Sistemas de Captacion de Aguas

INTRODUCCION

El hombre a travs del tiempo siempre se ha ingeniado diversos sistemas para

la captacin del agua as como para la regulacin de grandes y pequeos

caudales motivados por el control y la obtencin del agua. A travs de la

historia, el hombre ha necesitado de un suministro adecuado de agua para su

alimentacin, seguridad y bienestar.

El agua es una necesidad universal y es el principal factor limitante para la

existencia de la vida humana. La destruccin de las cuencas naturales

hidrogrficas ha causado una crtica escasez de la misma, afectando extensas

reas y poblaciones. Sin embargo, a travs de la preocupacin de los gobierno

central, regional y local se ha venido implementando el suministro de agua

potable a las diferentes poblaciones y comunidades.

La captacin consiste en recolectar y almacenar agua proveniente de diversas

fuentes para su uso benfico. El agua captada de una cuenca y conducida a

estanques reservorios puede aumentar significativamente el suministro de

sta para el riego de huertos, bebederos de animales, la acuicultura y usos

domsticos.

Las fuentes de captacin de agua en ladera se han considerado en la mayora

de proyectos ejecutados por ser ubicados en la parte alta, buscndose que, por

accin de la gravedad, el agua fluya por las tuberas permitiendo a la poblacin

satisfacer oportuna y racionalmente la demanda de agua en las condiciones de

calidad, cantidad y presin requeridas.

SISTEMAS DE CAPTACION DE AGUA POTABLE

ANALISIS Y TRATAMIENTO DE LA CONTAMINACION DEL AGUA Pgina 2

CAPITULO I

1. OBJETIVOS

Conocer los distintos tipos de sistemas de captacin existentes para lograr

una seleccin del tipo de captacin ms eficaz para la elaboracin de una

planta de tratamiento de agua potable. (captacin en ladera)

Realizar la Captacin de un manantial de ladera as como analizar el diseo

hidrulico y dimensionamiento.

Analizar y realizar el proceso constructivo de la captacin de ladera para un

tratamiento de agua potable.

2. GENERALIDADES:

2.1 DEFINICIONES.

Aduccin: parte del sistema de abastecimiento constituido por obras de

arte, tubera y accesorios (piezas especiales) que permiten el transporte

de agua entre la captacin y otros destinos (estanques, plantas de

tratamiento y otros).

Aforo: determinacin del caudal que pasa por una seccin definida.

Agua meterica: la que est o deriva en forma inmediata de la

atmsfera.

Agua salobre: agua que tiene ms sal disuelta que el agua dulce, pero

menos que el agua de mar; posee entre 500 mg/L y 12 000 mg/L. Las

aguas salobres pueden ser superficiales o subterrneas.

Captacin por galera filtrante y pozo excavado: mtodo de

captacin indirecta de aguas superficiales, en el cual se aprovecha la

infiltracin natural para mejorar las condiciones de potabilidad del

agua.



Caudal de explotacin: caudal recomendable a captar, con un mximo

determinado por el derecho de aprovechamiento legalmente constituido

y el comportamiento de la obra de captacin.

Caudal disponible: corresponde al caudal existente en un punto menos

la demanda de recursos hdricos, conformada por derechos de

aprovechamiento, usos a respetar y la demanda ambiental.

Ciclo hidrolgico: fenmeno cclico que comprende la evaporacin de

las aguas, su transporte en forma de nubes a otros sectores ms altos

donde precipitan en forma de lluvia o nieve, para escurrir superficial y

subterrneamente hasta el mar.

Derecho de aprovechamiento: derecho real que recae sobre las aguas

y consiste en el uso y goce de ellas, con los requisitos y en conformidad a

las reglas que prescribe el Cdigo de Aguas. Se expresa en volumen por

unidad de tiempo.

Derecho de aprovechamiento consuntivo, permanente y continuo:

aquel que faculta a su titular para consumir totalmente las aguas en

cualquier actividad en forma permanente y contina.

Desinfeccin: proceso fsico qumico que permite la eliminacin o

destruccin de organismos patgenos presentes en el agua.

Embalse: gran depsito que se forma artificialmente por lo comn

cerrando la boca de un valle mediante un dique o presa, y en el que se

almacenan aguas de un ro o arroyo.

Hoya o cuenca hidrogrfica: rea definida topogrficamente, drenada

por un sistema de cauces superficiales que descargan a travs de una

salida nica e identificable.

Manantial: afloramiento natural continuo o intermitente de aguas

subterrneas a la superficie. Se conoce tambin por vertiente.

Obra de captacin de agua superficial: conjunto de obras y

mecanismos, a nivel del terreno, para el aprovechamiento de aguas

superficiales. Pueden ser de carcter permanente o temporal.



Presa; represa: barrera construida en el cauce de un curso de agua con

el propsito de almacenar, desviar o peraltar un determinado caudal

superficial o subterrneo.

Procesos de membrana: procesos de tratamiento basados en la

permeabilidad selectiva de un componente o ms del lquido a travs de

una membrana y en un gradiente de presin hidrosttica. Los

principales procesos de membrana utilizados en el tratamiento de aguas

son: electrodilisis, filtracin por membranas (micro, ultra y nano

filtracin) y osmosis inversa.

Tratamiento: conjunto de operaciones y procesos que se realizan sobre

el agua cruda, con el fin de modificar sus caractersticas organolpticas,

fsicas, qumicas y microbiolgicas, para hacerla potable de acuerdo a

los requisitos establecidos.

Tratamiento convencional: procesos de tratamiento bien conocidos y

utilizados en la prctica. Generalmente se refiere a procesos de

oxidacin, coagulacin, floculacin, sedimentacin y/o filtracin.

Vertedero: obra hidrulica que permite evacuar el agua que no se desea

captar o embalsar.

2.2 . ESTUDIOS PREVIOS PARA EL PROYECTO DE CAPTACION DEL AGUA.

Cuando se va a disear una obra de Captacin y en general el sistema de

abastecimiento de agua, independientemente de su proporcin, se deben

realizar una serie de estudios previos del sitio que se beneficiar e incluso

de sus cercanas. Es necesario investigar todas las condiciones para lograr

obtener un diseo que logre satisfacer todas las necesidades requeridas de

la manera ms econmica y con el menor impacto ambiental posible.

Entre los estudios que se deben realizar estn:

Estudios demogrficos

Estudios hidrolgicos

Estudios geolgicos y topogrficos

Estudios de las aguas

Estudios de las obras existentes

Estudios de impacto ambiental



2.2.1.- ESTUDIOS DEMOGRAFICOS.

Se va a Captar agua para una zona especfica, por lo tanto es necesario

conocer la poblacin a servir y calcular la poblacin futura segn las

caractersticas de crecimiento y dems estadsticas que se tengan al

respecto. Adicionalmente se debe tener en cuenta los diferentes usos

del agua que se va a captar, variaciones de demanda diaria y anual, y

otros datos socioculturales caractersticos de la zona para calcular un

caudal de servicio. El consumo de agua para abastecimiento humano

puede tener cifras muy variables, de hecho es uno de los ndices

manejados para definir el grado de desarrollo de las naciones, unas

cifras orientativas podran estar entre 100 y 300 l/habitante y da.

2.2.2.- ESTUDIOS HIDROLOGICOS.

Debe investigarse los datos de caudales mximos y mnimos de la

fuente, sea superficial o subterrnea. Recopilndose los aforos, si

existen, y caudales mnimos en pocas de sequa, y en todo caso estudiar

la posibilidad de regulacin para satisfacer los requerimientos de

consumo, para lo cual, en el caso de fuentes superficiales, ser necesario

un levantamiento topogrfico del sitio donde se situara el embalse.

Para un buen estudio hidrolgico se debe contar con una serie de datos

pluviogrficos que caractericen la cuenca en cuestin. Las estaciones

hidrolgicas de la cuenca y cercanas a ellas deben proporcionar

informacin acerca de: evaporacin, temperatura, humedad relativa del

aire, velocidad y direccin de los vientos, profundidad de ros y/o lagos,

perfiles transversales, etc. En el caso de Aguas subterrnea debe

estudiarse las condiciones de calidad de dichas aguas, el caudal

aprovechable, niveles estticos y de bombeo y los respectivos estudios

geolgicos especficos.

2.2.3.- ESTUDIOS GEOLOGICOS Y TOPOGRAFICOS.

Para obras de captacin y regulacin de gran magnitud como embalses

y tanques de almacenamiento grandes, es importante realizar estudios

geolgicos que permitan conocer las condiciones y capacidades de

fundacin de los suelos, ya que, el peso de dichas estructuras, el del

agua y su influencia en la resistencia, es considerable.



Tambin en el caso de captaciones de aguas subterrneas es

imprescindible el estudio geolgico de la cuenca. Sobre todo la

hidrogeologa de la zona en cuanto al tipo de formacin y todas las

caractersticas hidrogeolgicas fundamentales que puedan conocerse

previamente.

Otro objetivo del estudio geolgico, as como del geofsico

complementario, es la investigacin sobre yacimientos o canteras para

materiales de la presa: ridos para el hormign, piedra para escollera,

arcillas para ncleos, etc. En cuanto a la topografa se sabe que el

terreno no slo tiene unas propiedades, sino tambin unas formas y

unas dimensiones. Es esencial disponer de una buena topografa de

cerrada y embalse.

2.2.4.- ESTUDIOS DEL AGUA.

Debera ser el primer estudio que se debe hacer ya que la calidad de las

aguas restringe su uso y condiciona las caractersticas del tratamiento

potabilizador posterior. Esta comprendido dentro del estudio

principalmente las caractersticas fsico qumicas y bacteriolgicas del

agua que ser utilizada para el uso previamente estimado y acorde con

sus caractersticas se diseara el sistema de potabilizacin que se

amerite. Por lo que se tomarn muestras representativas del agua en

estudio y se analizaran parmetros tales como: demanda qumica (DQO)

y bioqumica de oxigeno (DBO), slidos suspendidos, entre otras que se

requieran segn su uso. Las aguas vertidas a la fuente, aguas arriba del

sitio de captacin, deben ser verificadas en cuanto a: el tipo de

disposicin de aguas residuales de las poblaciones, poblacin animal y

presencia de industrias que puedan contaminar el agua. Adems de

registros sanitarios donde se conozcan las estadsticas de las

enfermedades de origen hdrico comnmente registradas en la zona,

ocurrencia o no de epidemias.



2.2.5.- ESTUDIOS DE LAS OBRAS EXISTENTES.

Se trate o no de una ampliacin, el estudio de la influencia o impacto de

la obra nueva y las ya existentes es importante. En fuentes superficiales

las obras o sistemas de abastecimiento, captacin o regulacin

construidas aguas abajo son susceptibles a los cambios hidrulicos que

afecten a la fuente. Por ello se deber realizar un estudio que puede

incluir informacin hidrulica, geolgica y toda la que se amerite

importante que pueda influir en el funcionamiento de la obra existente.

En muchos de los casos el caudal aprovechable es limitado por los

requerimientos de caudal en la misma cuenca pero en diferentes partes

de esta.

2.2.6.- ESTUDIOS DE IMPACTO AMBIENTAL.

El impacto ambiental de una obra de captacin de agua es inminente,

por lo tanto un buen estudio de la influencia ambiental de la obra es

imprescindible para poder reducir el dao.

Como se sabe, en embalses es retenido gran cantidad de sedimento que

servira de alimento para las especies aguas abajo, se corta la

comunicacin de especies en el ri donde se sita la presa, la flora que

queda sumergida se descompone lentamente, dependiendo de la

explotacin y regulacin del efluente podra reducirse el caudal

ecolgico del ri, etc.

CAPITULO II

FUENTES DE ABASTECIMIENTO, TIPOS DE SISTEMAS Y PERIODOS DE

DISEO

2.1.- FUENTES DE ABASTECIMIENTO.

Las fuentes de agua constituyen el principal recurso en el suministro de agua

en forma individual o colectiva para satisfacer sus necesidades de

alimentacin, higiene y aseo de las personas que integran una localidad.

Su ubicacin, tipo, caudal y calidad del agua sern determinantes para la

seleccin y diseo del tipo de sistema de abastecimiento de agua a construirse.



Cabe sealar que es importante seleccionar una fuente adecuada o una

combinacin de fuentes para dotar de agua en cantidad suficiente a la

poblacin y, por otro, realizar el anlisis fsico, qumico y bacteriolgico del

agua y evaluar los resultados con los valores de concentracin mxima

admisible recomendados por la OMS. Adems de estos requisitos, la fuente de

agua debe tener un caudal mnimo en poca de estiaje igual o mayor al

requerido por el proyecto; que no existan problemas legales de propiedad o de

uso que perjudiquen su utilizacin y; que las caractersticas hidrogrficas de la

cuenca no deben tener fluctuaciones que afecten su continuidad.

2.1.1. TIPOS DE FUENTES DE AGUA.

Agua de lluvia.

El agua de lluvia se emplea en aquellos casos en que no es posible

obtener agua superficial de buena calidad y cuando el rgimen de lluvia

sea importante. Para ello se utilizan los techos de las casas o algunas

superficies impermeables para captar el agua y conducirla a sistemas

cuya capacidad depende del gasto requerido y del rgimen

pluviomtrico.

Aguas superficiales.

Las aguas superficiales estn constituidas por los arroyos, ros, lagos,

etc. Que discurren naturalmente en la superficie terrestre. Estas fuentes

no son tan deseables, especialmente si existen zonas habitadas o de

pastoreo animal aguas arriba. Sin embargo, no existe otra fuente

alternativa en la comunidad, siendo necesario para su utilizacin, contar

con la informacin detallada y completa que permita visualizar su

estado sanitario, caudales disponibles y calidad de agua.

Aguas subterrneas.

Parte de las precipitaciones en la cuenca se infiltra en el suelo hasta la

zona de saturacin, formando as las aguas subterrneas. La explotacin

de stas depender de las caractersticas hidrolgicas y de la formacin

geolgica del acufero. La captacin de aguas subterrneas se puede

realizar a travs de manantiales, galeras filtrantes y pozos (excavados y

tubulares).



2.2. TIPOS DE SISTEMAS.

De acuerdo a la ubicacin y naturaleza de la fuente de abastecimiento, as como

a la topografa del terreno, se consideran dos tipos de sistemas: Los de

gravedad y los de bombeo.

En los sistemas de agua potable por gravedad, la fuente debe estar ubicada en

la parte alta de la poblacin para que el agua fluya a travs de tuberas, usando

slo la fuerza de la gravedad. En los sistemas de agua potable por bombeo, las

fuentes de agua se encuentran en la parte baja de la poblacin, por lo que

necesariamente se requiere de un equipo de bombeo para elevar el agua hasta

un reservorio y dar presin en la red.

En la mayora de las poblaciones rurales se utilizan dos tipos de fuentes de

agua: Las superficiales y las subterrneas, siendo la de mejor calidad las

fuentes subterrneas representadas por los manantiales, que usualmente se

pueden usar sin tratamiento, a condicin de que estn adecuadamente

protegidos con estructuras que impidan la contaminacin del agua. Estas

fuentes son las que se utilizan en los sistemas de agua potable por gravedad sin

tratamiento, que comparado con los de bombeo y/o de tratamiento, son de

fcil construccin, operacin y mantenimiento; tienen mayor continuidad;

menores costos, y la administracin del servicio es realizada por la misma

poblacin.

Manantiales.

Se puede definir al manantial como un lugar donde se produce el

afloramiento natural de agua subterrnea. Por lo general el agua fluye a

travs de una formacin de estratos con grava, arena o roca fisurada. En

los lugares donde existen estratos impermeables, stos bloquean el flujo

subterrneo de agua y permiten que aflore a la superficie.

Los manantiales se clasifican por su ubicacin y su afloramiento. Por su

ubicacin son de ladera o de fondo; y por su afloramiento son de tipo

concentrado o difuso.

En los manantiales de ladera el agua aflora en forma horizontal;

mientras que en los de fondo el agua aflora en forma ascendente hacia la

superficie. Para ambos casos, si el afloramiento es por un solo punto y

sobre un rea pequea, es un manantial concentrado y cuando aflora el

agua por varios puntos en un rea mayor, es un manantial difuso.



a) Cantidad.

La carencia de registros hidrolgicos nos obliga a realizar una

concienzuda investigacin de las fuentes. Lo ideal sera que los aforos se

realizarn en temporada crtica de rendimientos que corresponde a los

meses de estiaje y lluvias, con la finalidad de conocer los caudales

mximos y mnimos. El caudal mnimo debe ser mayor al valor del

consumo mximo diario (Qmd). El Qmd representa la demanda de la

poblacin al final de la vida til considerado en el proyecto, siendo por

lo general, de 20 aos para las obras de agua potable.

b) Calidad.

Segn la OMS deben realizar los anlisis fisicoqumico y bacteriolgico y

conocer los rangos tolerables, Los requerimientos bsicos, para que el

agua sea potable es:

Estar libre de organismos patgenos causantes de enfermedades.

No contener compuestos que tengan un efecto adverso, agudo o

crnico sobre la salud humana.

Ser aceptablemente clara (baja turbidez, poco color, etc.).

No salina.

Que no contenga compuestos que acusen sabor y olor desagradables.

Que no cause corrosin o incrustaciones en el sistema de

abastecimiento de agua, y que no manche la ropa lavada con ella.

2.3 POBLACIN, PERIODO Y CAUDAL DE DISEO.

a. Poblacin de diseo.

El proyectista adoptar el criterio ms adecuado para determinar la

poblacin futura, tomando en cuenta para ello datos censales y

proyecciones u otra fuente que refleje el crecimiento poblacional, los

que sern debidamente sustentados.

b. Perodo de diseo.

Los perodos de diseo de los diferentes elementos del sistema se

determinarn considerando los siguientes factores:

Vida til de las estructuras y equipos.

Grado de dificultad para realizar la ampliacin de la infraestructura.

Crecimiento poblacional.



Capacidad econmica para la ejecucin de obras.

c. Dotacin y consumo.

Mientras no exista un estudio de consumo, podr tomarse los siguientes

valores guas, teniendo en cuenta la zona geogrfica, clima, hbitos y

costumbres, y niveles de servicio a alcanzar.

Para los centros poblados sin proyeccin de servicios de

alcantarillado:

Costa: 50 l/h/d

Sierra: 40 l/h/d

Selva: 60 l/h/d

Para los centros poblados, con proyeccin de servicios de

alcantarillado:

Costa: 120 l/h/d

Sierra: 100 l/h/d

Selva: 140 l/h/d

Para el consumo mximo diario (Qmd) se considera un valor de 1,3 del

consumo promedio diario anual (Qm); mientras que para el consumo

mximo horario (Qmh) se considera un valor de 2 del consumo

promedio diario anual (Qm).



CAPTULO III.

CAPTACIN DE MANANTIALES.

Elegida la fuente de agua e identificada como el primer punto del

sistema de agua potable en el lugar del afloramiento, se construye una

estructura de captacin que permita recolectar el agua, para que luego

pueda ser transportada mediante las tuberas de conduccin hacia el

reservorio de almacenamiento. La fuente en lo posible no debe ser

vulnerable a desastres naturales, en todo caso debe contemplar las

seguridades del caso.

El diseo hidrulico y dimensionamiento de la captacin dependern de

la topografa de la zona, de la textura del suelo y de la clase del

manantial; buscando no alterar la calidad y la temperatura del agua ni

modificar la corriente y el caudal natural del manantial, ya que

cualquier obstruccin puede tener consecuencias fatales; el agua crea

otro cauce y el manantial desaparece.

Es importante que se incorporen caractersticas de diseo que permitan

desarrollar una estructura de captacin que considere un control

adecuado del agua, oportunidad de sedimentacin y facilidad de

inspeccin y operacin.

3.1 TIPOS DE CAPTACIN.

Como la captacin depende del tipo de fuente y de la calidad y cantidad

de agua, el diseo de cada estructura tendr caractersticas tpicas.

Cuando la fuente de agua es un manantial de ladera y concentrado, la

captacin constar de tres partes: La primera, corresponde a la

proteccin del afloramiento; la segunda, a una cmara hmeda para

regular el gasto a utilizarse; y la tercera, a una cmara seca que sirve

para proteger la vlvula de control.

El compartimiento de proteccin de la fuente consta de una losa de

concreto que cubre toda la extensin del rea adyacente al afloramiento

de modo que no exista contacto con el ambiente exterior, quedando as

sellado para evitar la contaminacin. Junto a la pared de la cmara

existe una cantidad de material granular clasificado, que tiene por



finalidad evitar el socavamiento del rea adyacente a la cmara y de

aquietamiento de algn material en suspensin. La cmara hmeda

tiene una canastilla de salida para conducir el agua requerida y un cono

de rebose para eliminar el exceso de produccin de la fuente.

Si se considera como fuente de agua un manantial de fondo y

concentrado, la estructura de captacin podr reducirse a una cmara

sin fondo que rodee el punto donde el agua brota. Constar de dos

partes: La primera, la cmara hmeda que sirve para almacenar el agua

y regular el gasto a utilizarse; la segunda, una cmara seca que sirve

para proteger las vlvulas de control de salida y desage. La cmara

hmeda estar provista de una canastilla de salida y tuberas de rebose

y limpia.

Si existen manantiales cercanos unos a otros, se podr construir varias

cmaras de las que partan tubos o galeras hacia una cmara de

recoleccin de donde se inicie la lnea de conduccin. Adyacente a la

cmara colectora se considera la construccin de la cmara seca cuya

funcin es la de proteger la vlvula de salida de agua.

3.2.1 CAPTACIN DE UN MANANTIAL DE LADERA Y CONCENTRADO

A) DISEO HIDRULICO Y DIMENSIONAMIENTO.

Para el dimensionamiento de la captacin es necesario conocer el

caudal mximo de la fuente, de modo que el dimetro de los orificios de

entrada a la cmara hmeda sea suficiente para captar este caudal o

gasto. Conocido el gasto, se puede disear el rea de orificio sobre la

base de una velocidad de entrada no muy alta y al coeficiente de

contraccin de los orificios.

Calculo de la distancia entre el afloramiento y la cmara

hmeda.

Es necesario conocer la velocidad de pase y la prdida de carga

sobre el orificio de salida Segn la ecuacin de Bernoulli entre

los puntos 0 y 1, resulta:



Considerando los valores de Po, Vo, P1, y h1, igual a cero, se

tiene:

Donde:

ho = Altura entre el afloramiento y el orificio de entrada

(se recomiendan valores de 0.4 a 0.5 m.).

V, = 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 A, = A,

Donde:

V, = 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 anterior en la

ecuacin de h0, se tiene:



Para los clculos, ho es definida como la carga necesaria sobre el

Orificio de entrada que permite producir la velocidad de pase.

Donde H, es la perdida de carga que servir para determinar la

distancia entre el afloramiento y la caja de captacin (L)

Ancho de la pantalla:

Para el ancho de la pantalla es necesario conocer el dimetro y el

nmero de orificios que permiten fluir el agua. Lo cual se

utilizara las siguientes ecuaciones.



Donde:

Qmax. = Gasto mximo de la fuente en l/s.

V = Velocidad de paso (se asume 0.50 m/s, 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).

Despejando de la ecuacin:

Considerando la carga sobre el centro del orificio, el valor de A ser:

NUMERO DE ORIFICIOS: se recomienda usar dimetros (D)

menores iguales a 2.



Siendo:

D = El dimetro de la tubera de entrada

d = El ancho de la pantalla

Conociendo el nmero de orificios y el dimetro de la

tubera de entrada, se calcula el ancho de la pantalla (b)

mediante:

Dnde:

b = Ancho de la pantalla.

D = Dimetro del orificio.

NA = Nmero de orificios.

Altura de la cmara hmeda.

Se calcula mediante la siguiente ecuacin:

Donde:

A: se considera una altura mnima de 10cm que permite la

sedimentacin de la arena.

B: Se considera la mitad del dimetro de la canastilla se salida.

H: Altura de agua.

D: Desnivel mnimo entre el nivel de ingreso del agua de

aforamiento y el nivel de agua de afloramiento y el nivel de agua

de la cmara hmeda. (Mnimo 3cm)

E: borde libre (10 a 30 cm)



La carga requerida es determinada mediante la ecuacin:

Donde:

H = carga requerida en m.

V = Velocidad promedio en salida de la tubera de la lnea

de conduccin en m/s.

g = Aceleracin de la gravedad igual 9.81 m/s2

Dimensionamiento de la canastilla.

Para el dimensionamiento se considera que el dimetro de

canastilla debe ser 2 veces el dimetro de la tubera de salida a la

lnea de conduccin (DC)

rea total de las ranuras (At) sea el doble del rea de la tubera

de la lnea de conduccin y que la conduccin; y que la longitud

de la canastilla (L) sea mayor a 3 Dc y menor a 6 Dc.

Donde:



Conocidos los valores del rea total de ranuras y el rea de cada

ranura se determina el nmero de ranuras:

Tubera de rebose y limpieza.

En la tubera de rebose y de limpieza se recomiendan pendientes de 1 a

1.5% y considerando el caudal mximo de aforo, se determina el

dimetro mediante la ecuacin de Hazcen y Williams.

Donde:

D = Dimetro en pulgada

Q = Gasto mximo de la fuente en l/s.

hf = Perdida de carga unitaria en m/m.



B) DISEO ESTRUCTURAL.

Para el diseo estructural se considera el muro sometido al empuje de la

tierra cuando la caja est vaca. Si est llena, el empuje hidrosttico tiene

un componente en el empuje de la tierra, favoreciendo de esta manera la

estabilidad del muro.

Las cargas consideradas son: el peso propio, el empuje de la tierra y la

subpresin.

Para garantizar la estabilidad del muro, se debe verificar que la carga

unitaria sean igual o menor a la capacidad de la carga del terreno;

mientras que para garantizar la estabilidad del muro al deslizamiento y

al volteo, se deber verificar un coeficiente de seguridad no menor a 1,6.

CAPITULO IV

CONSTRUCCIN DE CAPTACIN.

La captacin es una estructura de concreto que sirve para proteger al

manantial y recolectar el agua para abastecer a la poblacin. Asimismo,

debe cumplir con las especificaciones de estructuras apoyadas de

concreto para almacenamientos de lquidos en lo referente a ubicacin,

encofrados y concretos.

Para el buzn de inspeccin se utiliza preferentemente la tapa metlica

del tipo sanitaria. La ubicacin y dimensin del buzn adecuada para

facilitar las labores de inspeccin, limpieza y desinfeccin.

Se construir el canal de escurrimiento, aguas arriba de la captacin a

fin de evitar el ingreso de aguas superficiales hacia la captacin.

Asimismo, se acondicionar un canal para evacuar la salida de la tubera

de desage (limpia y rebose).



4.1 Construccin de captacin en manantial de ladera.

a) Aspectos generales.

La captacin en manantial de ladera es una estructura que permite

recolectar el agua del manantial que fluye horizontalmente, llamado

tambin de ladera.

Cuando el manantial es de ladera y concentrado, la captacin consta de

tres (3) partes: La primera, corresponde a la proteccin de

afloramiento; la segunda, a una cmara hmeda que sirve para

almacenar el agua y regular el gasto a utilizarse; y la tercera, a una

cmara seca que sirve para proteger a la vlvula de salida.

b) Zona de afloramiento.

Para proteger la zona de afloramiento del agua se realizarn las

siguientes acciones:

Definir en campo las caractersticas de los componentes de la

captacin, en previsin a desastres naturales en la zona.

Deber construirse muros en ala que sirvan de pantalla a las

filtraciones subsuperficiales, las mismas que sern obligadas a

ingresar en la cmara hmeda.

Se realizar la impermeabilizacin del fondo del terreno

excavado con una pendiente mnima de 2%, comprendido entre



la cmara hmeda y las filtraciones a fin de que stos discurran

sobre aqul, y puedan ingresar en ella a travs de los orificios

perforados en el muro respectivo.

Se colocar material clasificado en dos (2) capas. La capa inferior

constituida por piedras con un dimetro mnimo de 2 colocadas

hasta una altura de 5 cm por encima del orificio superior de

entrada a la cmara recolectora. La capa superior, ser de

material granular de espesor de a 1 hasta cubrir

completamente el nivel de las filtraciones y la excavacin

realizada.

Luego, se proceder al sellado con concreto 1:4:8 de espesor no

menor de 5 cm cubriendo el rea comprendida entre los muros, y

el comienzo de las excavaciones.

c) Cmara hmeda (colectora).

Es una estructura de concreto de seccin rectangular. En esta cmara se

recolectar el agua del manantial y est prevista de una canastilla, por

donde saldr el agua y pasar a la vlvula de salida de la cmara seca, de

una tubera de limpia y un cono de rebose que se instalar en un nivel

ms bajo que los puntos de afloramiento.

d) Cmara seca (de vlvulas).

Es una estructura de concreto de seccin rectangular. Estar separado

de la cmara seca por un muro de concreto de 0,60 m de altura y 0,15 m

de espesor. Se instalar una vlvula de control para el registro del agua

de la lnea de conduccin.

e) Ubicacin.

Ser ubicada lo ms cerca posible al afloramiento del manantial de

ladera, con la proteccin necesaria ante la eventualidad de desastres

naturales.

f) Excavacin.

La excavacin para los cimientos tendr una profundidad mnima de

0,80 m.

Se remover el material de relleno que quede adyacente al afloramiento

mismo, de tal manera que el acufero quede completamente

descubierto.

Se realizarn las excavaciones necesarias, a fin de garantizar la

estabilidad de las zonas de afloramientos.



Por ningn motivo se utilizarn explosivos o detonantes para las

excavaciones.

g) Cimientos.

Debern cumplir con la finalidad estructural de estabilidad y, en caso

que los planos indiquen, servirn de pantallas interceptoras de

corrientes superficiales de agua.

h) Sellados.

Todas las excavaciones debern ser rellenadas y compactadas, si fuera

necesario selladas con concreto pobre.

i) Prueba hidrulica.

Se llenar de agua la cmara hmeda y se observar atentamente las

fugas. Debido principalmente a la porosidad del concreto.

La prueba durar 24 horas; si no se producen filtraciones se dar por

terminada la prueba; en caso contrario, se har los resanes necesarios y

se repetir la prueba hidrulica hasta obtener resultados satisfactorios.



CONCLUSIONES

Los tipos de captacin de agua potable ms utilizados tenemos captacin de agua

subterrnea, captacin de aguas superficiales y captacin de agua de lluvia; siendo la

captacin ms utilizada y menos costosa es la captacin superficial en ladera.

La captacin de un manantial de ladera se realiza mediante un diseo hidrulico y

dimensionamiento, para conocer la distancia entre el punto de afloramiento y la

cmara hmeda, ancho de la pantalla, altura de la cmara hmeda, dimetro de la

canastilla, rebose y limpieza.

El proceso constructivo de la captacin de ladera para un tratamiento de agua potable

se realiza mediante una estructura de concreto que sirve para proteger al manantial y

recolectar el agua para abastecer a la poblacin. Cumpliendo con las especificaciones

de estructuras apoyadas de concreto para almacenamientos de lquidos en lo

referente a ubicacin, encofrados y concretos.

RECOMENDACIONES

La captacin es eficiente para un caudal mximo de 3.5 l/s, para mayores caudales

requieren mayor ancho de pantalla y mayor nmero de orificios.

El nivel de rebose siempre ira por debajo de los orificios de entrada del agua a la

cmara hmeda. Y los orificios de entrada del agua a la cmara hmeda irn por

debajo del afloramiento natural del agua.

Si la ubicacin de la captacin est en una zona con bastante vegetacin se realizara

una brua de corte, cuando se requiera limpiar el filtro de las captacin se romper la

parte dentro del bruo.



BIBLIOGRAFIA

Agero Pittman, Roger. Agua Potable para Poblaciones Rurales - Sistemas de

abastecimiento por gravedad sin tratamiento, Asociacin Servicios Educativos

Rurales (SER), Reimpreso 2003.

CEPIS, Especificaciones Tcnicas para el diseo de captaciones de ladera, 2003.

Direccin General Saneamiento Ambiental (DIGESA), Especificaciones tcnicas

para la construccin de captaciones.

RIVERA FEIJOO, Julio "Anlisis y Diseo de Reservorios de Concreto Armado"

American Concrete Instituto. Captulo de Estudiantes de la Universidad

Nacional de Ingeniera. Lima, 1991. 118 pgs.

Sistemas de Captacion de Aguas

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