OBRAS DE CAPTACION PARA AGUA SUBTERRANEA
Las aguas subterráneas constituyen importantes fuentes de abastecimiento abastecimiento de agua. Tienen, como ya se ha mencionado en el capítulo 3, muchas ventajas. En general, el agua no requiere un tratamiento complicado y las cantidades de agua disponible son más seguras. A veces, el descenso de los niveles de agua en los pozos ha causado su abandono; pero en la actualidad, los modernos métodos de investigación permitirán una aproximación muy segura de los recursos de agua subterránea para una prolongada prolongada producción. Las posibles posibles obras de captación para este tipo de agua son: a) Cajas de Manantial b) Pozos c) Galerías filtrantes Manantiales
Los manantiale manantialess pueden pueden ser de filtra filtración ción,, de fisura fisura o tubular tubulares es según de donde proviene el agua y de gravedad o artesianos según su origen. Caja de manantial.
El detalle muestra la unión de la tubería con dos codos a 90/ con el fin de permitir que el filtro sea levantado sobre el nivel del agua para su limpieza. La captación se puede hacer mediante cajas cerradas de concreto reforzado o mampostería de piedra o tabique. El agua se debe extraer solamente con una tubería que atraviese la caja y ésta lleva una tapa movible o registro; no se requiere ventilación. Se debe excavar lo suficiente para encontrar las verdaderas salidas del del agua agua,, proc procur uran ando do que que la entr entrad ada a del del agua agua a la caja caja de captación se efectúe lo más profundo posible. Se le debe dotar a la caja de un vertedor de demasías.
Para las partículas de mayor diámetro que los poros, son retenidas por los Floc. Para las partículas de menor diámetro de los poros estas son retenidas por: 1. Tamiz Tamizad ado o 2. Sedimentación: Sedimentación: La partícula partícula roza (disminuyendo se velocidad) y sedimenta sobre la arena. 3. Intercepción: Choca contra la pared del grano de arena y queda retenida. Estas son las de mayor importancia, sobre todo en los primeros momentos de intercepción. 4. Impacto Impacto inercial inercial 5. Fuerza de Van del Waal: Son fuerzas muy pequeñas y actúan cuando la partícula ha rozado o está en contacto. 6. Electrocineticas Rápidos
La velocidad de filtración es muy superior a la de filtración lenta varia 5 a 7 – 8 m/ hora. No tienen la misma eficiencia que el lento, sobre todo desde el punto de vista Bacteriológicos necesita necesita mayor cuidado en la desinfección, desinfección, el agua que se trata en un filtro rápido debe estar previente coagulada, floculada floculada y sedimentada. sedimentada. Si la calidad del agua excediera de 5 a 9 ppm de turbiedad hay que mejorar la etapa de coagulación, floculación y sedimentación. Se va forma formand ndo o una una pelíc película ula que despu después és de un perio periodo do de formación trabaja por tamizado. Cuando la película se colmato hay que lavar el filtro. Lentos
1.
Tres manantiales protegidos conectados a una trampa de sedimentos.
Dependiendo de si el manantial es de ladera (filtración o tubular) o de piso (fisura), se le tiene que proteger por medio de cunetas que intercepten intercepten los escurrimientos escurrimientos superficiales. superficiales. Se recomienda recomienda que estas cunetas cunetas se excaven a una distancia de 10 m de los manantiales.
1. 2.
Galería de infiltración
La galería de infiltración en principio consiste en un tubo perforado o ranurado, rodeado de una capa de granzón o piedra picada gradada, instalada en el acuífero sub-superficial, o en el caso de captación indirecta de aguas superficiales, en el estrato permeable que se comunica con dichas aguas. En los extremos aguas arriba de la galería y a longitud aproximada de 50 mts., mts., norma normalme lmente nte se coloca coloca un pozo pozo de visit visita. a. En el extremo aguas abajo se construye construye una tanquilla tanquilla o pozo recolector, recolector, de donde se conducen las aguas por gravedad o por bombeo hacia el sistema de distribución. Tipos de Filtros: Filtración:
Eliminar las partículas y microorganismos que no han podido ser separados en la etapa de coagulación floculación y sedimentación. Se elimi eliminan nan a trav través és de un manto manto poroso poroso.. Toda Todass las las aguas aguas superci superciales ales tienen tienen que ser sometid sometidas as al proceso proceso de filtrac filtración ión porque es la única forma de eliminar esporas. Toda agua tiene una variedad de partículas, desde un coloide (1 µm) hasta partículas cuyo diámetro se acerca al mm. No obstante esta variedad de partículas que llegan al filtro y que son de un diáme diámetro tro meno menorr que el poro poro del manto manto de are arena na,, ellas ellas son retenidas por una serie de fenómenos.
Hay dos tipos de filtros rápidos: Tipo Tipo ameri america cano no Tipo Tipo Euro Europe peo o El americano produce la filtración en superficie. Arena de grano fino en la superficie con un aumento gradual en la arena de arriba hacia abajo. El espesor de la capa filtrante de los los prime primeros ros centí centíme metro tross es donde donde se produc produce e la colmatacion de la capa de arena. El lavado se realiza de abajo hacia arriba. El europeo, usa mantos de arena de mayor espesor con granulometría mayor que la del tipo americano y más homogénea. homogénea. El lavado se realiza con agua y aire de abajo hacia arriba.
Pozos
Un pozo es una perforación vertical, vertical, en general de forma cilíndrica cilíndrica y de diámetro mucho menor que la profundidad. El agua penetra a lo largo de las paredes creando un flujo de tipo radial. Se acostumbra clasificar a los pozos en "poco profundos o someros" y "profun "profundos” dos”.. Los pozos pozos someros someros “excav “excavados ados”” son aquello aquelloss que permite su explotación del agua freática y o subáleva. Se construyen con picos y palas; tienen diámetros mínimos de 1.5 metros y no más de 15 metros de profundidad. Para permitir el paso del agua a través de las paredes del pozo se dejan perforaciones de 25 mm de diámetro con espaciamiento entre 15 y 25 cm centro a centro. Si las paredes del pozo son de mampostería de piedra piedra o tabique tabique,, se dejan espacio espacioss sin juntear juntear en el estrato estrato permeable para permitir el paso del agua.
El lavado del filtro se hace en contracorriente con bastante presión. 2. Entre dos lavados sucesivos en un filtro el tiempo (se llama carrera) es de 30 a 36 hs.
Expo
La filtración es un proceso en el cual las partículas sólidas que se encuentran en un fluido y se separan mediante un medio filtrante, o filtro, que permite el paso del fluido, pero a su vez retiene las partículas sólidas. Los elementos que intervien en la filtración son: Un medio filtrante. Un fluido con sólidos en suspensión. Una diferencia de presión que obligue al fluido a avanzar. Un dispositivo mecánico, llamado filtro que sostiene el medio filtrante, a su vez contiene el fluido y permite la aplicación de la fuerza. Medios filtrantes Se pueden dividir en dos grupos: Los que actúan formando una barrera delgada que permite el paso sólo del fluido y no de las partículas sólidas en suspensión en él. Los que actúan formando una barrera gruesa al paso del fluido En general, se considera la filtración como el paso de un fluido a través de un medio poroso, que retiene la materia que se encuentra en suspensión. INTRODUCCION La filtración lenta en arena (FLA) es el sistema de tratamiento de agua más antiguo del mundo. Similar al proceso de purificación que se produce en la naturaleza cuando el agua de lluvia atraviesa los estratos de la corteza terrestre y forma los acuíferos o ríos subterráneos. ¿QUE ES UN FILTRO LENTO? Proceso de clarificación para potabilizar aguas crudas con bajos contenidos de turbiedad y color, generalmente para pequeños sistemas de abastecimiento. Su limpieza es manual, extrayendo la capa más superficial del filtro con la materia retenida. DESCRIPCION: Los filtros de arena lentos operan a velocidades de filtración que varían entre 0.1 y 0.2m3/h. La eliminación de la materia sólida, se efectúa al pasar el agua por los poros de la capa de arena, adhiriéndose las partículas sólidas a los granos. Luego de un tiempo de operación, los poros de la arena se tapan y hay necesidad de limpiar el filtro, retirando la capa superior; aproximadamente 5cms. ¿EN QUE CONSISTE? La FLA consiste en un conjunto de procesos físicos y biológicos que destruye los microorganismos patógenos del agua. Esto constituye una tecnología limpia que purifica el agua sin crear una fuente adicional de contaminación para el ambiente. Las cajas de los filtros deberán ser por lo menos, dos y estarán compuestas de un sistema de drenaje, una capa de grava graduada, una capa de arena y una capa de agua. La estructura de salida es común a dos unidades y comprende un vertedero de control de nivel máximo de operación, una caja de desagüe, dos cámaras de salida, una válvula para comunicar la cámara de salida con la de desagüe, una válvula para intercomunicar las cámaras de salida, y dos válvulas para eliminar el efluente inicial. VENTAJAS: La mayor ventaja de esta unidad reside en su simplicidad. Este filtro sin controlador de velocidad y con controles de nivel mediante vertederos es muy sencillo y confiable de operar con los recursos disponibles en el medio rural. RESTRICCIONES: El filtro lento no debe operar con aguas con turbiedades mayores a 20 ó 30 UNT.
La eficiencia de estos filtros se reduce a temperaturas inferiores a los 4ºC. La presencia de biocidas o plaguicidas en el afluente pueden modificar o destruir el proceso microbiológico que sirve de base a la filtración lenta. CRITERIO DE DISEÑO: El medio filtrante debe estar compuesto por granos de arena duros y redondeados, libres de arcilla y materia orgánica. Experimentalmente se ha encontrado que el diámetro efectivo de la arena debe ser del orden de 0.15 a 0.35 mm. La profundidad del lecho puede variar entre 0.50 y 1.00 m, pudiendo el filtro operar con un espesor mínimo de 0.30 m. El coeficiente de uniformidad puede ser menor de 3.0, se recomienda un rango de 1.8 a 2.0. En última instancia, cualquier material inerte puede utilizarse como medio filtrante. La capa soporte debe reunir características similares a las indicadas para la arena. CRITERIOS DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO Las tareas rutinarias de operación se limitan a la supervisión de la calidad del agua producida, limpieza de la superficie de la arena, lavado y almacenamiento de la arena y la reconstrucción del lecho filtrante. La limpieza del lecho filtrante debe iniciarse cuando el nivel del agua en la caja del filtro llega al máximo y el agua empieza a rebosar por el aliviadero. PROPIEDADES Y DESCRIPCION DE LA DESINFECCION MEDIANTE FILTRACIÓN LENTA: El filtro lento se caracteriza por ser un sistema sencillo, limpio y a la vez eficiente para el tratamiento de agua. Su simplicidad y bajo costo de operación y mantenimiento lo convierte en un sistema ideal para zonas rurales y pequeñas comunidades. Huisman & Wood describieron en 1974 el método de desinfección por medio de la filtración lenta, como la circulación del agua cruda, baja a través de un manto poroso de arena. Como el rendimiento del filtro lento depende principalmente del proceso biológico, mientras la capa biológica está desarrollándose, la eficiencia es baja y no debe considerarse al FLA como un eliminador de materia orgánica, si no como un mejorador de la calidad del agua, sobretodo de la turbiedad. REQUERIMIENTOS PARA LA INSTALACIÓN A).Ubicación. B). Aspectos relacionados con la comunidad. C). Concepción del sistema. D). Condiciones de agua cruda
COSTOS DE EQUIPOS, OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO Los costos de inversión de los filtros lentos están determinados, principalmente, por los costos del cemento, grava, acero de refuerzo, arena de filtro, tuberías, válvulas y demás. Los precios de estos materiales varían, dependiendo de diversas circunstancias regionales y locales. Nacieron para el tratamiento final de las aguas, y después se comprobó su versatilidad y aplicación en las plantas de tratamiento en las que se desea tener un efluente particularmente límpio con poca presencia de sustancias orgánicas. Durante la operación de los filtros rápidos, los sólidos son eliminados del agua y acumulados en la parte superior del medio filtrante. Después de un período de operación, el filtro rápido se limpia por retro lavado con un flujo de agua en contracorriente Los filtros rápidos tienen velocidades de entre 5 y 20 m3/h Existen dos tipos de filtros rápidos: los filtros de gravedad y los filtros de presión. Los filtros de arena son los elementos más utilizados para filtración de aguas con cargas bajas o medianas de contaminantes, que requieran una retención de partículas de hasta veinte micras de tamaño. Criterios principales para el diseño de un filtro rápido de arena: Los filtros de arena rápida se utilizaron por primera vez en los Estados Unidos en 1896 y se utilizaron ampliamente en los grandes sistemas de agua municipales por parte de la década de 1920, debido a que requieren áreas más pequeñas de la tierra en comparación con los filtros lentos de arena. DISEÑO Y OPERACIÓN: Están diseñados relativamente con arena gruesa y otros medios granulares para eliminar las partículas e impurezas que han sido atrapados en un floculo mediante el uso de la floculación, que son generalmente químicos como sales de aluminio o de hierro. MANTENIMIENTO:
Se deben limpiar con frecuencia, a menudo varias veces al día, por medio de lavado, lo que implica el cambio de la dirección del agua y la adicción de aire comprimido. VENTAJAS mucho mas alto caudal que un FLA. Requiere terrenos relativamente de área mas pequeña. Menos sensible en los cambios de la calidad del agua cruda; por ejemplo la turbidez. DESVENTAJAS Requiere mayor mantenimiento que FLA por esta razón no suele ser clasificado ¨tecnología adecuada´´. Por lo general ineficaces contra el problema de olor y sabor. Produce grandes volúmenes de lodos. Requiere inversión costosa en los reactivos de floculación.
