INDICE Unidad 2 OBRAS DE CAPTACION CAPTACION CONTENIDO
Introducción………………………………………… Introducción…………………………………………………………………… …………………………………… ………… ……………………………….2 2.1 Fuentes de abastecimiento………………………………………………………….……. …………………3 2.2 2.2 Dise Diseño ño de de obr obras as de de cap capta taci ción ón de agu agua a pluvial……………………………………………….……..6 2.3 2.3 Dise Diseño ño de de obr obras as de de cap capta taci ción ón de agu agua a superfcial………………………………….….………..16 2.4 2.4 Dise Diseño ño de de obr obras as de de cap capta taci ción ón de agu agua a subterrneo……………………………….…………..1! "ibliogra#$a……………………………………………………………………………… "ibliogra#$a………………………………………………… ……………………………… … …………………………..…3%
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Introducción 'n sistema de abastecimiento de agua est #ormado esencialmente por( la #uente de agua ) su obra de captación* obras de conducción o transporte* almacenamiento* tratamiento ) distribución. +as #uentes de abastecimiento por lo general deben ser permanentes ) sufcientes* cuando no son sufcientes se busca la combinación de otras #uentes de abastecimiento para suplir la demanda o es necesario su regulación. ,n cuan cuantto a su pres presen enttaci ación en la natu natura ralle-a* e-a* pued pueden en ser ser #uen #uenttes superfciales r$os* lagos* mar/ o subterrneas acu$#eros/. +a captación de aguas de #uentes superfciales* sean r$os* lagos e incl inclus uso o el mar mar debe deben n llev llevar ar obra obrass de capt captac ació ión n adap adapta tada dass a las las condiciones ) caracter$sticas de la masa de agua a captar. +a regulación de las aguas nos permite disponer de 0ste en casi todo momento* sea la estación ue sea ) sin importar las variaciones de la demanda. ara lograr la regulación se debe almacenar el agua de di#erentes maneras como( tanues compensadores* presas* etc.
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Introducción 'n sistema de abastecimiento de agua est #ormado esencialmente por( la #uente de agua ) su obra de captación* obras de conducción o transporte* almacenamiento* tratamiento ) distribución. +as #uentes de abastecimiento por lo general deben ser permanentes ) sufcientes* cuando no son sufcientes se busca la combinación de otras #uentes de abastecimiento para suplir la demanda o es necesario su regulación. ,n cuan cuantto a su pres presen enttaci ación en la natu natura ralle-a* e-a* pued pueden en ser ser #uen #uenttes superfciales r$os* lagos* mar/ o subterrneas acu$#eros/. +a captación de aguas de #uentes superfciales* sean r$os* lagos e incl inclus uso o el mar mar debe deben n llev llevar ar obra obrass de capt captac ació ión n adap adapta tada dass a las las condiciones ) caracter$sticas de la masa de agua a captar. +a regulación de las aguas nos permite disponer de 0ste en casi todo momento* sea la estación ue sea ) sin importar las variaciones de la demanda. ara lograr la regulación se debe almacenar el agua de di#erentes maneras como( tanues compensadores* presas* etc.
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2.1. FUENTES DE ABASTECIMIENTO: Las fuentes de abastecimiento deberán proporcionar en conjunto el Gasto Máxim Máximo o diario diario;; Sin em embar bargo, go, en todo todo proyec proyecto to se deberá deberán n establ establece ecerr las necesidades inmediatas de la localidad siendo necesario que, cuando menos que la fuente proporcione el gasto máximo diario para esa etapa, sin peligro de reducción por sequía ó cualquier otra causa Si la calidad del agua no satisface las normas que exige el !eglamento "ederal sobre obras de #ro$isión de %gua #otable, deberá someterse a procesos de #otabili&ación Las aguas seg'n su procedencia se clasi(can de la siguiente manera) AGUAS METEORICAS (Pluviales) : Llu$ias AGUAS SUPERFICIAES! a* !íos b* %rroyos c* Lagos d* #resas, etc AGUAS SU"TERRA#EAS : a* +e manantial b* +e po&os someros, noria o profundos c* +e galería (ltrante ori&ontales o $erticales -l tipo de fuente de abastecimiento in.uye directamente en las alternati$as tecnológi tecnológicas cas $iables $iables -l rendimie rendimiento nto de la fuente fuente de abastecim abastecimiento iento puede puede condicionar el ni$el de ser$icio a brindar La operación y el mantenimiento de la alternati$a seleccionada deben estar de acuerdo a la capacidad de gestión de los bene(ciarios del proyecto, a costos compatibles con su per(l socio económico
PASOS A SEGUIR EN LA LOCALIZACIÓN DE UNA FUENTE DE ABASTECIMIENTO ABASTECIMIENTO DE AGUA AGUA POTABLE. POTABLE. 1/. 5e visita la población ) se platica con las autoridades ue saben del problema del agua potable. 2/. 0cnicamente se estudia el tipo de #uente ue ms convenga para la población. 3/. 7on estos datos se elabora el estudio geo8idrológico de la -ona* para tener un documento ue ampare la #uente ue se propone. 4/. +as #uentes pueden ser( bras de captación
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&bastecimiento de agua 'nidad 2 9aler$as fltrantes ;anantiales. o-os pro#undos.
)a sean( :ertical* 8ori-ontal o combinadas.
Dentro de los tipos de #uentes la ms di#$cil ) la ue reuiere de un conocimiento 0cnico 7ient$fco* es la per#oración de po-os pro#undos.
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7uando se va a diseñar una obra de 7aptación ) en general el sistema de abastecimiento de agua* independientemente de su proporción* se deben reali-ar una serie de estudios previos del sitio ue se benefciar e incluso de sus cercan$as. ,s necesario investigar todas las condiciones para lograr obtener un diseño ue logre satis#acer todas las necesidades reueridas de la manera ms económica ) con el menor impacto ambiental posible. ,ntre los estudios ue se deben reali-ar estn( o o o o o o
,studios demogrfcos ,studios 8idrológicos ,studios geológicos ) topogrfcos ,studios de las aguas ,studios de las obras eAistentes ,studios de impacto ambiental
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2.2 DISEÑO DE OBRAS DE CAPTACIÓN DE AGUAS PLUVIALES. La captación de estas puede acerse en los tejados o áreas especiales debidamente dispuestas -n estas condiciones el agua arrastra las impure&as de dicas super(cies, por lo que para acerla potable es preciso (ltrarla La (ltración se consigue mediante la instalación de un (ltro en la misma cisterna La recolección de agua de llu$ia como 'nica fuente de agua, sólo es con$eniente en regiones con llu$ia con(able a lo largo del a/o 0o donde no están disponibles otras fuentes de agua*, debido a que las obras indi$iduales de almacenamiento para todas las casas de una comunidad rural pueden ser costosas La cantidad de agua de llu$ia que puede recolectarse depende del área de captación y de la precipitación promedio anual 1n milímetro de llu$ia en un metro cuadrado produce alrededor de 23 litros de agua, considerando la e$aporación y otras p4rdidas -s poco probable que la totalidad de las $i$iendas de la localidad considerada tengan la super(cie de tecos necesaria para proporcionar el área requerida para captar el agua su(ciente, por lo que se requeriría la construcción de patios de captación de agua plu$ial para que 4sta fuera considerada una fuente con(able de abastecimiento Las super(cies de captación de agua de llu$ia en piso pueden ser materiales impermeables que an recibido acondicionamiento químico Si la super(cie es lisa y el escurrimiento se almacena en un depósito, las bras de captación
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&bastecimiento de agua 'nidad 2 p4rdidas por e$aporación, saturación del material base e in(ltración, son casi nulas 5omo regla general, las perdidas en super(cies de captación a ni$el de piso con recubrimiento de concreto o asfalto son menores al 62 7; -n tecos aislados recubiertos con brea 0alquitrán* y gra$a esparcida son menores al 68 7; y en tecos de lámina metálica prácticamente no ay p4rdidas Se recomienda la construcción de trinceras que des$íen los escurrimientos super(ciales protejan el área de captación en piso %simismo, se recomienda instalar cercas para e$itar el paso de animales y personas Las tapas de registro deben estar bien selladas -s con$eniente que los tubos de $entilación est4n protegidos con rejillas para e$itar el paso de animales e insectos, y se tenga pre$isiones para e$itar el paso de lu&, pol$o y agua super(cial La cisterna de almacenamiento debe ser impermeable, con super(cies interiores -l ori(cio del registro debe tener un brocal bien sellado y que sobresalga del ni$el de piso por lo menos 62 cm La tapa de registro debe cubrir el brocal y proyectar, por lo menos 8 cm, su pesta/a acia abajo #ara e$itar contaminación y accidentes la tapa del registro debe cerrarse con candado -s importante contar con pre$isiones para des$iar el agua de las primeras llu$ias, 4poca en que se la$a el área de captación despu4s del estiaje 9ambi4n, se recomienda contar con drenes al fondo de la cisterna de almacenamiento con el objeto de drenar sedimentos acumulados y facilitar el la$ado de la misma :inguna tubería que entre o salga de la cisterna de almacenamiento deberá conectarse al drenaje sanitario Las cisternas enterradas pueden construirse con tabique o piedra, se recomienda el concreto refor&ado Si se utili&a tabique o piedra, deben ser bajos en permeabilidad y colocarse con juntas de cemento #órtland Los tabiques deben umedecerse antes de su colocación 1n recubrimiento con mortero cementoarena 6)< ayudará a impermeabili&ar el depósito 5on el (n de conseguir una super(cie dura y no absorbente, se utili&a una llana para aplanar el recubrimiento antes de que se aya endurecido -s necesario mantener limpias todas las conducciones que colecten agua de llu$ia acia la cisterna Los canales y tecos deben mantenerse inclinados acia la cisterna con el (n de e$itar estacionamientos de agua Los tecos utili&ados para captar agua de llu$ia no deben pintarse Materiales tales como las tejas $idriadas y el acero gal$ani&ado son apropiados para super(cies de captación -l agua atmosf4rica susceptible de apro$ecarse mejor, asta aora, es el agua de llu$ia bras de captación
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Vena!a": -l agua de llu$ia se recolecta y almacena cerca del edi(cio o casa que la consume, lo cual elimina la necesidad de sistemas de distribución costoso y complejo Se logra un gran aorro de energía, ya que se e$ita todo el proceso de extracción o entubamiento y el de distribución y bombeo del agua para su transportación, los cuales demandan una gran cantidad de energ4ticos 9iene un costo muco menor, que el de las redes idráulicas p'blicas, tanto en la in$ersión primaria como en el costo de mantenimiento, reparación y ampliación del sistema de redes #uede aplicarse prácticamente de inmediato a todas las comunidades urbanas que no cuenten con redes de agua potable :o impacta al subsuelo 0con la extracción acelerada* ni a los ríos y sus ecosistemas 0con el des$ió y entubamiento de estos* ya que su fuente principal $iene de la llu$ia #or tanto se mantienen los mantos acuíferos en mejores condiciones al tener una menor necesidad de extracción
De"#ena!a": -l costo inicial de la construcción o adecuación al sistema que ya existe puede llegar a ser una in$ersión fuerte %unque esta dependerá de la construcción o modi(caciones que se tengan que acer en cada caso, La disponibilidad del agua es limitada; por la cantidad de precipitación plu$ial en cada ciudad, por el tama/o de la super(cie de captación y por el tama/o de la cisterna "uentes suplementarias de agua pueden ser necesarias en algunas temporadas del a/o
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-l agua libre de minerales tiende a tener un sabor plano, alguna gente puede preferir el sabor del agua rica en minerales 9ambi4n puede causar de(ciencias en la nutrición en gente que lle$a una dieta baja en minerales y para las cuales las sales del agua son su 'nica fuente
Fa$%&e" '$ni$%"
Se debe tener una clara comprensión de los elementos que componen a este sistema) Los factores materiales 0los tecos y cisternas con los que contamos o el espacio para construirlos o instalarlos, los sistemas de (ltros, etc* Las condiciones naturales 0la cantidad de llu$ia, la intensidad de las tormentas, la duración de la temporada* Las $ariables 0el n'mero de integrantes de la familia o comunidad, las costumbres de consumo, etc* y Las expectati$as 0los usos para lo que queremos el agua*, con la (nalidad de lograr la dimensión adecuada del sistema, que traiga el mayor n'mero de bene(cios con una menor in$ersión a( U"% )*e "e +e ,&eende da& a+ a-*a de ++*#ia $a,ada Seg'n la necesidad o prioridad el agua puede ser$ir para) 1sos simples como limpie&a de pisos, inodoros o excusados, limpie&a de ropa, riego de plantas, limpie&a de autos y otros 1sos complejos) Limpie&a corporal, agua para beber y cocinar
:'mero de integrantes de la familia o comunidad a bene(ciar y el consumo actual) -l n'mero de miembros determinará el posible tama/o del sistema y la duración de la reser$a Se debe acer un análisis del actual consumo de la familia o la comunidad -n el caso de una familia, se debe acer un análisis por indi$iduo de su necesidad especí(ca de agua 5antidad de agua que se pretende captar 09iempo de reser$a o duración del agua de llu$ia captada *) +epende de $arios factores, tales como el in$entario de los elementos físicos existentes para la captación, la precipitación plu$ial en la &ona, el uso que se le pretende dar al agua y $olumen actual de consumo de agua, y el reconocimiento de otras fuentes de suministro en la &ona
( S*,e&/$ie" de $a,a$i0n.
Los tecos con los que contamos actualmente que sean susceptibles de uso y las tecumbres que se puedan construir; para lo cual es necesaria su adecuación y mantenimiento óptimo al utili&arlos como áreas de captación de agua de llu$ia
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Barro y concreto.
Las super(cies de barro o concreto son porosas Son materiales que se encuentran fácilmente y son con$enientes para sistemas tanto potables como no potables, pero puede contribuir más o menos al 62 por ciento de p4rdida debido a la textura, .uido ine(ciente o e$aporación #ara reducir la p4rdida de agua, la super(cie puede ser pintada o barni&ada con sellador 0impermeabili&ada*, pero deben buscarse en el mercado las pinturas y selladores especiales que no desprenden toxinas y pre$ienen el crecimiento de bacterias en materiales porosos, e$itando así aquellas pinturas y selladores comunes que suelen normalmente desprender toxinas al contacto con los rayos del sol y el agua de llu$ia Metal y fibra (o lana) de vidrio.
La cantidad de agua de llu$ia que puede ser recolectada de una super(cie depende en parte de la textura de la super(cie) entre más lisa, mejor #or ejemplo, 1na super(cie que se usa com'nmente para la captación es la llamada lámina gal$ani&ada; 88 por ciento aluminio, =8 por ciento acero -stas secciones de metal corrugado, son li$ianas, fáciles de instalar y requieren poco mantenimiento Sin embargo, puede ser caro o no ser de uso com'n en algunas ciudades >tra super(cie de excelente escurrimiento son las láminas de plástico entre ellas la más com'n es una lámina corrugada de (bra 0o lana* de $idrio, que suele conseguirse fácilmente, sin embargo con $arios a/os de uso expuesta al sol suele perder sus características en este caso lo más recomendable es sustituirla, pero en caso de quererle dar mantenimiento debe ser tratada con una resina similar a la de su fabricación, consultando al fabricante para que recomiende la pintura o resina que no deje toxinas, y debe reali&arse este mantenimiento en la temporada que no llue$e -l agua recolectada en esta super(cie no se recomienda para consumo directo umano 0beber y cocinar* a menos que sea tratada con (ltros adecuados Tejas compuestas o de asfalto.
+ebido a la fuga de toxinas, las super(cies compuestas no son apropiadas para sistemas de captación de agua para consumo directo umano, pero puede ser utili&ada para sistemas de recolección para riego de jardines y plantas de ornato y de limpie&a de las casas o del excusado o retrete -stas super(cies tienen aproximadamente un 62 por ciento de p4rdida debido al .uido ine(ciente o e$aporación Otros: Superficies de Madera, alquitrn y !rava.
-stas super(cies, en especial en tecos, son raras y el agua recolectada es generalmente adecuada solo para usos de no consumo directo umano, debido a las fugas de sus compuestos
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&bastecimiento de agua 'nidad 2 -s importante mencionar, a'n que se tratará en la sección de mantenimiento, que la limpie&a de las super(cies de captación facilitará el funcionamiento del sistema y permitirá tener una mejor calidad de agua >tro elemento que se considera inmediatamente a las super(cies de captación, son los ductos, canaletas o tuberías por donde transportaremos el agua de llu$ia captada
$( C%nd*$$i0n de+ a-*a de ++*#ia $ana+e" *e&3a"(.
Son las tuberías de conducción del agua de llu$ia en los diferentes procesos Las cuales requieren preparación y mantenimiento
Los canales ori&ontales y los tubos $erticales son instalados para capturar el agua de llu$ia que corre por el teco y el socarr4n de los edi(cios y se requieren para acer llegar el agua al área de almacenamiento -n la mayoría de los tecos de las construcciones se encuentra ya un dise/o especi(co de salidas y canales para desaogar el agua de llu$ia, este puede ser apro$ecado o reestructurado para los (nes del sistema de captación, en ese sentido el sistema necesita centrali&ar en alg'n punto el $olumen del agua que recibe el área de captación #ara lo cual las canaletas deberán coincidir por medio de nue$os tramos de tubo y conexiones que concentren y dirijan el .ujo del agua a los elementos de almacenamiento primario y de (ltración y tratamiento -n el caso de tecos con algunos grados de inclinación y salida libre por todo el borde del teco, se deberá instalar un nue$o sistema de canaletas y tuberías, lo que en cierta medida es una $entaja que nos permite colocar los componentes de (ltración, tratamiento y almacenaje en el lugar más adecuado Los canales pueden ser continuos o cortados y conectan con tuberías que $an a pre(ltros o al sistema de contenedores pre$ios a el o los (ltros -n algunas ciudades los tecos planos de concreto son muy comunes, en estos se tienen una o más salidas de agua directas a la tubería, en estos casos al principio de la salida se colocan embudos con ampliación y las tuberías $erticales de diámetros adecuados y si es necesario se interconectan los diferentes tubos de las bajadas, con pie&as del mismo material de los tubos llamadas ?@A o ?9A
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&bastecimiento de agua 'nidad 2 -l cálculo del tama/o de los canales o canaletas y tubos debe ser proporcional a la cantidad de llu$ia en la ciudad y el tama/o de la super(cie de captación, ya que se $erterá un caudal determinado a esas canaletas y tuberías #ara áreas de captación peque/as a medianas, con canaletas de B8 a 662 cm @ tubos de 8 centímetros 0aprox C pulgadas* a B8 cm 0< pulgadas aprox* es su(ciente Si la super(cie es grande, llue$e muco y solo se tiene una salida, la tubería debe ser de un diámetro capa& de permitir el paso .uido del agua, sin pro$ocar encarcamientos en el teco, Las tuberías más comunes para grandes $ol'menes recolectados $an desde los 66 centímetros 0=8 pulgadas aprox* en adelante Las canales o canaletas ori&ontales deben colocarse con una inclinación efecti$a del C al = por ciento de la entrada de agua del teco al tubo de bajada y las más comunes son las medias ca/as de 88 centímetros de radio, conectadas a embudos o reducciones que den el diámetro adecuado del tubo de bajada $ertical 9odos los canales, canaletas, reducciones 0embudos de recepción* tuberías y otros elementos deben estar (rmemente sujetados a las paredes o los lugares donde se apoyen, y no deben interferir alguna función del edi(cio o construcción 0$entanas, puertas, etc* ni estar, en lo posible, en contacto con cables el4ctricos y otros 0en su caso estos deberán aislarse adecuadamente* Si es posible deben pintarse exteriormente 0buscando est4tica con la decoración de la casa o edi(cio* #ara el sellado de las juntas entre tubos y conexiones u otros, existen diferentes productos, pero los silicones suelen ser los más apropiados por su facilidad de aplicación y rápido secado -n algunos sistemas se instalan algunas tuberías que lle$arán el agua capturada 0e incluso ya (ltrada y tratada* a un deposito colocado en un lugar alto 0y de estos al punto (nal de consumo*, para que desde aí se distribuya el agua por gra$edad, en estos casos la tubería es cerrada y de menor diámetro 0de media pulgada o tres cuartos, las más comunes* y las de cobre son las más optimas, sobre todo si ya se trató el agua, a'n que son más costosas, pero su durabilidad es muy grande #ara sistemas de agua potable, no pueden usarse canaletas con soldaduras de plomo, como lo tienen en algunos casos los canales antiguos de metal; La peque/a calidad ácida de la llu$ia podría disol$er el plomo y esto contaminar el agua -n el caso de los canales de #D5 para este mismo uso se requiere que se (ltre el agua debidamente antes de beberla d( Ci"e&na"4 an)*e" %&%" e+e5en%" de a+5a$ena5ien%. #ueden ser los siguientes) 5ontenedores existentes $iables de usarse, contenedores óptimos que se construyan o compren, los cuales requieren ser preparados y darles mantenimiento
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1na $e& que conocemos el n'mero de metros cuadrados de teco que sir$en para captar llu$ia y conociendo el uso y duración que se pretende tenga el agua, el n'mero de integrantes de la familia que la usarán y la precipitación plu$ial en nuestra ciudad, debemos tener en cuenta la actual capacidad de almacenaje de agua de llu$ia, ya sea que esta capacidad resulte su(ciente o que debamos construir o comprar alg'n dispositi$o de almacenaje mayor -$identemente, lo ideal sería acer una cisterna lo más grande posible, porque siempre puede aber tormentas o excesos de llu$ia en un a/o, pero esto no siempre es económicamente factible #or otra parte es importante tomar en cuenta que en algunas ocasiones el almacenamiento 0cisterna o tinaco* es el componente que demanda más espacio y el más caro del sistema de captación de agua de llu$ia -l criterio principal aquí, es la capacidad de reser$a o tiempo que se desea almacenar agua; si se consumirá durante la misma temporada de llu$ia o se concentrará para consumirla durante el periodo de estiaje o sequía, o se reali&arán las dos accione; consumirla durante y guardar una reser$a para el (nal de la temporada de llu$ia !eglas básicas) E +ebe ser opaca y de preferencia no le debe dar el rayo de sol directamente, 0en el caso de M4xico existen compa/ías que producen cisternas de plástico con capacidad de asta C8 222 litros* E #ara cisternas de agua potable, es necesario que no est4 pintada o barni&ada con materiales tóxicos E La cisterna F tanque plástico 0tinaco* debe taparse, para e$itar mosquitos y pol$o, ojas, basura y para mantener a los ni/os a sal$o de alg'n accidente E +ebe poder limpiarse fácilmente e( Fi+&%" $a+idad de+ a-*a de ++*#ia. -l sistema presenta elementos para garanti&ar una cierta calidad del agua en el tratamiento, que son los (ltros, los ay de gran sencille& y otros de mayor complejidad) #re(ltros que se colocan en la tubería o canaletas que lle$a el agua captada de las super(cies a los (ltros y que sir$en para retener principalmente las ojas de los árboles u otros sólidos de gran tama/o, suelen ser rejillas, coladeras o mallas plásticas o metálicas %quí tambi4n se clasi(can los sedimentadores 0de tierra que arrastra el agua* y las trampas de grasa 0que impiden el paso de los líquidos grasosos de menor densidad que el agua, al sistema de (ltros* Los (ltros son los elementos más complejos utili&ados para la limpie&a del agua -stos se determinan seg'n el consumo que se $aya a reali&ar con el
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&bastecimiento de agua 'nidad 2 agua captada @ deberán cumplirse las normas de mantenimiento y reposición de los elementos con caducidad de los (ltros +esinfección, esta se logra por medio de instrumentos especiales, sobre todo cuando el agua se quiere para ser consumida directamente, es decir se quiere que sea potable
6( B%5a" % "i"e5a" de e+e#a$i0n de a-*a.
-stas pueden ser) Sistemas de ele$ación electromecánica para algunos procesos de (ltración y para subir el agua a contenedores ele$ados de distribución (nal Sistemas de ele$ación manual o con fuentes de energía distintas a la con$encional el4ctrica; bombas de mecate, de succión, etc ombas accionadas por energía el4ctrica por medio de celdas foto$oltaicas 9odas ellas lle$an una pre$ia preparación y un adecuado mantenimiento La utili&ación de estos equipos en un sistema de captación de agua de llu$ia, depende del tratamiento que se requiera darle al agua #or lo regular se necesita alg'n sistema de bombeo, o si es posible, se debe dise/ar el sistema de captación de tal manera que por gra$edad se pueda distribuir el agua captada y tratada -n algunas ciudades, los sistemas de distribución de agua en una casa urbana con$encionales reciben el agua de la red idráulica publica o municipal con una presión su(ciente que distribuye el agua a todas las salidas, sin embargo en mucas otras ciudades el suministro de agua p'blico es muy de(ciente o inexistente y se requieren tienen una cisterna o tanque en la parte baja de la casa que recibe el agua potable y que cuenta por lo regular con una bomba electromecánica para ele$ar el líquido para su almacenamiento (nal en el teco con un tanque, de donde desciende el agua por gra$edad acia toda la casa -n algunos casos se cuenta con sistemas idroneumáticos que en$ían el agua directamente por presión a los puntos de uso -xisten &onas en la ciudad en que la electricidad no es accesible o la instalación no es factible o es muy costosa, en estos casos se pueden considerar $iables las bombas manuales 0como las de mecate, las de $acío, etc* y en su caso las bombas solares, que no requieren de electricidad de la red p'blica 0Der lista de contactos al (nal* #ero para el sistema de captación y tratamiento que utilice (ltros 0y contenedores ele$ados*, es necesario instalar una bomba electromecánica o sistema de ele$ación de agua, que nos permita acer pasar el agua plu$ial por los (ltros y ele$arla a su contenedor (nal en el teco, de tal manera que de aí se distribuya a toda la casa por gra$edad
-( E",a$i%" ,a&a in"a+a$i0n de+ "i"e5a.
-s el cálculo de los espacios 0y de la capacidad de carga de la edi(cación*, a utili&ar para la instalación del sistema de captación, almacenamiento y tratamiento y distribución del agua plu$ial -n este se debe tomar en cuenta la
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&bastecimiento de agua 'nidad 2 capacidad de carga del suelo, donde se construyan o instalen componentes nue$os del sistema -n los ogares urbanos, ya sea en lotes de una sola familia o en edi(cios de departamentos, es indispensable tomar en cuenta los posibles espacios dentro del lote en los que se colocarán los componentes del sistema, ya que este espacio por lo regular será reducido, esta $ariable tiene una gran importancia, pues puede llegar a limitar la capacidad de almacenaje de agua de llu$ia y por lo tanto reducir la capacidad de reser$a, en estos casos donde el espacio es reducido se deberán priori&ar los usos más importantes para los que se requiere el agua
7( Maneni5ien%.
-s la parte del proceso que garanti&a la limpie&a y reparación de los elementos del sistema que lo requieran y se deberá tener un programa de monitoreo y mantenimiento de todo el sistema, que en mucos casos son peque/as y rápidas acciones de limpie&a 5uando se dise/a un sistema de captación de aguas plu$iales es necesario determinar el área de captación y el $olumen de almacenamiento
V" ) Dolumen de almacenamiento necesario para satisfacer la demanda en 4poca de secas D ) dotación, LF abF día ) tiempo que dura la temporada de secas, día ) "actor de seguridad, mínimo <2 7 en decimal P ) n'mero de abitantes -l $olumen anual de agua de llu$ia captada se puede estimar a partir de la ecuación 0 6 * donde se relaciona la precipitación media anual y área de captación -n dise/os conser$adores es con$eniente considerar que se pueden apro$ecar el B8 7 de la precipitación total anual
+ónde) V$ ) $olumen anual captado, m< P& ) precipitación media anual, m A ) área de captación, mC n ) e(ciencia de captación del agua plu$ial, decimal Si el $olumen anual captado es mayor que el $olumen de almacenamiento necesario para satisfacer la demanda durante la 4poca de secas, no existirá problema de suministro -n el caso contrario, se tendrán problemas de abastecimiento -ntonces, al considerar sistemas de abastecimiento con agua
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&bastecimiento de agua 'nidad 2 de llu$ia, se deberá garanti&ar al menos que el $olumen captado es igual al $olumen almacenado para satisfacer la demanda durante la 4poca de sequía E$EMPO!% +eterminar qu4 $olumen de agua puede ser almacenado en una cisterna próxima a una casa rural, con un área de captación de B2 mC, si la precipitación media anual es de H2 cm Solución: 5onsiderando una e(ciencia de captación de B8 7 0dise/o conser$ador* y con$irtiendo la precipitación media anual a metro, se tiene) Dc I 2H2 m 0B2 m C * 02B8* I =BC8 m< E$EMPO & 7alcular el volumen de agua ue se debe almacenar en una cisterna para una población de 1B%% 8abitantes si se les asigna una dotación de 1%% lE8ab.Ed$a. +a precipitación media anual es de % cm* ) la 0poca de lluvias dura 4 meses. Determinar el rea de captación reuerida para satis#acer el volumen de almacenamiento reuerido. Solución: La duración de la 4poca de sequía será) 9 I 3 meses x <2 días Fmes I C=2 -l $olumen necesario Ds, para el consumo en 4poca de secas, considerando un factor de seguridad de <27 será Ds I 622 L F ab d x C=2 d x 06 J 2<2 * x 6822 ab I =K3 x 62B Litros Ds I =K, 322 m< -l $olumen anual captado, considerando la precipitación media anual de 2H2 m, y un dise/o conser$ador 0B8 7 de e(ciencia de captación*, será) D5 I 2H2 x % x 2B8 I 2KB8 % #ara que no exista problema de suministro, al menos debe tenerse que) D5 I Ds 2KB8 % I =K322 m< #or lo que el área de captación necesaria es ) % I =K322 F 2KB8 I KH,<<< mC
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2.8.9 DISEÑO DE OBRAS DE CAPTACIÓN SUPERFICIALES. #ara el dise/o de obras de captación super(ciales se requiere obtener, la información siguiente) Da%" id&%+0-i$%" Gasto medio, máximo y mínimo :i$eles de agua normal, extraordinario y mínimo 5aracterísticas de la cuenca, erosión y sedimentación -studios de inundaciones y arrastre de cuerpos .otantes
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A",e$%" E$%n05i$%" #laneamiento de opciones, elección de la más económica que cumpla con los requerimientos t4cnicos 5ostos de construcción, operación y mantenimiento •
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5osto de las obras de protección 9ipo de tenencia del terreno
Ti,%" de %&a" de %5a. +ependiendo de las características idrológicas de la corriente, las obras de captación pueden agruparse en los siguientes cuatro tipos) a* 5aptaciones cuando existen grandes $ariaciones en los ni$eles de la super(cie libre 9orres para captar el agua a diferentes ni$eles, en las márgenes o en el punto más profundo del río b* 5aptación cuando existen peque/as oscilaciones en los ni$eles de la super(cie libre, como estaciones de bombeo (jas con toma directa en el rió o en un cárcamo 5anales de deri$ación con o sin desarenadores 1na estructura de este tipo comprende, esencialmente 1n muro equipado corrientemente de una compuerta en pre$ención de las crecidas 0D6* 1na incisión de la margen pro$ista de compuertas que permiten detener las aguas en exceso y cerrar la toma 0DC* 1n canal 0 5 * que, partiendo de la incisión cuente en su origen con un $ertedor 0+* que permita el retorno del agua sobrante al río, y 1na compuerta 0D<* que permita cerrar completamente el canal c * 5aptaciones para escurrimientos con peque/os tirantes muro con toma directa 0"ig CB* d* 5aptación directa por gra$edad o bombeo -ste es el caso com'n para sistemas rurales por lo que se presentará con mayor detalle en un apartado especial 5aptación directa 5uando el agua de un río está relati$amente libre de materiales de arrastre en toda 4poca del a/o, el dispositi$o de captación más sencillo es un sumergido -s con$eniente orientar la entrada del tubo en forma tal que no quede enfrente la dirección de la corriente, y se debe proteger con malla metálica contra el paso de objetos .otantes La sumergencia del dispositi$o debe ser su(ciente para asegurar la entrada del pago del gasto pre$isto en el sistema -n $ista de que la dirección y $elocidad de la corriente no pueden determinarse con exactitud en la &ona de acercamiento es con$eniente suponer una p4rdida de carga por entrada equi$alente a la carga de $elocidad 0DC F Cg*, siendo D la $elocidad de .ujo en el tubo para el diámetro y gastos dado y, g la aceleración de la gra$edad -sa p4rdida se aumenta considerablemente si la entrada está protegida con rejillas Su $alor puede estimarse tomando en cuenta el área libre de entrada al tubo y el coe(ciente de contracción del .ujo a tra$4s de la rejilla Si por ejemplo, una rejilla reduce el área del tubo en un =2 7 y el coe(ciente de contracción es del orden de 28, la perdida por entrada será de
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-n el caso en que la captación por gra$edad no sea factible debido a la topografía el m4todo de captación recomendable es por bombeo +e las bombas disponibles comercialmente, la bomba centrífuga ori&ontal tiene la $entaja de que la ubicación del equipo de bombeo y el punto de captación pueden ser distintos, o sea que la estación de bombeo pude construirse en el sitio más fa$orable desde el punto de $ista de cimentación, acceso, protección contra inundaciones, etc Su des$entaja principal es que la altura de succión queda limitada y el desni$el máximo permisible entre la bomba y el ni$el de bombeo, es relati$amente peque/o +e eco, se puede a(rmar que cuando se trata de la captación directa de las aguas super(ciales, el tipo de bomba más com'nmente empleada es la bomba centrífuga ori&ontal La bomba centrífuga $ertical 0tipo po&o profundo * tiene mayor e(ciencia, pero el costo del equipo es mayor y la estación de bombeo tiene que ubicarse directamente por encima del punto de captación -stas condiciones a $eces representan problemas gra$es de cimentación, resultando obras de construcción sumamente costosas no compatibles con sistemas rurales
2.;.9 DISEÑO DE OBRAS DE CAPTACIÓN DE AGUAS SUBTERR
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&bastecimiento de agua 'nidad 2 dónde se encuentra bajo las condiciones que le permitan llegar rápidamente a los po&os a (n de poder ser utili&ada en forma económica % continuación se describe un enfoque para reali&ar una exploración del agua subterránea 5iertos indicios 'tiles en la locali&ación de abastecimientos de agua subterránea son por ejemplo, que 4sta probablemente se encuentra en mayores cantidades bajo los $alles que en las partes altas; en las &onas áridas cierto tipo de plantas; nos indican que el agua que las nutre se encuentra a poca profundidad; asimismo en las áreas en donde el agua aparece super(cialmente como son manantiales, pantanos y lagos, tambi4n debe existir agua subterránea aunque no necesariamente en grandes cantidades o de buena calidad; sin embargo, los indicios más $aliosos son las rocas, ya que los idrólogos y los geólogos las agrupan sin importar que sean consolidadas como las areniscas, cali&as, granitos y basaltos; o no consolidadas como las gra$as, arenas y arcillas La gra$a, la arena, y las cali&as, son las mejores conductoras del agua, sin embargo, solo constituyen una parte de las rocas que forman la corte&a terrestre y no todas ellas aportan la misma cantidad de agua La mayor parte de las rocas constituidas de arcilla, lutitas y rocas cristalinas son en general pobres productoras, pero pueden aportar agua su(ciente para usos dom4sticos en las áreas en donde no se encuentran buenos acuíferos Los lineamientos generales para reali&ar una exploración del agua subterránea son los siguientes) #rimero se elabora un plano geológico que muestre los diferentes tipos de roca que a.oren a la super(cie y de ser posible, secciones y explicaciones anexas, deben mostrar justamente cuáles rocas son probables conductoras de agua y en donde se encuentran por debajo de la super(cie +espu4s de reunirse toda la información respecto a la existencia de po&os, su locali&ación, profundidad de perforación, profundidad a ni$el del agua, caudal promedio y el tipo de rocas que se ayan encontrado al perforar La istoria de los po&os en donde el perforista a tenido el cuidado de registrar la profundidad y el tipo de los diferentes estratos que a ido encontrando al reali&ar la perforación, siempre son de gran utilidad para conocer las condiciones geoidrológicas de cualquier región La istoria de un po&o es realmente 'til cuando incluye lo siguiente) Muestras de las rocas, información de cuáles estratos contienen agua y con qu4 facilidad la ceden, la profundidad a que se encuentre el ni$el estático del agua en los estratos que la contengan y los datos de las pruebas de aforo y bombeo de cada uno de los acuíferos a (n de poder determinar cuánta agua pueden aportar y cuánto se abate el ni$el del agua de acuerdo a los caudales de bombeo 5uando no ay po&os o no existe la su(ciente información sobre ellos, es necesario perforar algunos po&os de exploración, mediante los cuales se obtienen muestras del material encontrado durante el a$ance de la perforación, mismo que posteriormente es examinado y anali&ado para determinar cuáles estratos son los que contienen agua y de que tama/o son las áreas en que se extienden
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Los reportes y los planos que sobre las condiciones geoidrológicas de cualquier región se elaboren, deben mencionar los lugares en donde puede encontrarse el agua subterránea, la calidad química de 4sta y en forma muy general que cantidad puede obtenerse, asimismo los lugares en que tienen lugar la recarga y descarga natural de los acuíferos RECONOCIMIENTOS GEOLÓGICOS: Mediante los reconocimientos geológicos es posible obtener conclusiones idrogeológicas de una región, pudi4ndose a$an&ar en forma rápida gracias al desarrollo que a tenido a 'ltimas fecas la fotointerpretación; sin embargo, en cualquier estudio siempre serán necesarios los reconocimientos de campo, que permiten a(nar lo obser$ado en las fotografías -n la exploración, el geólogo se sir$e de la petrografía, de la estratigrafía de la geología estructural y de la geomorfología La petrografía constituye uno de los renglones más importantes dentro de los reconocimientos geológicos, ya que mediante ella, es posible determinar la porosidad y la permeabilidad característica de los diferentes tipos de roca, eliminando en función de dicas características, las &onas que no representan condiciones fa$orables para la locali&ación del agua subterránea La porosidad determina la cantidad de agua que puede almacenarse y la permeabilidad la facilidad con que 4sta puede extraerse La tabla C6 muestra una clasi(cación general de algunos tipos de rocas en función de su porosidad y de su permeabilidad
La estratigrafía es un instrumento esencial para la prospección idrogeológica de extensas regiones de rocas sedimentarias o $olcánicas La posición y el espesor de los ori&ontes acuíferos así como la continuidad de las capas con(nantes re$isten particular importancia, por lo que el auxilio de la estratigrafía resulta siempre indispensable
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&bastecimiento de agua 'nidad 2 La geología estructural junto con la estratigrafía se utili&a en la locali&ación de los ori&ontes acuíferos que ayan sido despla&ados por mo$imientos tectónicos Los estudios estructurales son tambi4n utili&ados para locali&ar &onas de fracturación en rocas compactas pero frágiles; o bien en la locali&ación de fallas en materiales no consolidados que en ocasiones pueden formar barreras idrológicas, las cuales son importantes en el estudio del mo$imiento del agua subterránea
Las aguas de las capas acuíferas del subsuelo se clasi(can en) a* aguas freáticas Las aguas freáticas son aquellas que no tiene presión idrostática, trabajan por la acción de la presión atmosf4rica, circulando el agua en materiales graduados, no con(nados, como arenas y gra$as, esta agua se locali&a a profundidades que $an de 62 a <22 metros b* aguas artesianas Las aguas artesianas son aquellas que están con(nadas bajo una presión idrostática mayor que la %tmosf4rica, por una capa superpuesta de material relati$amente impermeable esta agua se locali&a a profundidades que $an de <62 a <22 metros de profundidad o más +esde el punto de $ista de calidad las aguas artesianas es la de mejor calidad; en mucos casos potable, en otros muy minerali&ada y es la que esta menos expuesta ala contaminación Se estima que aproximadamente el H27 el agua que se usa para industria y más o menos el B27 de los abastecimientos p'blicos de agua para consumo dom4stico, procede del bombeo de aguas subterráneas, en nuestro medio CAPTACI'# E MA#A#TIAES: Gene&a+idade". -l principal objeti$o es captar y apro$ecar los peque/os manantiales, que se encuentran generalmente en las laderas de las monta/as, con el (n de lle$ar el agua a las partes bajas, donde se apro$ecará para el consumo umano Los factores más importantes que inter$ienen en la locali&ación, dirección y rea de in.uencia de los a.oramientos son) -l ciclo idrológico de la región La topografía La geología de la cuenca Las aguas de manantial generalmente .uyen desde un estrato acuífero de arena y gra$a y a.oran a la super(cie debido a la presencia de un estrato de material impermeable, tal como arcilla o roca, que les impide .uir e in(ltrarse Los mejores lugares para buscar manantiales son las laderas de monta/as La $egetación $erde en un cierto punto de un área seca puede indicar la presencia de un manantial en el lugar o aguas arriba Los abitantes de la &ona
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&bastecimiento de agua 'nidad 2 son los mejores guías, y probablemente, conocen todos los manantiales del área -l agua de manantial generalmente es potable, pero puede contaminarse si a.ora en un estanque o al .uir sobre el terreno #or esta ra&ón el manantial debe protegerse con mampostería de tabique o piedra, de manera que el agua .uya directamente acia una tubería, e$itando así que pueda ser contaminada #ara proteger el manantial debe exca$arse la ladera donde el agua sale y construirse un tanque o ?caja de manantialA -l detalle de la (gura muestra la unión de la tubería con los codos a H2o, con el (n de permitir que el (ltro sea le$antado sobre el ni$el del agua para su limpie&a +ebe tenerse el cuidado de no exca$ar demasiado en el estrato impermeable, ya que puede pro$ocarse que el manantial desapare&ca o a.ore en otro sitio
%ntes de construir el muro de la caja de manantial adyacente a la ladera, es con$eniente apilar rocas sin juntear contra el ?ojo del manantialA -sto es con el (n de construir una cimentación adecuada del muro posterior para e$itar que al salir el agua desla$e el material del acuífero +ebe tenerse presente que despu4s de una llu$ia el agua puede .uir más rápidamente por lo que el muro debe quedar (rmemente colocado, para ello se pueden emplear rocas de gran tama/o combinadas con algunas peque/as, gra$a e incluso arena para llenar los espacios La tubería de salida debe estar colocada a cuando menos 62 cm sobre el fondo de la caja y bajo el ni$el donde a.ora el agua Si el ni$el del agua en la caja del manantial fuera muy alto, los sedimentos podrían bloquear el a.oramiento del agua -n el extremo de la tubería de salida, locali&ado en interior de la caja, debe instalarse un (ltro para e$itar que piedras, ramas u otros objetos obstruyan la tubería 1na manera de acer este (ltro es con un tramo corto de tubería de polietileno, taponado en un extremo y con peque/as perforaciones a su alrededor 9ambi4n debe instalarse una tubería de demasías de diámetro su(ciente para desaguar el gasto máximo en 4poca de llu$ias bajo el ni$el de a.oramiento del agua -l extremo de la tubería de demasías locali&ado en el interior de la caja debe quedar cubierto con un (ltro adecuado para mantener fuera a los mosquitos y a las ramas La losa de la caja debe quedar al menos <2 cm arriba del ni$el del terreno para e$itar que el agua de llu$ia entre a la caja 9ambi4n con esta (nalidad, el registro que se construye en el teco de la caja debe tener un reborde de 62 cm La tapa de registro debe quedar asegurada con bisagras y candado 1na tercera tubería locali&ada en el fondo de la caja se instala con la (nalidad de extraer los sedimentos -sta tubería debe tener en su extremo un tapón que no pueda retirar cualquier persona sin erramientas Si no es posible acer una exca$ación su(ciente para que el fondo de la caja del manantial est4 62 cm por debajo de la tubería de salida, entonces puede usarse una tubería de 8 cm de diámetro y conducir el agua a otra caja
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&bastecimiento de agua 'nidad 2 locali&ada a una distancia no mayor de 82 m a la cual se le llama ?trampa de sedimentosA -sta caja tambi4n debe tener losa, tubería de demasías a prueba de mosquitos y tubería de salida a 62 cm del fondo con (ltro Si el manantial tiene un rendimiento menor a 8 litros por minuto la trampa se puede construir para $arios manantiales, como se muestra en la 0"ig C6K* -sta caja debe contar con registro Re$%5enda$i%ne" ,a&a e#ia& +a ,'&dida de+ 5anania+ % ien +a di"5in*$i0n de+ -a"%: Limpiar con todo cuidado la &ona de a.oramientos, quitando árboles, basuras, lodo, ierbas, etc 5onducir el agua por medio de tubería perforada de barro o de concreto sin juntear 0Galería "iltrante*, locali&ada a un ni$el inferior al que tengan los brotes de agua, basta una caja colectora de mampostería, la cual debe tacarse con una losa de concreto %l construir las cajas colectoras los muros no se deben desplantar a muca profundidad, ya que al afectar exca$aciones en la &ona de a.oramiento se notan cambios en el r4gimen idráulico +ebe e$itarse el uso de explosi$os que casi siempre acen perder el a.oramiento y a $eces es imposible $ol$er a locali&arlos +ebe e$itarse el bombeo que se ace para trabajar en seco, pues aleja algunas corrientes de agua y aunque en ocasiones $uel$en a aparecer en la super(cie, pueden cambiar la locali&ación del manantial Nay que tener presente que la colocación de tuberías, materiales graduados, cajas colectoras, etc, debe acerse precisamente sobre el manantial y no construir la conducción asta tener una idea del gasto efecti$o AGUAS FRE
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&bastecimiento de agua 'nidad 2 +a un rendimiento $ariable por la .uctuación considerable del ni$el freático 5alidad sanitaria del agua probablemente de(ciente #ara estos po&os exca$ados a cielo abierto existe el procedimiento tipo O indio O 0 por tener su origen en la Pndia * -n estos po&os, la cimbra se forma pre$iamente en el exterior y en el sitio de la construcción, se arma el refuer&o y se $a colocando el ademe o pared, mismo que por su propio peso y con el auxilio de la exca$ación se $a undiendo a medida que se profundi&a el po&o -l ademe se forma en anillos de 622 a 682 m de altura, con el diámetro requerido y espesor mínimo de 2<2 m dependiendo 4ste 'ltimo del peso que debe tener los anillos para $encer la fricción entre el concreto y el suelo CAPTACIÓN POR GALER>AS FILTRANTES. 1na galería (ltrante se utili&a principalmente para captar el agua subál$ea de corrientes super(ciales, construy4ndose de preferencia en los márgenes, paralelamente a la corriente o trans$ersalmente, tambi4n cuando el agua subterránea está a profundidad moderada -stas obras, en lo general, deben proyectarse de acuerdo con la posición y forma del acuífero, con el corte geológico y con las cur$as de ni$el del terreno y de la super(cie exterior del ni$el freático, a (n de orientar la galería con la dirección de la mayor pendiente de la super(cie formada por el ni$el de saturación Las galerías (ltrantes son exca$aciones en t'neles o a cielo abierto, re$estidas o no, que penetran en la &ona de saturación del terreno para captar y colectar por gra$edad el agua del subsuelo Se pude calcular el gasto de extracción de una galería (ltrante utili&ando la ley de +arcy 9omando en consideración el tipo de terreno en cual se aya Si se tiene un exca$ación uniforme el área es función de @; entonces Q I R %i
,ste gasto es unitario* es decir* por metro de longitud de galer$a ) por lado )a ue representa el aportado por una sola de sus paredes. bras de captación
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&bastecimiento de agua 'nidad 2 Donde( G 9asto en m3Edia.. H G 7oefciente de permeabilidad ) su valor var$a segn el dimetro e#ectivo del material ad)acente como )a se eAplico . < G
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&bastecimiento de agua 'nidad 2 -l uso de tubos de concreto obligada a tener grandes diámetros y longitudes importantes de galería que encarecería muco la obra; además, el manejo de los tubos de concreto simple perforados tenía que ser muy cuidadoso Las galerías (ltrantes se emplean tambi4n en la captación de manantiales cuando se presentan en las laderas o cuando a.oran en una super(cie y no en un punto de(nido id&?*+i$a de +a" -a+e&3a" Las formulas teóricas que se an desarrollado para 4l cálculo de los gastos que se pueden captar con una galería (ltrante están basados fundamentalmente en la ?Ley de (ltración de +arcyA, y en las teorías sobre el escurrimiento del agua en medios permeables, omog4neos e isotrópicos 9ambi4n el dise/o de la galería se puede acer como sigue) conocido el gasto requerido, se elige un diámetro en los catálogos de tubería de acero ranurada por ademe, de preferencia la de tipo ?concaA, con ranuras de =B3 a K<8 mm, obteniendo el área de in(ltración requerida, di$idiendo el gasto entre la $elocidad de entrada del agua a tra$4s de las ranuras, considerando un $alor de 62 cmFseg La longitud de la tubería se obtendrá di$idiendo el área obtenida entre el área de in(ltración por metro, del diámetro considerado La tubería de la galería $a unida al cárcamo de bombeo para (jar la locali&ación, profundidad y características de la galería se efectuará pre$iamente pruebas de campo, aciendo perforaciones de exploración con profundidades de = a 3 m, espaciados de 822 a 6222 m en el eje probable de la galería 1na galería de in(ltración consiste en un tubo perforado o ranurado , rodeando de una capa de gra$a o piedra triturada graduada instalada en el acuífero super(cial, o en el caso de captación indirecta de aguas super(ciales, en el estrato permeable que se comunica con dicas aguas -n los extremos aguas arriba de la galería y a una longitud aproximada de 82 m, normalmente se coloca un po&o de $isita -n el extremo aguas abajo se construye un tanque o po&o recolector, de donde se conducen las aguas por gra$edad o por bombeo acia el sistema de distribución -l tubo de recolección usualmente es de concreto o de (brocemento Su diámetro es función del gasto, siendo el mas recomendable del orden de C22 ó C82 mm La galería de infiltración se orienta con la dirección predominante del flujo subterráneo. Cuando la velocidad de un rió es pequeña y existen extractos de alta permeabilidad que se conectan, la galería normalmente se instala paralela al eje del mismo. n este caso, la dirección del flujo subterráneo principalmente es desde el río !acia la galería, aunque desde el lado opuesto de la misma tambi"n penetrará el agua, ya que el río y la instalación de la galería será análoga.
-n caso de cursos rápidos y extractos de baja permeabilidad, será necesario in$estigar la dirección del .ujo subterráneo, a (n de interceptar el paso del mismo con la galería de in(ltración
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&bastecimiento de agua 'nidad 2 :ormalmente, unos ramales perpendiculares al eje del río dan los resultados deseados 0"ig CC8*5uando no existen extractos permeables con la excepción de unos bancos de arena o gra$a depositados por el río en un leco limitado la galería se instala por debajo del río, normal a su eje La misma solución se emplea cuando el acuífero es de muy baja permeabilidad -U-M#L> 6 5omo una idea inicial para el proyecto de una galería (ltrante sin tener toda$ía las características del terreno, se reconoce 4ste como una me&cla de arena (na y sedimentos Se desea saber la longitud de la galería para extrae un gasto de 8 ltsFseg La aportación a la galería será por ambos lados seg'n se obser$a por su ubicación y condiciones geoidrológicas ; por tanto)
Si se exca$a bajo el ni$el estático C m y el tubo de captación es de <2 cm de diámetro, entonces) N I C m; I 2C2 m Supóngase que; L I 62 m R I 3K= mFdía q I 3K= = V 22=F62 q I <=C m
-U-M#L> C 5álculo de la Galería (ltrante ori&ontal Q I C2 lFseg D I Delocidad del agua a tra$4s de los ori(cios D I 6 cmFseg d I +iámetro de la tubería d I C2 cm Los diámetros de los agujeros $aría de C8 a 82 cm, con una separación de 68 a C8 cm + I +iámetro del agujero + I <2 cm % I rea de cada agujero % I 2B38 +C % I 2B38 0 <2*C I B2B cmC 9omaremos una separación de 68 cm entre agujeros
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&bastecimiento de agua 'nidad 2 :umero de agujeros I 622 cmF 68 cm I KKK I B agujeros :'mero de ileras I semi perímetro FCS I W+ FCS I 0 <6=6K 2C2 * F C 268* I C2H I < :'mero de agujeros por metro I B agujeros x < I C6 agujeros %t I %rea total %t I B2B x C6 I 6=3 cmXFml %i I rea de in(ltración
#ara determinar la longitud de la tubería) rea de in(ltración) rea total de un ori(cio F metro por longitud
-U-M#L> :o < 5alculo de la longitud de una galería (ltrante ori&ontal Q I BH= lFseg D I Delocidad del agua a tra$4s de las (suras I 6 cmFseg d I +iámetro de la tubería I C2 cm + I +iámetro de los agujeros 0 C8 82 cm * I < cm S I Separación entre agujeros 0 68 C8 cm * I 68 cm %o I rea de agujeros I 2B38 dX I 2B38 0 < * X I B2B cmX :o de agujeros F m I 622 cm F 68 cm I KKK B agujeros :'mero de ileros I semiperímetro I W+FCS I 0 <6=6K x 2C2 * F C x 268 * I C2H I <2 :o de agujeros por metro I B x < iladas I C6 agujerosF ml %t I rea total de los agujeros %t I B2B cm X x C6 I 6=3 cm X F ml %i I rea de in(ltración
Se usará tubería de concreto simple ranurada con una longitud de 8= ml y con un diámetro de C2 cm ori(cio de < cm de diámetro, separada 68 cm
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POZOS RANNE@ O POZOS COLECTORES ORIZONTALES .
-stos po&os radiales, consisten en un po&o central armado, de un diámetro inferior mínimo de =22 m con paredes de 2=8 m cuyo fondo está cerrado con una solera fuerte de concreto armado % 6C2 m del fondo del po&o y en ori(cios pre$iamente dejados en las paredes del mismo, se introducen ori&ontalmente unos tubos perforados con longitudes de <2 a 32 m, estos tubo se introducen con ayuda de gastos idráulicos Los tubos lle$an los siguientes accesorios) 1na punta de acero en la extremidad externa, que facilitan su penetración en el terreno 1nos anillos que sir$en de guía al tubo y un cople o manguito impermeable La extremidad interior de cada tubo está pro$ista de una compuerta plana que acciona desde la casa de máquina, empla&ada sobre el po&o central -stos po&os están fundados en los principios siguientes) "iltración de una gran superficie de capa acuífera -xtracción artificial de la arena de la misma capa acuífera 5ontrol del gasto del po&o cerrando los tubos con$enientes Pmpermeabilidad de las paredes del po&o, pues act'a como cárcamo o recolector de las aguas subál$eas La $elocidad del paso del agua por los agujeros debe estar entre K y 6C mm, por segundo y en el tubo mismo de 6 a C m, por segundo La &ona de captación que se forma alrededor de cada tubo en ser$icio tiene una ancura comprendida entre 682 y C82 m, seg'n sea la composición de la capa (ltrante subál$ea La capacidad de captación en r4gimen normal de ser$icio la da la fórmula)
G 2 r 8 HE1B /2
-n la que) Q I G%S9> -: M< #>! S-G1:+> ! I radio del po&o en m N I %ltura del agua sobre la solera en r4gimen normal R I 5oe(ciente de permeabilidad en mFs -l gasto pues, depende del radio r y de la altura y como poco se puede acer para aumentar dica altura, debe actuarse sobre el radio, que puede ser grande %l ser la $elocidad de in(ltración en estos po&os asta <2 $eces inferior a la de los ordinarios 026 mm 5ontra < mm por segundo* el arrastre de arenas y elementos (nos es menor y se reduce el peligro de asol$amiento de los tubos #ara regular esta $elocidad de in(ltración se maniobran las compuestas -l rendimiento idráulico de la capa acuífera llega en estos po&os a B2 2 H2 7 contra C8 a <2 7 de un po&o ordinario, pudiendo llegar, en capas freáticas, de C22 a =22 litrosF segundo Si los po&os están próximos a un río, pueden dar de B82 a 6,682 litrosFseg
SISTEMA DE PU@ONES. bras de captación
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&bastecimiento de agua 'nidad 2 9ambi4n se puede captar el agua freática por un sistema llamado de puyones, cuando el medio permeable es arenoso y super(cial -ste sistema consiste en incar en el terreno una serie de tubos de peque/os diámetros 06O a CO * y de = o 8 metros de longitud -stos tubos se perforan y se incan a distancias que .uct'an entre <2 y K2 m una de otra y se conectan todos a un tubo m'ltiple principal, que a su $e& está conectado a una bomba centrífuga 5on 4ste sistema se captan peque/as cantidades de agua, pues cada puyón en 4stas condiciones capta más de 6 ltsFseg su empleo en nuestro medio depende de las características del suelo y del ni$el freático La tubería de la galería quedará unido al cárcamo de bombeo #ara (jar la locali&ación #rofundidad y características de la galería se efectuarán pre$iamente pruebas de campo, aciendo perforaciones de exploración con profundidad de = a 3 m espaciadas de 8 a 62 m en el eje probable de la galería POZOS PROFUNDOS. -s una perforación forrada o encamisada que intercepta las corrientes o acumulaciones de aguas subterráneas con el (n de extraerlas @a emos $isto que al agua artesiana está a presión diferente de la atmosf4rica por estar con(nada entre dos capas de terreno impermeable +e las aguas subterráneas, 4sta es la fuente que más agua proporciona y a la que se recurre cuando se abastece a poblaciones de fuerte concentración demográ(ca 1n ?po&o artesianoA es aquel en el que el agua se ele$a por encima del ni$el en que se encuentra el acuífero, debido a la presión del agua aprisionada en el acuífero
&Esue*a de +o,os artesianos Kaciendo re#erencia a la* los componentes de los po-os son( a/.&deme. ,s una tuber$a* generalmente de acero* colocada con 8olgura dentro de la per#oración. roporciona una coneAión directa entre la superfcie ) el acu$#ero ) sella el po-o de las aguas indeseables superfciales o poco pro#undas. &dems* soporta las paredes del aguMero de per#oración. b/. 7eda-o* fltro o ademe ranurado. ,l ceda-o es un tubo ranurado colocado al interior del ademe* ue tiene las siguientes #unciones( ,stabili-ar las paredes de la per#oración. ;antener la arena #uera del po-o. Facilitar la entrada de agua al interior del po-o. +os ceda-os se #abrican en tubo de di#erentes metales con protección o sin ella* en aleaciones de plstico* concreto* fbrocemento o fbra de vidrio. +os ms económicos ) comnmente usados* son los #abricados en tubo de acero con baMo contenido de carbón. 5i las ranuras o per#oraciones del ceda-o no son de la dimensión precisa para el acu$#ero* los po-os bombearn arena.
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&bastecimiento de agua 'nidad 2 ,l ceda-o del po-o es particularmente susceptible al ataue corrosivo ) a la incrustación por depósito de minerales debido a la gran cantidad de arena eApuesta ue representa el medio poroso donde se locali-a. &dems* el agua ue lo atraviesa constantemente puede traer sólidos dispuestos ue reaccionen con el material del ceda-o o entre s$. c/. ,mpaue de grava . +as #unciones principales del empaue de grava son( ,stabili-ar el acu$#ero ) minimi-ar el bombeo de arena. ermitir el uso del ceda-o con la ma)or rea abierta posible. roporcionar una -ona anular de alta permeabilidad* aumentando el radio e#ectivo del po-o ) su gasto de eAplotación. ,l sitio elegido para la per#oración estar de acuerdo con los estudios geo8idrológicos )Eo geo#$sicos. ,l pro)ecto de entubamiento depender del corte geológico del po-o )a per#orado ) del registro el0ctrico ue nos dar la pro#undidad del acu$#ero. ,l dimetro del ademe estar en #unción del dimetro de los ta-ones del euipo de bombeo ue asegure el gasto de eAplotación.
1. 5ello sanitario* generalmente con tubos de :7. De !N 8asta 12N 2. Dimetro del po-o de 6N 8asta 12O 3. ubo :7 encamisado de la bomba de BN 8asta 1%N 4. Filtro 8ec8o con gravas de rió no 2 ó 3 B.
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&bastecimiento de agua 'nidad 2
Bi+i%-&a63a
+ibro( &bastecimiento de agua &utor( edro &EapuntesRa ap)aE&&>&2R6.pd# ;anual de captación de aguas de lluvia para centros urbanos &utores( Iln &dler 9abriela 7armona @os0 &ntonio "oMalil
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