Informe - Captaciones Superficiales

INFORME SOBRE CAPTACIONES SUPERFICIALES.

LUIS CARLOS DIAZ LOBO

ANTONIO JUAN ACEVEDO PEINADO

MARIA JOSE BECHARA MESTRA

JHON MARIO MERCADO YANES

JOSE JAVIER SALGADO OTERO

ACUEDUCTO

ING. KAREN GALVAN

UNIVERSIDAD PONTIFICIA BOLIVARIANA

MONTERIA – CORDOBA

24/09/2015

CONTENIDO

1 INTRODUCCION...............................................................................................2

2 OBJETIVOS......................................................................................................3

3 DEFINICION DE OBRAS DE CAPTACION......................................................4

4 TIPOS DE CAPTACIONES SUPERFICIALES.................................................5

4.1 TOMA LATERAL CON MURO TRANSVERSAL...............................................................5

4.2 BOCATOMA DE FONDO...................................................................................................6

4.3 BOCATOMA LATERAL CON BOMBEO...........................................................................7

4.4 BOCATOMA LATERAL POR GRAVEDAD.......................................................................8

4.5 TOMA EN EMBALSES O LAGOS.....................................................................................9

4.6 TOMA EN PRESAS.........................................................................................................11

4.7 OTRAS CAPTACIONES..................................................................................................13

5 CONSIDERACIONES PARA LA ESCOGENCIA DEL TIPO DE CAPTACION SUPERFICIAL.......................................................................................................14

5.1 UBICACIÓN DE LA CAPTACIÓN...................................................................................14

5.2 SEGURIDAD.................................................................................................................... 14

5.3 ESTABILIDAD.................................................................................................................14

5.4 ANÁLISIS DE COSTO MÍNIMO.......................................................................................15

5.5 FACILIDAD DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO.......................................................15

5.6 LEJANÍA DE TODA FUENTE DE CONTAMINACIÓN....................................................15

5.7 APROVECHAMIENTO DE LA INFRAESTRUCTURA EXISTENTE................................15

5.8 INTERFERENCIA A LA NAVEGACIÓN..........................................................................16

5.9 DESVIACIÓN DE CURSOS.............................................................................................16

5.10 ACCESOS........................................................................................................................ 16

5.11 CERRAMIENTOS.............................................................................................................16

5.12 VULNERABILIDAD Y CONFIABILIDAD.........................................................................16

6 BIBLIOGRAFIA...............................................................................................17

1 INTRODUCCION

En el presente trabajo se dan a conocer los tipos de captación superficial existentes y de uso común en proyectos de acueducto, sabiendo que las obras captaciones superficiales se realizan principalmente en ríos, lagos, embalses o presas, y que dependiendo de la magnitud del proyecto, las condiciones de la lámina de agua u otros factores se podrá determinar el tipo de captación correcta para la toma de agua necesaria.

2 OBJETIVOS

Identificar el tipo de captaciones superficiales que existen y pueden ser usadas, según el Reglamento Técnico de Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico.

Determinar el tipo de captación superficial más apropiada según el proyecto a ejecutar.

3 DEFINICION DE OBRAS DE CAPTACION

En término utilizado para las obras de captación, derivación o toma en ríos es “bocatoma”. Por medio de esta estructura se puede derivar el caudal de diseño y que generalmente es utiliza el caudal máximo diario.Son localizadas en zonas donde el suelo sea estable y resistente a la erosión, preferiblemente buscando el sector donde el cauce sea recto. Si la captación es en una curva se debe ubicar en la parte exterior de esta, teniendo en cuenta medidas de protección como muros de contención aguas arriba y aguas abajo.(López Cualla, 1995)

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:

Responder en todo momento a las situaciones cambiantes del curso de agua.

Tener una estructura adaptada al choque de la corriente líquida, al impacto de las embarcaciones, de objetos flotantes y material de arrastre.

No deben causar estanques ni grandes erosiones en el curso de agua.

La navegación no debe ser interferida.

En cualquier condición del río debe permitir captar el caudal de cálculo.

Debe ser estable al volcamiento, dotación y socavaciones.

4 TIPOS DE CAPTACIONES SUPERFICIALES

La escogencia de los diferentes tipos de bocatomas depende de factores como la naturaleza del cauce y la topografía general del proyecto.

4.1 TOMA LATERAL CON MURO TRANSVERSAL

Aconsejable en el caso de ríos caudalosos de gran pendiente y con reducidas variaciones de nivel a lo largo del período hidrológico. En este tipo de captación la estructura se ubicará en la orilla y a una altura conveniente sobre el fondo.

IMAGEN 4.1 – BOCATOMA EN RECTA Y EN CURVA

Fuente: Tomada del Libro de López, Cualla 2003.

IMAGEN 4.2 – BOCATOMA CON MURO TRANSVERSAL


Este tipo de bocatoma presenta una desventaja en épocas de lluvias la corriente arrastra material que se deposita en el pie del muro transversal, llegando a tapar completamente la rejilla y el desagüe.

4.2 BOCATOMA DE FONDO

El principio de este tipo de toma radica en lograr la captación en la zona inferior de escurrimiento. Las condiciones naturales de flujo serán modificadas por medio de una cámara transversal de captación.

Esta obra puede ser situada al mismo nivel de la solera a manera de un travesaño de fondo. Sobre la cámara de captación se empleara una rejilla, la misma que habilitara el ingreso de los caudales de captación y limitara el ingreso de sedimentos. El material que logre ingresar a la cámara será evacuado a través de una estructura de purga.

Puede ser empleada en cursos de agua con fuerte pendiente y sedimento compuesto por material grueso. Ofrece como ventajas menor magnitud de obras civiles, menor obstáculo al escurrimiento, no es fundamental la ubicación de esta.

IMAGEN 4.3 – BOCATOMA DE FONDO EN RIOS Y LAGOS


4.3 BOCATOMA LATERAL CON BOMBEO

Es empleado para ríos con caudales grandes y de una sección relativamente ancha. Requiere un número mínimo de dos bombas. El objeto de la rejilla será evitar el paso de elementos grandes que puedan llegar a obstruir la entrada al pozo de succión o la misma coladera de la tubería de succión. Se debe proteger el talud con muro de contención.

IMAGEN 4.4 – BOCATOMA LATERAL CON BOMBEO, EN PLANTA Y CORTE


4.4 BOCATOMA LATERAL POR GRAVEDAD

Sera usada en casos de que se disponga de condiciones hidráulicas y topográficas suficientes, la captación en ríos profundos puede hacerse por gravedad, de manera similar a la toma con muro transversal, remplazando el muro por compuertas y la rejilla por otra de mayores dimensiones. Es recomendable hacer el tratamiento primario de desarenado en forma inmediata.

IMAGEN 4.5 – BOCATOMA LATERAL POR GRAVEDAD, EN PLANTA Y PERFIL


4.5 TOMA EN EMBALSES O LAGOS

Se realiza por medio de una torre de captación con orificios a diferentes alturas, ya que es posible captar agua sin importar el nivel. También se puede utilizar un sifón con el fin de conducir el agua a un canal al otro lado del jarillón, si las condiciones topográficas son permisibles.

IMAGEN 4.6 – TORRE DE CAPTACION


IMAGEN 4.7 – CAPTACION POR SIFONAMIENTO


Además, se puede emplear una bocatoma de fondo por ser aguas con baja turbiedad, disponiendo de un filtro con sistema de retro lavado para no colmatarlo.

Otra alternativa de captación es el uso de estaciones de bombeo flotantes y deslizantes precisas para embalses con fluctuaciones grandes de niveles. Se coloca la bomba sobre un planchón, el cual se puede deslizar según el nivel del agua, esta se conectara a la tubería de conducción por medio de una manguera flexible.

IMAGEN 4.8 – ESTACION DE BOMBEO DESLIZANTE


4.6 TOMA EN PRESAS

La presa tiene la cota superior ubicada al mismo nivel de la cota del fondo del rio, compuesta por un canal de aducción que recibe el agua a través de una rejilla y entrega el agua captada la cámara de recolección que cuenta con un vertedero de excesos lateral en la parte interior para entregar agua a una tubería que regresa el agua al cauce.

IMAGEN 4.9 – BOCAMOTA DE FONDO EN PRESA (CORTE LONGITUDINAL)


IMAGEN 4.10 – BOCATOMA DE FONDO EN PRESA (CORTE TRANSVERSAL)


4.7 OTRAS CAPTACIONES

En caso de que no existan fuentes superficiales o fuentes subterráneas en las cercanías de las zonas por abastecer, podrán utilizarse otro tipo de captaciones, las cuales incluyen:

Captación directa de aguas lluvias. Captación por evaporación natural de agua de mar. Captación por desalinización de agua de mar.

5 CONSIDERACIONES PARA LA ESCOGENCIA DEL TIPO DE CAPTACION SUPERFICIAL

5.1 UBICACIÓN DE LA CAPTACIÓNLas captaciones deben estar ubicadas preferiblemente en los tramos rectos de los ríos con el fin de evitar erosiones y sedimentaciones, embanques o asolves. En el caso de que sea imposible ubicar la captación en una zona recta, debe situarse en la orilla externa de una curva en una zona donde no haya evidencias de erosión por causa del curso de agua. En el caso de lagos y lagunas, al igual que en embalses, la captación debe localizarse de modo que pueda proporcionar agua de la mejor calidad posible. Una toma ubicada muy cerca del fondo podría captar agua turbia o con cierto contenido de materia orgánica en descomposición; por el contrario, si la toma está ubicada muy próxima a la superficie el agua podría contener desechos flotantes, algas y plantas acuáticas, lo cual dificultaría la operación de la estructura de toma y haría más costoso el tratamiento del agua potable.

5.2 SEGURIDADLas estructuras de captación deben garantizar la seguridad de la operación de la toma de agua. En particular deben garantizar la correcta operación de las estructuras para los caudales picos, ya sean de estiaje o especialmente de crecientes.

5.3 ESTABILIDAD Las estructuras de captación deben ser estables con respecto a la calidad del suelo de cimentación aún en el caso de las máximas crecientes. Además, la estructura también debe ser estable cuando se presenten fallas de origen geotécnico o geológico en las cercanías a la captación. Igualmente las estructuras deben ser estables para el sismo de diseño correspondiente a la zona de amenaza sísmica en que se encuentre ubicado el municipio objeto de la captación de agua para su sistema de acueducto, de acuerdo con la NSR-10.

5.4 ANÁLISIS DE COSTO MÍNIMODebe hacerse un análisis de costo mínimo para las obras de captación, según la tabla:

Requerimientos de un análisis de costo mínimo

Nivel de Complejidad del Sistema Requerimientos

Alto Obligatorio, incluida la consideración de una ampliación por etapas.

Medio Alto ObligatorioMedio RecomendadoBajo No se requiere

5.5 FACILIDAD DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTOEl diseño de las obras de captación debe contemplar estructuras para el alivio o descarga de las mismas. Deben determinarse los medios para evitar la entrada de materiales o cuerpos extraños. Debe disponerse la instalación de un desarenador a continuación de la obra de captación cada vez que se considere necesario. Además deben disponerse los medios de limpieza y control de los caudales de toma del desarenador y la aducción.

De todas maneras la estructura de captación debe proyectarse de modo que las instalaciones funcionen con el mínimo de mantenimiento.

5.6 LEJANÍA DE TODA FUENTE DE CONTAMINACIÓNEl lugar del emplazamiento de las obras de captación debe estar suficientemente alejado de toda fuente de contaminación. Siempre que sea posible las captaciones se emplazarán aguas arriba de las regiones habitadas, de las descargas de aguas residuales domésticas y/o las descargas de aguas residuales industriales.

5.7 APROVECHAMIENTO DE LA INFRAESTRUCTURA EXISTENTEEn el caso de que el proyecto consista en la ampliación de un sistema de acueducto existente, el diseñador debe establecer la posibilidad de aprovechar la

infraestructura de captación existente. En caso de que se decida aprovecharlas, las obras deben planearse de modo que las interrupciones en el servicio de las estructuras existentes sean las mínimas posibles.

5.8 INTERFERENCIA A LA NAVEGACIÓNLas obras de captación que estén localizadas en ríos navegables no pueden interferir el movimiento de las embarcaciones y de otros elementos flotantes arrastrados por la corriente.

5.9 DESVIACIÓN DE CURSOS Deben evitarse al máximo las modificaciones de los cursos de agua, teniendo en cuenta la posibilidad de erosiones y el arrastre de elementos.

5.10 ACCESOSLas obras de captación deben localizarse en zonas con accesos fáciles que permitan las operaciones de reparación, limpieza y mantenimiento. En caso contrario deben construirse las vías que permitan el acceso adquiriendo servidumbres de paso.

5.11 CERRAMIENTOS La zona de la bocatoma debe disponer de los medios de protección y cercado para evitar la entrada de personas y animales extraños a la zona de la bocatoma.

5.12 VULNERABILIDAD Y CONFIABILIDADDebe hacerse un estudio de vulnerabilidad y reducción de riesgos para establecer el nivel de vulnerabilidad de la estructura de toma. En caso de tener una alta vulnerabilidad, el sistema de toma debe ser redundante para las estructuras pertenecientes a los niveles medio alto y alto de complejidad.

6 BIBLIOGRAFIA

Elementos de Diseño para Acueducto y Alcantarillado – Ricardo A. López Cualla – 2da Ed.

Reglamento Técnico de Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico – RAS 2000.

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