1OBRAS DE CAPTACION Las obras de captacin son

las obras civiles y equiposelectromecnicos que seutilizan para reunir ydisponer adecuadamentedel agua superficial osubterrnea.

2OBRAS DE CAPTACINSUPERFICIALES.

Para el diseo de obras de captacin superficiales serequiere obtener, la informacin siguiente:

a).- Datos Hidrolgicos Gasto medio, mximo y mnimo Niveles de agua normal, extraordinario y mnimo Caractersticas de la cuenca, erosin y

sedimentacin Estudios de inundaciones y arrastre de cuerpos

flotantes

b).- Aspectos Econmicos Planeamiento de opciones, eleccin de la

ms econmica que cumpla con losrequerimientos tcnicos

Costos de construccin, operacin ymantenimiento

Costo de las obras de proteccin Tipo de tenencia del terreno Tipos de obras de toma.

3TIPOS DE CAPTACIONESSUPERFICIALES (BOCATOMAS)

TOMA LATERAL CON MURO TRANSVERSALEs utilizada en ros relativamente pequeos oquebradas, en donde la profundidad del cauceno es muy grande.

BOCATOMA DE FONDO Es utilizada en condiciones semejantes a las de

la bocatoma con muro transversal

BOCATOMA LATERALCON BOMBEOSon empleadas para roscon caudales grandes y deuna seccin relativamenteancha

4 BOCATOMA LATERALPOR GRAVEDAD

Si se dispone decondiciones hidrulicas ytopogrficas suficientes, lacaptacin en ros profundospuede hacerse porgravedad y de manerasimilar a la muro con tomatransversal

TOMA EN EMBALSES O LAGOS Torre de captacin Por medio de una torre

con orificios a diferentesalturas, se puede captarel agua sin importar elnivel al cual se encuentre;posteriormente seconduce el agua a unpozo de succin

5 Sifn Si las condiciones

topogrficas lo permiten, sepuede hacer un sifn queconduzca el agua a un canalal otro lado del jarilln. Serequiere una bomba paracebar el sifn y una vlvulareguladora del caudal, yaque la cabeza es variable

Toma de Fondo Es utilizada en ros de gran

caudal y poca velocidad oen lagos. En el caso deros, stos deben ser debaja turbiedad con el finde no colmatar muyrpidamente el filtro degrava. Se debe disponerde un sistema deretrolavado del filtro

6BOCATOMA DE FONDO El agua es captada a travs de

una rejilla colocada en la partesuperior de una presa, que a suvez es direccionada en sentidonormal de la corriente.

El ancho de esta presa puedeser igual o menor que el anchodel ro. La bocatoma de fondoconsta de:

Presa Su cota superior est

al mismo nivel de lacota del fondo del ro.Construidageneralmenta enconcreto ciclpeo,dentro de ella seencuentra el canal deaduccin

7 Solados o enrocado superior e inferior Ubicados aguas arriba y aguas abajo de la

presa, tienen por objeto protegerla de laerosin. Pueden ser construidos enconcreto o enrocado.

Muros laterales Encauzan el agua hacia la rejilla y

protegen los taludes. El ancho de estosmuros depende de la estabilidadestructural. Siendo en concretociclpeo, el ancho de los muros puedeser de 60 centmetros o inenos; estodepende del estudio de estabilidad delos mismos muros

Rejilla sta es colocada sobre el canal de

aduccin que se encuentra dentrode la presa. La longitud de la rejilla,y por lo tanto la del canal deaduccin,

puede ser menor que la longitud dela presa o el ancho de la garganta,segn las necesidades del caudalque se ha de captar. El anchomnimo es de 40 centmetros y ellargo mnimo de 70 centmetros,dados para facilitar la operacin delimpieza y mantenimiento

8 Canal de aduccin Recibe el agua a travs de la rejilla y

entrega el agua captada a la cmara derecoleccin. Tiene una pendiente entre el1% y el 4% con el fin de dar unavelocidad mnima adecuada y que seasegura para realizar las labores demantenimiento. La seccin de este canalpuede ser rectangular o Semicircular

Cmara de recoleccin Generalmente es cuadrada o rectangular,

con muros en concreto reforzado cuyoespesor puede ser de 30 centmetros y sualtura igual a la de los muros laterales. Ensu interior se encuentra un vertedero deexceso lateral que entrega el agua a unatubera de excesos que regresa el agua acauce

9CAPTACIN DE AGUAS SUBTERRANEAS Pozos de bombeo de aguas subterrneas Un pozo es una estructura utilizada para captar el

agua subterrnea de acufero. Existen diferentestipos de pozos segn sea la forma de suconstruccin y segn la manera de captacin delagua

Pozos excavados Pozos barrenados o taladrado Pozos hincados Pozos perforados

Galeras filtrantes Una galera filtrante se utiliza principalmente para captar

el agua sublvea de corrientes superficiales,construyndose de preferencia en los mrgenes,paralelamente a la corriente o transversalmente,tambin cuando el agua subterrnea est a profundidadmoderada. Estas obras, en lo general, deben proyectarsede acuerdo con la posicin y forma del acufero, con elcorte geolgico y con las curvas de nivel del terreno y dela superficie exterior del nivel fretico, a fin de orientarla galera con la direccin de la mayor pendiente de lasuperficie formada por el nivel de saturacin.

10

CAPTACIN DE MANANTIALES

El principal objetivo es captar yaprovechar los pequeos manantiales, quese encuentran generalmente en lasladeras de las montaas, con el fin dellevar el agua a las partes bajas

11

Los factores ms importantes queintervienen en la localizacin, direccin yrea de influencia de los afloramientosson:

El ciclo hidrolgico de la regin La topografa La geologa de la cuenca

DISEO HIDRULICO Y DIMENSIONAMIENTOPARA LA CAPTACIN DE UN MANANTIAL DE LADERA

CONCENTRADO

12

Calculo de la distancia entre el afloramiento y lacmara hmeda

Es necesario conocer la velocidad de pase yla perdida de carga sobre el orificio desalida. En la Figura 4.4, aplicando laecuacin de Ber- noulli entre los puntos O y1, resulta:

Considerando los valores de Po, Vo, P, y h,igual a cero, se tiene:

Donde:ho = Altura entre el afloramiento y el orificio de entrada (se recomiendan valores de0.4 a 0.5 m.).V1 = Velocidad terica en m/s.g = Aceleracin de la gravedad (9.8 1 m/s2)

Mediante la ecuacin de continuidad considerando los puntos 1 y 2, se tiene:

Siendo A1 = A2

Donde : V2 = Velocidad de pase (se recomiendan valores menores o iguales a 0.6 m/s). Cd = coeficiente de descarga en el punto 1 ( se asume 0.8).Reemplazando el valor de V, de la ecuacin 4.2 en la ecuacin 4.1, se tiene:

Para los clculos, ho es definida como la carganecesaria sobre el orificio de entrada que permiteproducir la velocidad de pase. En la Figura 4.5 seobserva:donde Hf es la perdida de carga que servir paradeterminar la distancia entre el afloramiento y la cajade captacin (L).

13

Ancho de la pantalla (b)Para determinar el ancho de la pantalla es necesario conocer el dimetro y el

numero de orificios que permitirn fluir el agua desde la zona de afloramientohacia la cmara hmeda. Para el calculo del dimetro de la tubera de entrada(D), se utilizan las siguientes ecuaciones:

Donde:Qmax. = Gasto mximo de la fuente en l/s.V = Velocidad de paso (se asume 0.50 mis, siendo menor que el valor mximo

recomendado de 0.60 m/s.).A = rea de la tubera en m2.Cd = Coeficiente de descarga (0.6 a 0.8).g = Aceleracin gravitacional(9.81 m/s2).h = Carga sobre el centro del orificio (m).Considerando la carga sobre elcentro del orificio (ecuacion 4.7) elvalor de A ser:El valor de D sera definido mediante : D =(4A/)1/2

Numero de orificios: se recomienda usar dimetros (D) menoreso iguales a 2". Si se obtuvieran dimetros mayores ser necesarioaumentar el numero de orificios (NA), siendo:

14

Altura de la cmara hmeda En base a los elementos identificados en la Figura 4.7, la altura total de

la cmara hmeda se calcula mediante la siguiente ecuacin:

Donde:A: Se considera una altura mnima de 10 cm. quepermite la sedimentacin de la arena.B: Se considera la mitad del dimetro de lacanastilla de salida.H: Altura de agua.D: Desnivel mnimo entre el nivel de ingreso delagua de afloramiento y el nivel de agua de lacmara hmeda (mnimo 3 cm.).E: Borde libre (de 10 a 30 cms.).Donde: H = Carga requerida en m.V = Velocidad promedio en la salida de la tubera de la lnea de conduccin en m/s.g =Aceleracin de la gravedad igual 9.81 m/s2.Se recomienda una altura mnima de H = 30 cm.

Dimensionamiento de la canastillaPara el dimensionamiento se considera que el dimetro de la canastilla

debe ser 2 veces el dimetro de la tubera de salida a la lnea deconduccin (Dc) (ver Figura 4.8); que el rea total de las ranuras (At)sea el doble del rea de la tubera de la lnea de conduccin; y que lalongitud de la canastilla (L) sea mayor a 3 Dc y menor a 6 Dc.

Conocidos los valores del rea totalde ranuras y el rea de cada ranurase determina el numero de ranuras:

15

Tubera de rebose y limpiezaEn la tubera de rebose y de limpia se recomiendan pendientes de 1 a 1.5% y

considerando el caudal mximo de aforo, se determina el dimetro mediante laecuacin de Hazen y Williams (para C=140):

donde: D = Dimetro en pulg.Q = Gasto mximo de la fuente en l/s.hf = Perdida de carga unitaria en m/m.

DISEO ESTRUCTURALPara el diseo, se considera el muro sometido al empuje de la tierra, es

decir, cuando la caja esta vaca. Cuando se encuentre llena, el empujehidrosttico tiene un componente en el empuje de la tierra favoreciendode esta manera la estabilidad del muro.

Las cargas consideradas son: el propio peso, el empuje de la tierra y la sub-presion.

Con la finalidad de garantizar la estabilidad del muro, se debe verificar quela carga unitaria sea igual o menor a la capacidad de carga del terreno;mientras que para garantizar la estabilidad del muro al deslizamiento y alvolteo, se deber verificar un coeficiente de seguridad no menor de 1.6.

16