consiste en un muro transversal a la corriente que deriva el flujo de agua, forzándola a pasar sobre la reja que cubre la parte superior de un canal con pendiente hacia una de las márgenes. La altura del muro no sobrepasa el metro contando desde el lecho del río.

El segundo tipo sin muro nivelador consiste en un simple canal transversal al río con pendiente hacia una de las márgenes, donde está ubicada la boca de toma protegida con una reja.

Para estos tipos de obra, dado el material de arrastre del río, es muy conveniente la construcción del desarenador en conjunto con la toma.

En ríos anchos o de llanura las obras transversales son prohibitivas. Son aconsejables entonces las obras laterales, como las indicadas en 1º), 2º) y 3º). La adopción de una u otra dependerá de las características del curso y la configuración de las márgenes. Para el caso de las tomas donde el conducto está conectado a la bomba es muy conveniente mantener las bombas permanentemente cebadas. Para esto deberán ubicarse por debajo del mínimo nivel del río.

 

I-e) Captación de Manantiales:

 

Los manantiales son aguas subterráneas que afloran a la superficie en forma de lugares húmedos. Se puede originar por aguas descendentes o aguas ascendentes. En el primer caso el agua corre sobre un estrato impermeable inclinado, hasta que alguna depresión hace que el estrato quede al descubierto, dando lugar al manantial. En el segundo caso el agua confinada entre dos estratos impermeables asciende a presión hasta la superficie por alguna grieta o falla del terreno (Fig. 20). En la zona de afloramiento están expuestos a contaminación, por lo que deben ser convenientemente protegidos. En la Fig. 21 se indica el esquema de una cámara de captación típica para el abastecimiento de una pequeña población.

 

  1. Obras de Conducción

 

Desde la toma hasta la planta de tratamiento tendremos el caso de una conducción de agua sin tratar. Durante este trayecto la conducción puede hacerse por conductos cerrados o canales abiertos, dado que la contaminación que pueda adquirir el agua en canales abiertos es corregida en el establecimiento de potabilización. Desde el establecimiento la conducción al centro de consumo o distribución es el caso de agua tratada, y debe hacerse siempre en conductos cerrados. En ambos casos, el transporte del agua se puede realizar por la acción de la gravedad o por bombeo o en forma mixta.

En la Fig. 22 se ha esquematizado el perfil longitudinal de una conducción ejecutada en un terreno accidentado donde se muestran todas las alternativas que se pueden presentar, las que dan lugar a la ejecución de obras puntuales, llamadas también obras de arte. En la primera parte el escurrimiento se produce a gravedad. En la última parte, por la fuerte pendiente del terreno, la conducción funciona a presión. Para no sobrepasar la presión máxima admisible del material del conducto se ha colocado cámaras limitadoras de presión.

Los aspectos a tener en cuenta en el proyecto son los siguientes:

  1. Desnivel existente: puede ser negativo o positivo (bombeo o gravedad), también puede ser mixto. Hay que tener en cuenta la perdida de carga. Además de la perdida en el conducto, tenemos 3 a 4 metros de pérdida en el establecimiento entre la decantación y la filtración. Si colocamos un tanque de reserva tenemos que considerar 2 m más de perdida en la planta. Debemos tener en cuenta que, para las conducciones a gravedad, si colocamos la cañería siguiendo la pendiente del terreno el gradiente hidráulico coincidiría con el del terreno. Si este es de fuerte pendiente la velocidad en el canal puede sobrepasar la velocidad límite.
  2. Distancia: para grandes distancias y terrenos accidentados deben estudiarse varias variantes y adoptar la más económica. Debe tenerse en cuenta que la ruta más corta no es necesariamente la más económica. Para estos casos las obras de arte influyen grandemente en el costo final.
  3. Obras de arte: Las distintas obras de arte de una obra de conducción son:
  4.  

    Caso en que lleva la cañería solamente (Fig. 23)

    3-a) Túneles

    Caso en que funciona como canal revestido (Fig. 24)

     

    Caso en que lleva la cañería solamente (Fig. 25)

    3-b) Puentes

    Caso en que funciona como canal (Fig. 26)

     

     

    3-c) Sifones: a la entrada del sifón se debe colocar una compuerta o válvula que corte el escurrimiento, y también una cámara de acceso para poder efectuar tareas de inspección y limpieza o reparación.

    3-d) Cámaras limitadoras de presión: se colocan para limitar la presión de trabajo del conducto.

    3-e) Órganos de cierre: se colocan para asilar los distintos tramos de la tubería, generalmente son válvulas esclusas o del tipo mariposa.

    3-f) Cámaras de desagüe: se colocan en los puntos bajos para permitir el vaciado y limpieza.

    3-g) Válvulas de aire: se colocan en los puntos altos y sirven para eliminar el aire que se acumula en la cañería cuando se vacía y se vuelve a llenar.

    3-h) Dispositivos antiarietes: en el caso de que la conducción funcione a alta presión por bombeo, puede necesitar de la instalación de estos dispositivos para reducir la sobrepresión que se produce cuando se efectúa el cierre de alguna válvula en un tiempo muy corto, o un cierre brusco. El tiempo de cierre crítico, es decir, el que produce la máxima presión, está dado por la expresión:

     

     

    a: velocidad de propagación de la onda de sobrepresión, que es igual a la velocidad de propagación del sonido en el agua (1410 m/seg)

    L: longitud de la conducción

     

    Debe tratarse que el tiempo de cierre sea mayor que el crítico.

    La máxima sobrepresión es:

    En la que V: velocidad del escurrimiento

    g: aceleración de la gravedad

     

  5. Presiones internas: la presión interna de trabajo de la conducción es importante al momento de elegir el material. Las conducciones se clasifican, según su presión interna en:
  6.  

     

  7. Calidad del agua consumida: las velocidades permisibles están gobernadas por las características del agua conducida y la magnitud de los fenómenos hidráulicos transitorios (golpe de ariete). Para aguas que contienen limo existen límites tanto inferiores como superiores (velocidad mínima: 0,65 a 0,75 m/seg) para prevenir la deposición del limo. La velocidad máxima no deberá causar erosión ni poner en peligro el conducto por golpe de ariete cuando los componentes o válvulas se cierran rápidamente. Se aconseja adaptar como velocidad máxima el valor de 1,2 a 1,8 m/seg.

 

Materiales de las Cañería:

 

Son múltiples los materiales que pueden emplearse, su elección depende en cada caso de los siguientes factores:

  1. presión de trabajo
  2. características del terreno (sustentación y agresividad)
  3. diámetro
  4. costos
  5.  

    de acuerdo a sus materiales pueden clasificarse en:

     

    1. Metálicos
    2.  

      a-1) centrifugados (hasta 600 mm de diámetro

      colado (diámetros mayores a 600 mm

       

       

       

      a-2) Hierro dúctil – idem anterior

      a-3) Acero -

       

    3. Material Cementicio

 

b-1) Hormigón simple (vidriado, comprimido y centrifugado)

b-2) HºAº

b-3) HºAº pretensado

b-4) AºCº

 

C) Plásticas

 

c-1) PVC

c-2) PRFV (poliéster reforzado con fibra de vidrio)

 

Condiciones que deben reunir las conducciones:

 

Son las siguientes:

  1. Resistencia estructural:
  2. 1-a) Presión interna (por la piezométrica y la sobrepresión por golpe de ariete)

    1-b) Presión externa, para cargas externas permanentes y cargas accidentales

    1-c) Golpes (transporte, colocación)

     

  3. Durabilidad: las de AºC, HºFº y Hº el tiempo es ilimitado ( 100 años aproximadamente). Las de acero es de 30 años aproximadamente. Con respecto a otros materiales actualmente en uso aún no se tiene experiencia de su durabilidad.
  4. Impermeabilidad: las cañerías metálicas son estancas, las de Hº pueden perder por absorción del material, igualmente las de AºCº, aunque en menor medida. Todas las cañerías se prueban antes de librarlas al servicio. Las pérdidas tienen que ser menores a las pérdidas admisibles especificadas por el fabricante.
  5. Lisura interior: cuanto más lisas menor pérdida de carga por frotamiento. Las más lisas son las de AºCº, luego las metálicas y luego las de Hº.
  6. Facilidad de transporte y colocación: en los estudios previos para la elección del material a emplear tiene suma importancia estos factores por el costo que representa, sobre todo en zonas de difícil acceso. Hay que considerar la longitud de los caños y el peso. Por ejemplo, los de acero pueden tener de 12 a 15 m de largo y son más livianos que los de HºFº y HºAº que tienen largos de 4 a 5 m.
  7. Resistencia a las corrosión (ver apunte aparte).

 

 




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  Comentarios publicados (41)
Este espacio tiene por objeto un intercambio entre la comunidad de lectores de ingenieroambiental.com, desde aqui puedes evacuar tus dudas y/o publicar opiniones respecto al informe.

Carlos
(25/03/2005)
Muy completo en lo textual. Lástima que no se hayan publiocado las fotos o figuras, que lo harían aún más útil. ¿Me las podrían enviar a mi correo electrónico? Se los agradecería mucho
Claudio
(08/04/2005)
una pregunta como puedo hacer para ver las figura del texto.
me ayudo mucho para el parcial, esta muy bueno.
Carlos
(20/04/2005)
Me gustaria que introducieran imagenes, ya que hace mas amena la lectura, pero en general me parecio completo y muy bien.
gustavo perez varapizuela
(22/07/2005)
como puedo obtener mayor informacion? pertenesco a un comite de agua y tenemos la intencion de construir una galeria de filtracion su articulo fue de gran ayuda
Antonio
(13/08/2005)
Los felicito por proporcionar buena informacion, aunque hicieron falta fotos.
Guillermo Durán
(26/08/2005)
Muy buena la ínformación transmitida, quiero construir aprovechando el agua de lluvia para abastecimiento de inodoros y riego. No conozco casos construídos.
Juan
(16/09/2005)
Muy buena la informacion, Alguien me podria enviar alguna informacion sobre aguas subterraneas? usos, etc ya que estoy haciendo una Tesis para optar por el Titulo de Ingeniero Civil y necesito mucha de esa informacion, Gracias!
al siguiente correo jbarismendy@hotmail.com
martha
(06/10/2005)
podria alguien hacerme el favor de enviar informacion acerca de tanques superficiales tipo de 10.00 m3
José
(13/10/2005)
Necesito hacer un trabajo sobre cómo llega y se distribuye el agua en casas y edificios. Necesito la respuesta antes del 19-10
adriana
(22/11/2005)
por favor necesito el material completo para la plaicacion en areas rurales principalmente de secano
Jorge Rea
(18/04/2006)
por favor necesito saber sobre diseño de red de aa.pp en areas rurales y con pozo profundo
Alvaro Flores
(25/04/2006)
Está muy bueno, pero hacen falta las figuras para entender mejor la teoría.Hay una comunidad de 600 hab a la que deseamos ayudar y el agua lluvia es una buena forma ¿podrían enviarme mas información?
jorge
(07/05/2006)
podrian enviarme este informe a mi e-mail
francis
(10/05/2006)
esta muy bueno el material...espero que sigan publicando mas material de esta calidad
edgar
(17/06/2006)
necesito informacion con respecto a los pozos perforados sus tipos de perforacion, tipos de limpieza
edgar
(17/06/2006)
necesito informacion con respecto a los pozos perforados sus tipos de perforacion, tipos de limpieza
daniel
(30/07/2006)
necesito informacion de floculadores como trabajan y membranas semipermeables, y si hay informacion de osmosis inversa y directa ,proceso.muy bueno el contenido
teresa
(30/09/2006)
me parece una excelente pagina pero necesito despejar una duda, ¿cuales son las tecnologias apropiadas de sistemas de abastecimiento de agua para paises pobres que no utilicen energia y la gente no tenga capacitacion? agradezco su colaboracion hoy mismo
Oscar Alberti
(05/02/2007)
Me interesaría detalles de camara rompecarga para cañería de elevada pendiente entre la toma y el servicio. Muy bueno los artículos
Soledad
(09/03/2007)
Justo lo que necesitaba! sigan publicando informes de estas características.
saludos!
Gabrielaº
(26/06/2007)
muy bueno el artículo, l´stima que no estén las figuras!!!! me lo podría enviar a mi mail particular? GRACIAS!!!
G-kat
(21/02/2008)
Excelente informe. Estoy buscando información sobre pozos y galerías de infiltración, y si alguien sabe cómo puedo obtener los gráficos respectivos (figs. 4 a 7) se los agradecería muchísimo. G-kat, gabi@fullzero.com.ar
Maria
(27/03/2008)
El articulo esta exclente. Existe alguna posibilidad de que me envien las imagenes?
mario
(13/02/2009)
maria mamnani vilcapaza
(25/02/2009)
IDINA
(27/02/2009)
ESTA INFORMACIÒN EN MUY BUENA..... FELICIDADES, ESPERO QUE SIGAN PONIENTO ESTE TIPO DE INFORMACION (GRACIAS)
mauro
(01/03/2009)
esta muy bin
Ivanna
(29/04/2009)
Necesito hacer un informe acerca de la contaminacion del agua
H
(18/08/2009)
Necesito saber el entorno de velocidades de lechada de cal en tuberías (para su dosificación)
maria
(19/08/2009)
tienen imagenes de pozos de agua???
y mas o menos como es este sistema de abastecimiento??
DANIEL
(25/08/2009)
esta super pero estaria mejor si estubiran las imagenes... me podrias facilitar las imagenes gracias...
juan manuel lara zenteno
(17/02/2011)
juan manuel lara zenteno
(17/02/2011)
sera ke me podrian ayudar ando buscando un tema para empezar un protocolo de tesis acerca de sistemas de agua potable en lo ke tendre ke elaborar un texto amplio de dicho tema
MARIO
(15/03/2011)
LA INFORMACION ESTA MUY COMPLETA PERO AL IGUAL QUE LOS DEMAS VISITANTES OPINO QUE LAS IMAGENES REFORZARIAN MUCHO EL TEXTO Y TAMBIEN EL QUE INCLUYERAN LOS SITEMAS DE ABASATECIMIENTO UTILIZADOS EN LA ACTUALIDAD DE MANERA GRAFICA COMO LO SON: EL SISTEMA DIRECTO,POR GRAVEDAD,POR BOMBA(HIDRONEUMATICO), Y MIXTO. CON EL ESQUEMA GENERAL DESCRIBIENDO A GROSO MODO SUS PARTES. GRACIAS Y FELICIDADES
mario
(15/03/2011)
y un favor existe la posibilidad de que me envies las imagenes gracias
Marlene
(22/09/2011)
Me ha sido muy util su publicacion y me sumo al pedido de si me podria enviar las imagenes. Gracias de antemano
ROMEO BALLINAS NUÑEZ
(27/02/2012)
LA INFORMACION PULICADA ES MUY COMPLETA Y ME AYUDO EN MUCHO PARA MI PROYECTO LOS FELICITO Y QUE SIGAN ACTUALISANDO LA INFORMACION EN SU PAGINA Y ENVIEN UN MENSAGE EN MI EMAIL.
Lidice
(07/03/2012)
la información está buena, podrian enviarme el informe a mi correo laurad@cesam.vcl.cu
Gisela
(15/04/2012)
Soy estudiante de Saneamiento ambiental,por lo que me es muy útil el informe;quisiera saber si:¿hay alguna posibilidad de que se anexen los gráficos o de que se me envien?. Desde ya muchas gracias.
Kelly
(22/05/2012)
Me gustaria saber si tienen màs información acerca de galerías filtrantes, lechos de filtración en cuanto a diseño e imágenes.
Gracias.
air jordan shoes
(11/06/2012)
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