Unidad 2 Obras de Captación

8/20/2019 Unidad 2 Obras de Captación

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INDICE

Unidad 2 OBRAS DE CAPTACION

CONTENIDO

Introducción……………………………………………………………………………………………………………….2

2.1 Fuentes deabastecimiento………………………………………………………….…….…………………3

2.2 Diseño de obras de captación de agua

pluvial……………………………………………….……..62.3 Diseño de obras de captación de agua

superfcial………………………………….….………..162.4 Diseño de obras de captación de agua

subterrneo……………………………….…………..1!

"ibliogra#$a……………………………………………………………………………………………………………..…3%


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&bastecimiento de agua'nidad 2

Introducción

'n sistema de abastecimiento de agua est #ormado esencialmente por(la #uente de agua ) su obra de captación* obras de conducción otransporte* almacenamiento* tratamiento ) distribución. +as #uentes deabastecimiento por lo general deben ser permanentes ) sufcientes*cuando no son sufcientes se busca la combinación de otras #uentes deabastecimiento para suplir la demanda o es necesario su regulación. ,ncuanto a su presentación en la naturale-a* pueden ser #uentes

superfciales r$os* lagos* mar/ o subterrneas acu$#eros/.

+a captación de aguas de #uentes superfciales* sean r$os* lagos eincluso el mar deben llevar obras de captación adaptadas a lascondiciones ) caracter$sticas de la masa de agua a captar. +a regulaciónde las aguas nos permite disponer de 0ste en casi todo momento* sea laestación ue sea ) sin importar las variaciones de la demanda. aralograr la regulación se debe almacenar el agua de di#erentes manerascomo( tanues compensadores* presas* etc.

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2.1. FUENTES DE ABASTECIMIENTO:

Las fuentes de abastecimiento deberán proporcionar en conjunto el GastoMáximo diario; Sin embargo, en todo proyecto se deberán establecer lasnecesidades inmediatas de la localidad siendo necesario que, cuando menosque la fuente proporcione el gasto máximo diario para esa etapa, sin peligro dereducción por sequía ó cualquier otra causa Si la calidad del agua no satisfacelas 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* !íosb* %rroyosc* Lagosd* #resas, etc

AGUAS SU"TERRA#EAS :a* +e manantial

b* +e po&os someros, noria o profundosc* +e galería (ltrante ori&ontales o $erticales

-l tipo de fuente de abastecimiento in.uye directamente en las alternati$astecnológicas $iables -l rendimiento de la fuente de abastecimiento puedecondicionar el ni$el de ser$icio a brindar La operación y el mantenimiento dela alternati$a seleccionada deben estar de acuerdo a la capacidad de gestiónde los bene(ciarios del proyecto, a costos compatibles con su per(l socioeconómico

PASOS A SEGUIR EN LA LOCALIZACIÓN DE UNA FUENTE DE

ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE.

1/. 5e visita la población ) se platica con las autoridades ue saben delproblema del agua potable.2/. 0cnicamente se estudia el tipo de #uente ue ms convenga para lapoblación.3/. 7on estos datos se elabora el estudio geo8idrológico de la -ona* para tenerun documento ue ampare la #uente ue se propone.4/. +as #uentes pueden ser(



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9aler$as fltrantes )a sean( :ertical* 8ori-ontal o combinadas.;anantiales.o-os pro#undos.Dentro de los tipos de #uentes la ms di#$cil ) la ue reuiere de unconocimiento 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 deabastecimiento de agua* independientemente de su proporción* se debenreali-ar una serie de estudios previos del sitio ue se benefciar e incluso desus cercan$as. ,s necesario investigar todas las condiciones para lograr obtenerun diseño ue logre satis#acer todas las necesidades reueridas de la manerams económica ) con el menor impacto ambiental posible. ,ntre los estudiosue se deben reali-ar estn(

o ,studios demogrfcoso ,studios 8idrológicoso ,studios geológicos ) topogrfcoso ,studios de las aguaso ,studios de las obras eAistenteso ,studios de impacto ambiental



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2.2 DISEÑO DE OBRAS DE CAPTACIÓN DE AGUASPLUVIALES.

La captación de estas puede acerse en los tejados o áreas especialesdebidamente dispuestas -n estas condiciones el agua arrastra lasimpure&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$ia como 'nica fuente de agua, sólo escon$eniente en regiones con llu$ia con(able a lo largo del a/o 0o dondeno están disponibles otras fuentes de agua*, debido a que las obrasindi$iduales de almacenamiento para todas las casas de una comunidadrural pueden ser costosas La cantidad de agua de llu$ia que puederecolectarse depende del área de captación y de la precipitación promedio anual 1n milímetro de llu$ia en un metro cuadrado producealrededor de 23 litros de agua, considerando la e$aporación y otras p4rdidas

-s poco probable que la totalidad de las $i$iendas de la localidadconsiderada tengan la super(cie de tecos necesaria para proporcionar el área requerida para captar el agua su(ciente, por lo que se requeriríala construcción de patios de captación de agua plu$ial para que 4stafuera considerada una fuente con(able de abastecimientoLas super(cies de captación de agua de llu$ia en piso pueden ser materiales impermeables que an recibido acondicionamiento químicoSi la super(cie es lisa y el escurrimiento se almacena en un depósito, las

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p4rdidas por e$aporación, saturación del material base e in(ltración, soncasi nulas5omo regla general, las perdidas en super(cies de captación a ni$el de piso con recubrimiento de concreto o asfalto son menores al 62 7; -ntecos aislados recubiertos con brea 0alquitrán* y gra$a esparcida sonmenores al 68 7; y en tecos de lámina metálica prácticamente no ay p4rdidasSe recomienda la construcción de trinceras que des$íen losescurrimientos super(ciales protejan el área de captación en piso %simismo, se recomienda instalar cercas para e$itar el paso de animales y personasLas tapas de registro deben estar bien selladas -s con$eniente que lostubos de $entilación est4n protegidos con rejillas para e$itar el paso deanimales 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 menos62 cm La tapa de registro debe cubrir el brocal y proyectar, por lomenos 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$a el área de captación despu4s delestiaje 9ambi4n, se recomienda contar con drenes al fondo de lacisterna de almacenamiento con el objeto de drenar sedimentosacumulados y facilitar el la$ado de la misma :inguna tubería que entreo salga de la cisterna de almacenamiento deberá conectarse al drenaje

sanitarioLas cisternas enterradas pueden construirse con tabique o piedra, serecomienda el concreto refor&ado Si se utili&a tabique o piedra, debenser bajos en permeabilidad y colocarse con juntas de cemento #órtlandLos tabiques deben umedecerse antes de su colocación 1nrecubrimiento con mortero cementoarena 6)< ayudará aimpermeabili&ar el depósito 5on el (n de conseguir una super(cie dura y no absorbente, se utili&a una llana para aplanar el recubrimiento antesde que se aya endurecido-s necesario mantener limpias todas las conducciones que colectenagua de llu$ia acia la cisterna Los canales y tecos deben mantenerse

inclinados acia la cisterna con el (n de e$itar estacionamientos deagua

Los tecos utili&ados para captar agua de llu$ia no deben pintarseMateriales tales como las tejas $idriadas y el acero gal$ani&ado sonapropiados para super(cies de captación-l agua atmosf4rica susceptible de apro$ecarse mejor, asta aora, esel agua de llu$ia



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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 distribucióncostoso y complejo

Se logra un gran aorro de energía, ya que se e$ita todo el proceso deextracción o entubamiento y el de distribución y bombeo del agua parasu transportación, los cuales demandan una gran cantidad deenerg4ticos

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 comunidadesurbanas que no cuenten con redes de agua potable

:o impacta al subsuelo 0con la extracción acelerada* ni a los ríos y susecosistemas0con el des$ió y entubamiento de estos* ya que su fuente principal $ienede la llu$ia#or tanto se mantienen los mantos acuíferos en mejores condiciones altener 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 laconstrucción 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 puedecausar de(ciencias en la nutrición en gente que lle$a una dieta baja enminerales y para las cuales las sales del agua son su 'nica fuente

Fa$%&e" '$ni$%"Se debe tener una clara comprensión de los elementos que componen aeste sistema) Los factores materiales 0los tecos y cisternas con los quecontamos o el espacio para construirlos o instalarlos, los sistemas de(ltros, etc* Las condiciones naturales 0la cantidad de llu$ia, laintensidad de las tormentas, la duración de la temporada* Las $ariables0el n'mero de integrantes de la familia o comunidad, las costumbres deconsumo, etc* y Las expectati$as 0los usos para lo que queremos elagua*, con la (nalidad de lograr la dimensión adecuada del sistema, quetraiga el mayor n'mero de bene(cios con una menor in$ersión

a( U"% )*e "e +e ,&eende da& a+ a-*a de ++*#ia $a,adaSeg'n la necesidad o prioridad el agua puede ser$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 consumoactual)-l n'mero de miembros determinará el posible tama/o del sistema y laduración de la reser$a Se debe acer un análisis del actual consumo de lafamilia o la comunidad -n el caso de una familia, se debe acer un análisis por indi$iduo de su necesidad especí(ca de agua

5antidad de agua que se pretende captar 09iempo de reser$a o duración delagua de llu$ia captada *) +epende de $arios factores, tales como el in$entariode los elementos físicos existentes para la captación, la precipitación plu$ial enla &ona, el uso que se le pretende dar al agua y $olumen actual de consumo deagua, 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 suadecuación y mantenimiento óptimo al utili&arlos como áreas de captación deagua de llu$ia

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Barro y concreto.Las super(cies de barro o concreto son porosas Son materiales que seencuentran fácilmente y son con$enientes para sistemas tanto potables comono potables, pero puede contribuir más o menos al 62 por ciento de p4rdidadebido a la textura, .uido ine(ciente o e$aporación #ara reducir la p4rdida deagua, 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$ienen el crecimiento debacterias en materiales porosos, e$itando así aquellas pinturas y selladorescomunes que suelen normalmente desprender toxinas al contacto con losrayos del sol y el agua de llu$ia

Metal y fibra (o lana) de vidrio.La cantidad de agua de llu$ia que puede ser recolectada de una super(ciedepende en parte de la textura de la super(cie) entre más lisa, mejor #or ejemplo, 1na super(cie que se usa com'nmente para la captación es lallamada lámina gal$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 usocom'n en algunas ciudades >tra super(cie de excelente escurrimiento son lasláminas de plástico entre ellas la más com'n es una lámina corrugada de (bra0o lana* de $idrio, que suele conseguirse fácilmente, sin embargo con $ariosa/os de uso expuesta al sol suele perder sus características en este caso lomás recomendable es sustituirla, pero en caso de quererle dar mantenimientodebe ser tratada con una resina similar a la de su fabricación, consultando alfabricante para que recomiende la pintura o resina que no deje toxinas, y debereali&arse este mantenimiento en la temporada que no llue$e -l aguarecolectada en esta super(cie no se recomienda para consumo directoumano 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 parasistemas de captación de agua para consumo directo umano, pero puede ser utili&ada para sistemas de recolección para riego de jardines y plantas deornato y de limpie&a de las casas o del excusado o retrete -stas super(ciestienen aproximadamente un 62 por ciento de p4rdida debido al .uidoine(ciente o e$aporación

Otros: Superficies de Madera, alquitrn y !rava.-stas super(cies, en especial en tecos, son raras y el agua recolectada esgeneralmente adecuada solo para usos de no consumo directo umano, debidoa las fugas de sus compuestos

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-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 delsistema 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 elagua 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 procesosLas cuales requieren preparación y mantenimiento

Los canales ori&ontales y los tubos $erticales son instalados para capturar elagua de llu$ia que corre por el teco y el socarr4n de los edi(cios y serequieren para acer llegar el agua al área de almacenamiento

-n la mayoría de los tecos de las construcciones se encuentra ya un dise/oespeci(co de salidas y canales para desaogar el agua de llu$ia, este puedeser apro$ecado o reestructurado para los (nes del sistema de captación, enese sentido el sistema necesita centrali&ar en alg'n punto el $olumen del aguaque recibe el área de captación #ara lo cual las canaletas deberán coincidir

por medio de nue$os tramos de tubo y conexiones que concentren y dirijan el.ujo del agua a los elementos de almacenamiento primario y de (ltración y tratamiento-n el caso de tecos con algunos grados de inclinación y salida libre por todoel borde del teco, se deberá instalar un nue$o sistema de canaletas y tuberías, lo que en cierta medida es una $entaja que nos permite colocar loscomponentes de (ltración, tratamiento y almacenaje en el lugar másadecuado

Los canales pueden ser continuos o cortados y conectan con tuberías que $ana pre(ltros o al sistema de contenedores pre$ios a el o los (ltros

-n algunas ciudades los tecos planos de concreto son muy comunes, en estosse 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 losdiferentes tubos de las bajadas, con pie&as del mismo material de los tubosllamadas ?@A o ?9A

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-l cálculo del tama/o de los canales o canaletas y tubos debe ser proporcionala 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* essu(cienteSi la super(cie es grande, llue$e muco y solo se tiene una salida, la tuberíadebe ser de un diámetro capa& de permitir el paso .uido del agua, sin pro$ocar encarcamientos en el teco, Las tuberías más comunes para grandes$ol'menes recolectados $an desde los 66 centímetros 0=8 pulgadas aprox* enadelanteLas canales o canaletas ori&ontales deben colocarse con una inclinaciónefecti$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 tubode bajada $ertical

9odos los canales, canaletas, reducciones 0embudos de recepción* tuberías y otros elementos deben estar (rmemente sujetados a las paredes o los lugaresdonde se apoyen, y no deben interferir alguna función del edi(cio oconstrucción 0$entanas, puertas, etc* ni estar, en lo posible, en contacto concables el4ctricos y otros 0en su caso estos deberán aislarse adecuadamente*Si es posible deben pintarse exteriormente 0buscando est4tica con ladecoración de la casa o edi(cio*#ara el sellado de las juntas entre tubos y conexiones u otros, existendiferentes productos, pero los silicones suelen ser los más apropiados por sufacilidad de aplicación y rápido secado-n algunos sistemas se instalan algunas tuberías que lle$arán el aguacapturada 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 elagua por gra$edad, en estos casos la tubería es cerrada y de menor diámetro0de media pulgada o tres cuartos, las más comunes* y las de cobre son las másoptimas, sobre todo si ya se trató el agua, a'n que son más costosas, pero sudurabilidad 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 (ltreel 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 elagua, el n'mero de integrantes de la familia que la usarán y la precipitación

plu$ial en nuestra ciudad, debemos tener en cuenta la actual capacidad dealmacenaje de agua de llu$ia, ya sea que esta capacidad resulte su(ciente oque debamos construir o comprar alg'n dispositi$o de almacenaje mayor-$identemente, lo ideal sería acer una cisterna lo más grande posible, porquesiempre puede aber tormentas o excesos de llu$ia en un a/o, pero esto nosiempre 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 másespacio 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 deseaalmacenar agua; si se consumirá durante la misma temporada de llu$ia o seconcentrará para consumirla durante el periodo de estiaje o sequía, o sereali&arán las dos accione; consumirla durante y guardar una reser$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 plásticocon capacidad de asta C8 222 litros*

E #ara cisternas de agua potable, es necesario que no est4 pintada o barni&adacon materiales tóxicosE 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 accidenteE +ebe poder limpiarse fácilmente

e( Fi+&%" $a+idad de+ a-*a de ++*#ia.-l sistema presenta elementos para garanti&ar una cierta calidad del agua enel tratamiento, que son los (ltros, los ay de gran sencille& y otros de mayor complejidad)#re(ltros que se colocan en la tubería o canaletas que lle$a el agua captada delas 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 omallas plásticas o metálicas %quí tambi4n se clasi(can los sedimentadores 0detierra que arrastra el agua* y las trampas de grasa 0que impiden el paso de loslíquidos grasosos de menor densidad que el agua, al sistema de (ltros*

Los (ltros son los elementos más complejos utili&ados para la limpie&a delagua -stos se determinan seg'n el consumo que se $aya a reali&ar con el



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agua captada @ deberán cumplirse las normas de mantenimiento y reposiciónde los elementos con caducidad de los (ltros+esinfección, esta se logra por medio de instrumentos especiales, sobre todocuando el agua se quiere para ser consumida directamente, es decir se quiereque 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$ados dedistribución (nal Sistemas de ele$ación manual o con fuentes de energíadistintas a la con$encional el4ctrica; bombas de mecate, de succión, etc

ombas accionadas por energía el4ctrica por medio de celdas foto$oltaicas9odas ellas lle$an una pre$ia preparación y un adecuado mantenimiento

La utili&ación de estos equipos en un sistema de captación de agua de llu$ia,depende del tratamiento que se requiera darle al agua #or lo regular senecesita alg'n sistema de bombeo, o si es posible, se debe dise/ar el sistemade captación de tal manera que por gra$edad se pueda distribuir el aguacaptada y tratada-n algunas ciudades, los sistemas de distribución de agua en una casa urbanacon$encionales reciben el agua de la red idráulica publica o municipal conuna presión su(ciente que distribuye el agua a todas las salidas, sin embargoen 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 lacasa que recibe el agua potable y que cuenta por lo regular con una bombaelectromecánica para ele$ar el líquido para su almacenamiento (nal en elteco con un tanque, de donde desciende el agua por gra$edad acia toda lacasa-n algunos casos se cuenta con sistemas idroneumáticos que en$ían el aguadirectamente por presión a los puntos de uso -xisten &onas en la ciudad enque la electricidad no es accesible o la instalación no es factible o es muy costosa, en estos casos se pueden considerar $iables las bombas manuales0como las de mecate, las de $acío, etc* y en su caso las bombas solares, queno 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$ados*, es necesario instalar una bomba electromecánica osistema de ele$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*, autili&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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capacidad de carga del suelo, donde se construyan o instalen componentesnue$os del sistema

-n los ogares urbanos, ya sea en lotes de una sola familia o en edi(cios dedepartamentos, es indispensable tomar en cuenta los posibles espacios dentro

del lote en los que se colocarán los componentes del sistema, ya que esteespacio 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 esreducido se deberán priori&ar los usos más importantes para los que serequiere el agua

7( Maneni5ien%.-s la parte del proceso que garanti&a la limpie&a y reparación de los elementosdel sistema que lo requieran y se deberá tener un programa de monitoreo ymantenimiento de todo el sistema, que en mucos casos son peque/as yrápidas acciones de limpie&a

5uando se dise/a un sistema de captación de aguas plu$iales es necesariodeterminar el área de captación y el $olumen de almacenamiento

V" ) Dolumen de almacenamiento necesario para satisfacer la demanda en4poca de secasD ) dotación, LF abF día ) tiempo que dura la temporada de secas, día

) "actor de seguridad, mínimo


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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$ador* ycon$irtiendo la precipitación media anual a metro, se tiene)Dc I 2H2 m 0B2 mC * 02B8* I =BC8 m<

E$EMPO &7alcular el volumen de agua ue se debe almacenar en una cisterna para unapoblación de 1B%% 8abitantes si se les asigna una dotación de 1%% lE8ab.Ed$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 dealmacenamiento reuerido.

Solución:La duración de la 4poca de sequía será)9 I 3 meses x


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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, lainformación 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

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 lasuper(cie libre9orres para captar el agua a diferentes ni$eles, en las márgenes o en el puntomás profundo del río

b* 5aptación cuando existen peque/as oscilaciones en los ni$eles de lasuper(cie libre, como estaciones de bombeo (jas con toma directa en el rió oen un cárcamo5anales de deri$ación con o sin desarenadores1na estructura de este tipo comprende, esencialmente

1n muro equipado corrientemente de una compuerta en pre$ención de lascrecidas 0D6*1na incisión de la margen pro$ista de compuertas que permiten detener lasaguas 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


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-n el caso en que la captación por gra$edad no sea factible debido a latopografía el m4todo de captación recomendable es por bombeo +e lasbombas disponibles comercialmente, la bomba centrífuga ori&ontal tiene la$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 elsitio más fa$orable desde el punto de $ista de cimentación, acceso, proteccióncontra inundaciones, etc Su des$entaja principal es que la altura de succiónqueda limitada y el desni$el máximo permisible entre la bomba y el ni$el debombeo, es relati$amente peque/o

+e eco, se puede a(rmar que cuando se trata de la captación directa de lasaguas super(ciales, el tipo de bomba más com'nmente empleada es la bombacentrífuga ori&ontal

La bomba centrífuga $ertical 0tipo po&o profundo * tiene mayor e(ciencia, peroel costo del equipo es mayor y la estación de bombeo tiene que ubicarsedirectamente por encima del punto de captación -stas condiciones a $ecesrepresentan problemas gra$es de cimentación, resultando obras deconstrucción sumamente costosas no compatibles con sistemas rurales

2.;.9 DISEÑO DE OBRAS DE CAPTACIÓN DE AGUASSUBTERR


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dónde se encuentra bajo las condiciones que le permitan llegar rápidamente alos po&os a (n de poder ser utili&ada en forma económica

% continuación se describe un enfoque para reali&ar una exploración del aguasubterránea

5iertos indicios 'tiles en la locali&ación de abastecimientos de aguasubterránea son por ejemplo, que 4sta probablemente se encuentra enmayores cantidades bajo los $alles que en las partes altas; en las &onas áridascierto tipo de plantas; nos indican que el agua que las nutre se encuentra a

poca profundidad; asimismo en las áreas en donde el agua aparecesuper(cialmente como son manantiales, pantanos y lagos, tambi4n debeexistir agua subterránea aunque no necesariamente en grandes cantidades ode buena calidad; sin embargo, los indicios más $aliosos son las rocas, ya quelos idrólogos y los geólogos las agrupan sin importar que sean consolidadascomo las areniscas, cali&as, granitos y basaltos; o no consolidadas como lasgra$as, arenas y arcillasLa 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&aterrestre y no todas ellas aportan la misma cantidad de agua

La mayor parte de las rocas constituidas de arcilla, lutitas y rocas cristalinasson en general pobres productoras, pero pueden aportar agua su(ciente parausos dom4sticos en las áreas en donde no se encuentran buenos acuíferosLos lineamientos generales para reali&ar una exploración del agua subterráneason los siguientes)#rimero se elabora un plano geológico que muestre los diferentes tipos de rocaque 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, sulocali&ación, profundidad de perforación, profundidad a ni$el del agua, caudal

promedio y el tipo de rocas que se ayan encontrado al perforarLa 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 alreali&ar la perforación, siempre son de gran utilidad para conocer lascondiciones geoidrológicas de cualquier regiónLa istoria de un po&o es realmente 'til cuando incluye lo siguiente) Muestrasde las rocas, información de cuáles estratos contienen agua y con qu4 facilidadla ceden, la profundidad a que se encuentre el ni$el estático del agua en losestratos que la contengan y los datos de las pruebas de aforo y bombeo decada uno de los acuíferos a (n de poder determinar cuánta agua pueden

aportar y cuánto se abate el ni$el del agua de acuerdo a los caudales debombeo5uando no ay po&os o no existe la su(ciente información sobre ellos, esnecesario perforar algunos po&os de exploración, mediante los cuales seobtienen muestras del material encontrado durante el a$ance de la

perforación, mismo que posteriormente es examinado y anali&ado paradeterminar cuáles estratos son los que contienen agua y de que tama/o sonlas 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 puedeencontrarse el agua subterránea, la calidad química de 4sta y en forma muy general que cantidad puede obtenerse, asimismo los lugares en que tienenlugar la recarga y descarga natural de los acuíferos

RECONOCIMIENTOS GEOLÓGICOS:Mediante los reconocimientos geológicos es posible obtener conclusionesidrogeológicas de una región, pudi4ndose a$an&ar en forma rápida gracias aldesarrollo que a tenido a 'ltimas fecas la fotointerpretación; sin embargo,en cualquier estudio siempre serán necesarios los reconocimientos de campo,que permiten a(nar lo obser$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 geomorfologíaLa petrografía constituye uno de los renglones más importantes dentro de losreconocimientos 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 representancondiciones fa$orables para la locali&ación del agua subterráneaLa porosidad determina la cantidad de agua que puede almacenarse y la

permeabilidad la facilidad con que 4sta puede extraerse La tabla C6 muestrauna 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 idrogeológicade extensas regiones de rocas sedimentarias o $olcánicas La posición y elespesor de los ori&ontes acuíferos así como la continuidad de las capascon(nantes re$isten particular importancia, por lo que el auxilio de laestratigrafía resulta siempre indispensable

bras de captación gina 2%


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La geología estructural junto con la estratigrafía se utili&a en la locali&ación delos ori&ontes acuíferos que ayan sido despla&ados por mo$imientostectónicosLos estudios estructurales son tambi4n utili&ados para locali&ar &onas defracturación en rocas compactas pero frágiles; o bien en la locali&ación de

fallas en materiales no consolidados que en ocasiones pueden formar barrerasidrológicas, las cuales son importantes en el estudio del mo$imiento del aguasubterránea

Las aguas de las capas acuíferas del subsuelo se clasi(can en)a* aguas freáticasLas aguas freáticas son aquellas que no tiene presión idrostática, trabajan por la acción de la presión atmosf4rica, circulando el agua en materialesgraduados, no con(nados, como arenas y gra$as, esta agua se locali&a a

profundidades que $an de 62 a


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son los mejores guías, y probablemente, conocen todos los manantiales delárea-l agua de manantial generalmente es potable, pero puede contaminarse sia.ora en un estanque o al .uir sobre el terreno #or esta ra&ón el manantialdebe 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 launión de la tubería con los codos a H2o, con el (n de permitir que el (ltro seale$antado sobre el ni$el del agua para su limpie&a +ebe tenerse el cuidado deno exca$ar demasiado en el estrato impermeable, ya que puede pro$ocarseque el manantial desapare&ca o a.ore en otro sitio

%ntes de construir el muro de la caja de manantial adyacente a la ladera, escon$eniente apilar rocas sin juntear contra el ?ojo del manantialA -sto es conel (n de construir una cimentación adecuada del muro posterior para e$itar que al salir el agua desla$e el material del acuífero +ebe tenerse presente quedespu4s de una llu$ia el agua puede .uir más rápidamente por lo que el murodebe quedar (rmemente colocado, para ello se pueden emplear rocas de grantama/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 fondode la caja y bajo el ni$el donde a.ora el agua Si el ni$el del agua en la caja delmanantial 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$itar que piedras, ramas u otros objetosobstruyan la tubería 1na manera de acer este (ltro es con un tramo corto detubería de polietileno, taponado en un extremo y con peque/as perforacionesa su alrededor 9ambi4n debe instalarse una tubería de demasías de diámetrosu(ciente para desaguar el gasto máximo en 4poca de llu$ias bajo el ni$el dea.oramiento del agua -l extremo de la tubería de demasías locali&ado en elinterior 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


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locali&ada a una distancia no mayor de 82 m a la cual se le llama ?trampa desedimentosA -sta caja tambi4n debe tener losa, tubería de demasías a pruebade mosquitos y tubería de salida a 62 cm del fondo con (ltro Si el manantialtiene 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 +adi"5in*$i0n de+ -a"%:Limpiar con todo cuidado la &ona de a.oramientos, quitando árboles, basuras,lodo, ierbas, etc5onducir 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 brotesde agua, basta una caja colectora de mampostería, la cual debe tacarse conuna 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 ela.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 algunascorrientes de agua y aunque en ocasiones $uel$en a aparecer en la super(cie,

pueden cambiar la locali&ación del manantialNay que tener presente que la colocación de tuberías, materiales graduados,cajas colectoras, etc, debe acerse precisamente sobre el manantial y noconstruir la conducción asta tener una idea del gasto efecti$o

AGUAS FRE


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+a un rendimiento $ariable por la .uctuación considerable del ni$el freático5alidad sanitaria del agua probablemente de(ciente#ara estos po&os exca$ados a cielo abierto existe el procedimiento tipo O indioO 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 $a colocando el ademe o pared, mismo que por su propio peso y con elauxilio de la exca$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 diámetrorequerido y espesor mínimo de 2


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Donde( G 9asto en m3Edia..H G 7oefciente de permeabilidad ) su valor var$a segn el dimetro e#ectivodel material ad)acente como )a se eAplico .< G


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-l uso de tubos de concreto obligada a tener grandes diámetros y longitudesimportantes de galería que encarecería muco la obra; además, el manejo delos tubos de concreto simple perforados tenía que ser muy cuidadosoLas galerías (ltrantes se emplean tambi4n en la captación de manantialescuando 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 (ltranteestán basados fundamentalmente en la ?Ley de (ltración de +arcyA, y en lasteorías sobre el escurrimiento del agua en medios permeables, omog4neos eisotrópicos9ambi4n el dise/o de la galería se puede acer como sigue) conocido el gastorequerido, 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


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:ormalmente, unos ramales perpendiculares al eje del río dan los resultadosdeseados 0"ig CC8*5uando no existen extractos permeables con la excepciónde unos bancos de arena o gra$a depositados por el río en un leco limitado lagalería se instala por debajo del río, normal a su ejeLa misma solución se emplea cuando el acuífero es de muy baja

permeabilidad

-U-M#L> 65omo una idea inicial para el proyecto de una galería (ltrante sin tener toda$íalas características del terreno, se reconoce 4ste como una me&cla de arena(na y sedimentos Se desea saber la longitud de la galería para extrae ungasto de 8 ltsFseg La aportación a la galería será por ambos lados seg'n seobser$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


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: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


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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 conuna solera fuerte de concreto armado % 6C2 m del fondo del po&o y en ori(cios pre$iamente dejados en las paredesdel mismo, se introducen ori&ontalmente unos tubos perforados conlongitudes de


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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/osdiámetros 06O a CO * y de = o 8 metros de longitud-stos tubos se perforan y se incan a distancias que .uct'an entre


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,l ceda-o del po-o es particularmente susceptible al ataue corrosivo ) a laincrustación por depósito de minerales debido a la gran cantidad de arenaeApuesta ue representa el medio poroso donde se locali-a.&dems* el agua ue lo atraviesa constantemente puede traer sólidosdispuestos 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$#ero ) minimi-ar el bombeo de arena.ermitir el uso del ceda-o con la ma)or rea abierta posible.roporcionar una -ona anular de alta permeabilidad* aumentando el radioe#ectivo del po-o ) su gasto de eAplotación.,l sitio elegido para la per#oración estar de acuerdo con los estudiosgeo8idrológicos )Eo geo#$sicos.,l pro)ecto de entubamiento depender del corte geológico del po-o )aper#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 deleuipo de bombeo ue asegure el gasto de eAplotación.

1. 5ello sanitario* generalmente con tubos de :7. De !N 8asta 12N2. Dimetro del po-o de 6N 8asta 12O3. ubo :7 encamisado de la bomba de BN 8asta 1%N4. Filtro 8ec8o con gravas de rió no 2 ó 3B.


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Bi+i%-&a63a

+ibro( &bastecimiento de agua&utor( edro &2R6.pd#

;anual de captación de aguas de lluvia para centros urbanos

&utores(Iln &dler9abriela 7armona

@os0 &ntonio "oMalil


http://www.ingenieria.unam.mx/~enriquecv/AAPYA/apuntes_aapya/AAPYA2_6.pdfhttp://www.ingenieria.unam.mx/~enriquecv/AAPYA/apuntes_aapya/AAPYA2_6.pdfhttp://www.ingenieria.unam.mx/~enriquecv/AAPYA/apuntes_aapya/AAPYA2_6.pdfhttp://www.ingenieria.unam.mx/~enriquecv/AAPYA/apuntes_aapya/AAPYA2_6.pdf


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Unidad 2 Obras de Captación

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