1
FACULTAD DE INGENIERÍA
CAPTACIÓN I.-DEFINICIÓN La captación o toma de agua puede variar acorde a su condición donde se encuentre es decir ya sea como manantiales napa freática rio lagos entre otros.
II.-TIPOS DE CAPTACION
2.1.- 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 ene enerr una estructura adaptada al c!o"ue c!o"ue de la corriente lí"uida, al impacto de las embarcaciones, de ob#etos flotantes y material de arrastre. $o deben causar estan"ues ni grandes erosiones en el curso de agua. La navegación no debe ser interferida. En cu cual al"u "uie ierr co cond ndic ició ión n de dell río de debe be pe perm rmititir ir ca capt ptar ar el ca caud udal al de cálculo. %ebe ser estable al volcamiento, dotación y socavaciones.
1
FACULTAD DE INGENIERÍA
2.1.1.- TIPOS DE CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
Se puede colocar la captación en cual"uier punto adecuado en donde se pueda extraer el agua del río en cantidad suficiente. El dise&o de las obras de captación de agua de río debe ser tal "ue se evite el atoro y la socavación. Se debe asegurar la estabilidad de la estructura de captación a'n ba#o condiciones de inundación. En lugares donde el río no transporta pedruscos o cantos rodados "ue puedan da&ar las obras de captación, estas instalaciones aun sin protección pueden ser adecuadas. $()EL *RE+(- +L-
ESTRUCTURA DE UNA CAPTACIÓN DE RÍO
2
El fondo de la estructura de captación debe estar por lo menos m por sobre el lec!o del río para evitar el ingreso de cual"uier pedrusco o cantos rodados. Se puede necesitar un desviador para evitar los desec!os y la materia flotante, tales como troncos y pali/adas. 0ara
1
FACULTAD DE INGENIERÍA
reducir el ingreso de sedimentos y materia suspendida, la velocidad de flu#o a trav1s de la captación debe ser ba#a, preferiblemente inferior a 2. m3seg. 4na captación de río siempre re"uiere profundidad suficiente de agua en el lec!o del río. 0ueda "ue se tenga "ue construir un vertedero sumergido a trav1s del río, aguas aba#o de la captación, para asegurar "ue se dispondrá de la profundidad necesaria de agua, aun en períodos secos. *recuentemente, se necesita de bombeo para la captación del agua de río. Si la variación entre el nivel alto y el nivel ba#o de agua en el río no es mayor a los 5.678 m, se puede usar una bomba de succión colocada en la ribera del río.
+.9 +0+($ %E +;4+ %E R<- =E%(+$E >-=>ESe necesitará un arreglo diferente de captación si la carga de bombeo necesaria excede los 5.678 m. 4n arreglo "ue merece considerarse usa un po/o7sumidero construido en la ribera del río. Se recolecta el agua del río con drenes de filtración colocados por deba#o de su lec!o? el agua fluye por gravedad vacía el po/o de recolección. omo el nivel más ba#o de agua en el sumidero. 0robablemente estará demasiado profundo para una bomba de succión colocada sobre el suelo, por lo general se extrae el agua con una bomba sumergible o una bomba de e#e colocada bien aba#o en el po/o.
3
1
FACULTAD DE INGENIERÍA
+.@9 +0+(-$ %E -R(LL+ Este tipo de captaciones suele utili/arse en ríos navegables o de fondo inestable, en estas la toma se coloca sobre una de las márgenes del río, para ello se reali/a una protección con escollera, gaviones o muros, sobre la "ue se abre la boca de entrada al po/o de toma, donde se encuentra la alcac!ofa y la tubería de salida.
Toma direca !e"ci##a de $" r%o "orma#.
+.59 +0+(-$ES E$ +$+L %ER()+%-
4
1
FACULTAD DE INGENIERÍA
Esta solución consiste en derivar un canal del río, sobre este canal se sit'a, suficientemente ale#ada, la toma de agua, de esta forma es posible independi/arse de todos los problemas "ue origina el propio río: niveles máximos y mínimos, navegación, inestabilidad del lec!o y de las riberas, etc. +.89 +0+(-$ES E$ -RRE %E -=+ Este tipo de captaciones consiste en una torre cimentada sobre el fondo del río con entradas a diversas profundidades? de tipología muy similar a las usadas en los embalses, tienen la gran venta#a de poderse seleccionar la profundidad óptima de calidad del agua en cada momento, pero exigen un buen fondo para la cimentación y grandes profundidades de agua. +.69 +0+($ *L-+$E - =-)(L -$ ELE)+($ =EA$(+ La captación sobre una estructura flotante anclada al fondo u orillas del río de manera tal "ue se eviten los despla/amientos laterales? dic!a estructura debe tener un amplio margen de flotación y unas dimensiones adaptadas al tama&o y peso de los e"uipos. 0ara similares condiciones de caudal, pero orillas estables y con pendientes ba#as a moderadas, puede proyectarse la captación sobre una plataforma móvil apoyada en rieles inclinados sobre la orilla y accionada por poleas diferenciales fi#as.
Toma &#oa"e e" '#a"c(".
5
1
FACULTAD DE INGENIERÍA
+.B9 =4ELLES %E -=+ Este tipo de captación se recomienda en los casos de los ríos con variaciones substanciales del nivel del agua y cuando se puedan aprovec!ar obras costaneras ya existentes como: muelles, puentes, etc. "ue sirvan como elemento de soporte a la tubería y "ue se encuentren en una /ona no afectada por erosiones o depósitos de material aluvial, convenientemente anclado y estable en caso de ríos navegables o crecientes.
El agua de los lagos suele presentar, en general, buenas características de calidad, debido a la autodepuración por sedimentación "ue experimenta durante su largo reposo en ellos. La captación debe locali/arse donde el peligro de contaminación sea mínimo, lo "ue puede exigir el estudio de las corrientes y de los vientos y especialmente el movimiento de las aguas residuales o residuos industriales "ue puedan descargarse sobre el lago.
La! ca'acio"e! de a+$a #ac$!re '$ede" !er de re! i'o!,
La! ca'acio"e! de orre, Similares a las ya mencionadas en ríos y a verse para embalses, son especialmente indicadas para a"uellos casos en los "ue la toma está por encima de los 6 m. ba#o el nivel del lago.
La! oma! de $o, onstituidas por una tubería "ue termina en un codo de C2D y una alcac!ofa o filtro de toma, situada por encima de los @ m sobre el fondo.
Toma #ac$!re co" $o.
6
1
FACULTAD DE INGENIERÍA
La! oma! de rei##a, Están constituidas por una re#illa !ori/ontal situada sobre una bancada de escollera "ue la eleva varios metros sobre el fondo.
Toma co" rei##a !$mer+ida. 7
1
FACULTAD DE INGENIERÍA
La regulación de caudales a lo largo del a&o, lo "ue permite un me#or aprovec!amiento de las aguas superficiales. +l disminuir la velocidad del agua en el embalse se produce una decantación de las materias en suspensión lo "ue contribuye a me#orar la calidad del agua y en concreto a clarificarla. Las aguas fluyentes al me/clarse con las aguas embalsadas contribuyen a una me#ora de la calidad. 4n crecimiento excesivo de algas puede dar inconvenientes, pues, al morir, caen al fondo donde se descomponen anaerobiamente, lo "ue puede llegar a !acer impotable el agua de allí. La tipología de las captaciones de agua en los embalses es siempre de tomas m'ltiples a diferentes alturas, ya "ue de esta forma es posible seleccionar el punto más adecuado, siguiendo las variaciones de nivel del embalse. El n'mero de tomas es muy variable pero generalmente oscila entre 5 y .
Este tipo de captación debe utili/arse 'nicamente en sitios sin otra fuente de abastecimiento más convencional y ya sea "ue se d1 por evaporación normal, al vacío, destilación u ósmosis inversa, se debe asegurar la dotación mínima exigida.
8
1
FACULTAD DE INGENIERÍA
2.2.- CAPTACIÓN DE AGUAS SU*TERRANEAS
4na captación de aguas subterráneas es toda a"uella obra destinada a obtener un cierto volumen de agua de una formación acuífera concreta, para satisfacer una determinada demanda. @.@..7ELE(-$ S4>ERR+$E+S
9
%EL
(0-
%E
+0+(-$
E$
+;4+S
aracterísticas !idrogeológicas del sector aracterísticas !idrodinámica de los materiales acuíferos "ue se pretende captar. )olumen de agua re"uerida. %istribución temporal de la demanda. osto de las instalaciones de explotación y mantenimiento de la captación.
1
FACULTAD DE INGENIERÍA
2.2.1.- TIPOS DE CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
Se los conoce tambi1n con el nombre de Fo#os de aguaG o Fpu"uiosG y es el agua del subsuelo "ue aflora a la superficie del terreno o en las laderas de los cerros, en partes ba#as como !ondonadas, los manantiales son abundantes en la Sierra de a#amarca.
L+SES %E =+$+$(+LES . %e Laderas Son afloramientos "ue ocurren en las laderas de los cerros a una altura cual"uiera sobre el fondo del valle. @. %e *ondo o alud Estos se forman cuando el nivel de agua subterránea es cortado por el fondo de un valle. 5. +rtesianos Son los producidos por la posición de un estrato acuífero aprisionado entre extractos impermeables, en este caso, el agua aflora a presión, como en los po/os artesianos.
10
1
FACULTAD DE INGENIERÍA
4na galería es una excavación en forma de t'nel generalmente de suave pendiente y sección apreciable H,6 a @ metros de alto por 2,B a ,@ metros de anc!o9, con nivel de agua libre "ue discurre por un fondo. La función de una galería es doble ya "ue, además de actuar como elemento de captación de agua, sirve tambi1n como medio de transporte de esta. El principal inconveniente "ue presenta este tipo de captación es el nulo poder de regulación e#ercido sobre os recursos !ídricos, ya "ue act'an como manantiales normales, con caudales muy reducidos durante el estria#e.
Son excavaciones o perforaciones, practicadas en el suelo con el ob#eto de captar el agua subterránea para fines de abastecimiento. %e acuerdo a la profundidad los po/os pueden ser:
0-I-S S40ER*((+LES - 0-- 0R-*4$%-S: Son lo "ue captan el agua subterránea a poca profundidad del nivel del terreno, estos po/os son los más utili/ados en nuestra /ona, la cantidad de agua "ue rinden estos po/os es suficiente para el abastecimiento de una casa o para el consumo limitado de personas, la protección sanitaria de estos po/os es de ba#o costo. 0-I-S 0R-*4$%-S: Son los "ue captan el agua subterránea de napas profundas, estos po/os rinden un mayor volumen de agua, aun"ue a un mayor costo, son utili/ados para el abastecimiento de una población mayor. 0-I-S +RES(+$-S: onstituyen un caso particular de po/os profundos por la procedencia de agua de napas cautivas, en estos po/os el agua aflora a la superficie del terreno, debido a la presión "ue trae el agua, sin necesidad de medios mecánicos.
C.1) PO0OS ERTICALES >a#o la denominación de po/os verticales pueden entenderse a"uellos "ue se proyectan y construyen para obtener agua, por penetración vertical de la obra de captación en una capa acuífera, 11
1
FACULTAD DE INGENIERÍA
pudiendo disponer o no, de obras !ori/ontales "ue faciliten la entrada de agua en el po/o. La extracción del agua en ellos se reali/a, en general, por medio de bombas, movidas por motores el1ctricos
C.2) PO0OS PERFORADOS Se caracteri/an por la mecani/ación casi completa de su perforación. Son de diámetros relativamente reducidos H82 7 2 cm., frecuentemente9. El m1todo de perforación será función, en general de la profundidad a alcan/ar, el diámetro necesario y la naturale/a del terreno.
C.) PO0OS E3CAADOS La excavación de po/os a mano fue el 'nico sistema de construcción en tiempos pasados y sigue aun utili/ándose en a"uellos lugares donde a'n no !a llegado o no es posible la mecani/ación. 4n po/o excavado se caracteri/a, en general, por su gran diámetro HJ,62 metros9 y por el !ec!o de "ue en su construcción la mecani/ación es escasa o nula.
C.4) PO0OS RADIALES Los po/os de drenes !ori/ontales, seg'n los m1todos constructivos actualmente en uso, fueron concebidos en C58 por un ingeniero americano apellidado Ranney.
Las galerías filtrantes son t'neles de sección reducida y ligera pendiente ascendente "ue se internan en el interior de una monta&a en busca de puntos inferiores al nivel freático "ue permitan un cierto caudal de agua de procedencia subterránea. La e#ecución de estas galerías es muy costosa por lo "ue su empleo !a "uedado reducido a casos muy concretos
12
1
FACULTAD DE INGENIERÍA
Ga#er%a &i#ra"e
La captación del agua subterránea puede !acerse mediante /an#as "ue son simplemente excavaciones lineales "ue llegan !asta el nivel de saturación. El agua se puede evacuar por gravedad si el terreno tiene suficiente pendiente o por bombeo de la propia /an#a.
Son las obras "ue con mayor frecuencia se reali/an para el aprovec!amiento de las aguas subterráneas. 4n sondeo es una perforación excavada por medios mecánicos, preferentemente vertical, de diámetro inferior a ,6 metros aun"ue los más usuales se encuentran entre los 62 y los K22 mm.
13
1
FACULTAD DE INGENIERÍA
..- CAPTACIÓN DE AGUAS PLUIALES
AGUAS PLUIALES Son las aguas provenientes de las lluvias "ue escurren superficialmente por el terreno. Seg'n la teoría de !orton se forma cuando las precipitaciones superan la capacidad de infiltración del suelo. La captación de agua de lluvia es un sistema ancestral "ue !a sido practicado en diferentes 1pocas y culturas. Este sistema es un medio fácil y sensato de obtener agua para el consumo !umano y para el uso agrícola. En a"uellos lugares del mundo con alta o media precipitación y en donde no se cuenta con la 14
1
FACULTAD DE INGENIERÍA
suficiente cantidad y calidad de agua para consumo !umano, se puede recurrir al agua de lluvia como fuente de abastecimiento.
..1.-FACTORES 6UE SE DE*EN TO/AR EN CUENTA EN UN SISTE/A DE CAPTACIÓN DE AGUAS PLUIALES 0recipitación media por a&o 0recipitación mínima por a&o 0recipitación máxima por día onsumo diario Superficies recolectoras Superficie de riego disponible onsistencia del suelo Existencia de drena#e pluvial Espacio para el almacenamiento
..2.-CONSIDERACIONES PARA LA CAPTCION DE AGUA PLUIALES
Locali/ación del sitio para establecer el S+LL. %eterminación de la demanda de agua por la familia o por la comunidad. alculo de la precipitación pluvial neta. %ise&o del sistema de conducción del agua captada. %ise&o del volumen del sedimentador por trampa de sólido. %ise&o del sistema de almacenamiento del agua de lluvia captada. %ise&o para el bombeo del agua almacenada al local de la planta de tratamiento.
...- ENTA5AS DE LA CAPTACION DE AGUAS PLUIALES (. ((. (((. (). ).
15
+!orro evidente y creciente en la factura del agua. 4so de recursos gratuito y ecológico. 0ueden recibir subvenciones en función del municipio. ontribución a la sustentabilidad y protección del medio ambiente. 4na buena instalación de recibida de agua es sencilla y, por tanto riesgo mínimo de averías y apenas re"uiere mantenimiento.
1
FACULTAD DE INGENIERÍA
..4.-TIPOS DE SISTE/AS DE CAPTACIÓN PLUIAL En el contexto dom1stico, para la captación de lluvia, se puede utili/ar la superficie del tec!o como captación. + este sistema se le conoce como el modelo S+0 HSistema de captación pluvial en tec!os9. La venta#a de este sistema es "ue además de su captación, minimi/a la contaminación del agua. 0ara uso agrícola, se re"uieren de mayores superficies de captación, por lo "ue se re"uiere de superficies permeables extensas, para colectar la mayor cantidad de agua posible.
16
1
FACULTAD DE INGENIERÍA
El primer paso en la planificación y el desarrollo de un Sistema de aptación de +guas 0luviales en los tec!os incluye una evaluación de la factibilidad del Sistema. La factibilidad puede ser determinada a la lu/ de tres factores: 1cnico, Económico y Social.
. *actor 1cnico.7 La primera consideración sobre la factibilidad de un Sistema de aptación de +guas 0luviales debe ser la disponibilidad de agua comparada con su uso o demanda. @. *actor Económico.7 El sistema de captación de +guas 0luviales en ec!os debe ser económicamente accesible para la familia o grupo de familias. Los costos del sistema propuesto deben ser evaluados y comparados con los costos de otra alternativa destinadas a me#orar el abastecimiento de agua. 5. *actor Social.7 4na ve/ "ue se !a establecido tentativamente "ue la construcción de un Sistema de aptación de +guas 0luviales en ec!os es t1cnica y
17
1
FACULTAD DE INGENIERÍA
económicamente factible, el siguiente paso incluye una evaluación social y de la comunidad.
..8.-CONSTRUCCIÓN DE LA CAPTACIÓN DE AGUAS PLUIALES EN TEC7OS Los componentes de un Sistema de aptación de +guas 0luviales, en tec!os, incluyen: • • • •
-$L4S(-$ES:
18
el tec!o el sistema de canaletas el tan"ue de almacenamiento. +demás tambi1n se debe e#ecutar un sistema para descartar las primeras aguas de lluvia.
