ACUEDUCTOS Y CLOACAS-UNIDAD 1- SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO PARTE I

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  • 1. ACUEDUCTOS Y CLOACAS1 UNIDAD 1: SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA – PARTE I
  • 2. ACUEDUCTOS Y CLOACASABASTECIMIENTO DE AGUAORIGEN O FUENTE DEL AGUA LOS SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE SE PUEDENCLASIFICAR POR LA FUENTE DEL AGUA, DEL QUE SE OBTIENEN:AGUA DE LLUVIA: ALMACENADA EN ALJIBES. (ES UN DEPÓSITODESTINADO A GUARDAR AGUA POTABLE, PROCEDENTE DE LA LLUVIARECOGIDA DE LOS TEJADOS DE LAS CASAS O DE LAS ACOGIDAS,HABITUALMENTE, QUE SE CONDUCE MEDIANTE CANALIZACIONES.NORMALMENTE ES SUBTERRÁNEO, TOTAL O PARCIALMENTE. NO SEDEBE CONFUNDIR CON TINAJA: DEPÓSITO DESTINADO A TRANSPORTARLÍQUIDOS.)AGUA PROVENIENTE: DE MANANTIALES NATURALES, DONDE EL AGUA 2SUBTERRÁNEA AFLORA A LA SUPERFICIE; ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 3. ACUEDUCTOS Y CLOACASABASTECIMIENTO DE AGUAORIGEN O FUENTE DEL AGUAAGUA SUBTERRÁNEA: CAPTADA A TRAVÉS DE POZOS O GALERÍAS SUBTERRÁNEAFILTRANTES;AGUA SUPERFICIAL: (LLEVA UN PREVIO TRATAMIENTO),PROVENIENTE DE RÍOS, ARROYOS, EMBALSES O LAGOSNATURALES;AGUA DE MAR: (ESTA DEBE NECESARIAMENTE SERDESALINIZADA).SEGÚN EL ORIGEN DEL AGUA, PARA TRANSFORMARLA EN AGUAPOTABLE DEBERÁ SER SOMETIDA A TRATAMIENTOS, QUE VANDESDE LA SIMPLE DESINFECCIÓN Y FILTRACIÓN, HASTA LADESALINIZACIÓN. 3 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 4. ACUEDUCTOS Y CLOACASABASTECIMIENTO DE AGUAORIGEN O FUENTE DEL AGUAEN RESUMEN AL TRATAR LO VISTO ANTERIORMENTE Y LOESTUDIADO DEL CICLO HIDROLOGICO DEL AGUA, DE ACUERDO ALA FORMA EN QUE SE ENCUENTRA EN LA NATURALEZA,ENCONTRAMOS (04) PRINCIPALES FUENTES DE PROVISION DEAGUA QUE SON: AGUAS METEORICAS: APARECE COMO POSIBLE FUENTE DECAPTACION PARA PEQUEÑAS COMUNIDADES, POR EJEMPLORURALES LA MENCIONADA AGUA DE LLUVIA, LA CUAL DEBE SERRECOGIDA ADECUADAMENTE.; Y EN CUANTO A SUCALIDAD TIENESOLIDOS DISUELTOS EN BAJA CANTIDAD, BAJA TURBIEDAD, BAJA 4ALCALINIDAD Y DUREZA Y A SU VEZ ALTO CONTENIDO DE CO 2. ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 5. ACUEDUCTOS Y CLOACASABASTECIMIENTO DE AGUAORIGEN O FUENTE DEL AGUA AGUAS SUPERFICIALES: SON AQUELLAS PROVENIENTESDE RIOS, ARROYOS, LAGOS ETC. EN VENEZUELAREPRESENTAN MAS DEL 70% DE PROVISIÓN O FUENTE DELA POBLACIÓN. GENERALMENTE AGUAS TURBIAS Y CONCOLOR Y POR SUPUESTO SUJETAS A CONTAMINACIÓN. AGUAS SUB-ALVEAS: SON AQUELLAS QUE CORREN POREL SUB-ALVEO DE U RIO Y SE CAPTAN A TRAVES DE POZOSFILTRANTES O GALERÍAS FILTRANTES. GENERALMENTEAGUAS DE MUY BUENA CALIDAD YA QUE HAN SUFRIDO UN5PROCESO DE FILTRACIÓN NATURAL. ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 6. ACUEDUCTOS Y CLOACASABASTECIMIENTO DE AGUAORIGEN O FUENTE DEL AGUA AGUAS SUBTERRANEAS: SON AQUELLAS QUE SE ENCUENTRANEN EL SUB-SUELO Y SE PUEDEN DISTINGUIR TRES (03) TIPOS: PROFUNDAS: SON CAPTADAS MEDIANTE POZOS SEMISURGENTES Y POR LO GENERAL SON POTABLES  FREATICAS: SE PUEDEN UTILIZAR CUANDO SON LA UNICA FUENTE ECONOMICAMENTE UTILIZABLE. SU NIVEL OSCILA Y ESTA DIRECTAMENTE INFLUENCIADO POR EL REGIMEN DE LLUVIAS.  MANANTIALES: EN ALGUNOS CASOS REPRESENTA LA SOLUCION EN POBLACIONES PEQUEÑAS O RURALES, SIEMPRE QUE SE DISPONGA DE UN BUEN CAUDAL Y CALIDAD 6 ADECUADA. OBVIAMENTE LA CAPTACION DEBE ESTAR ING. WILLIAM J. LOPEZ A. PROTEGIDA.
  • 7. ACUEDUCTOS Y CLOACAS ABASTECIMIENTO DE AGUASISTEMAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA :EL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE MÁS COMPLEJO, QUE ES EL QUE UTILIZA AGUAS SUPERFICIALES, CONSTA DE CINCO PARTES PRINCIPALES: CAPTACIÓN; ALMACENAMIENTO DE AGUA BRUTA; TRATAMIENTO; ALMACENAMIENTO DE AGUA TRATADA; RED DE DISTRIBUCIÓN ABIERTA EN LO CASOS DEL ALMACENAMIENTO DEL AGUA BRUTA SE CONSIDERA INCLUIDA EN UN GRAN GRUPO LLAMADO OBRAS DE CONDUCCION. 7 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 8. ACUEDUCTOS Y CLOACASABASTECIMIENTO DE AGUA CAPTACION: LA CAPTACIÓN DE UN MANANTIAL DEBE HACERSE CON TODO CUIDADO, PROTEGIENDO EL LUGAR DE AFLORAMIENTO DE POSIBLES CONTAMINACIONES, DELIMITANDO UN ÁREA DE PROTECCIÓN CERRADA. LA CAPTACIÓN DE LAS AGUAS SUPERFICIALES SE HACE A TRAVÉS DE LAS BOCATOMAS, EN ALGUNOS CASOS SE UTILIZAN GALERÍAS FILTRANTES, PARALELAS O PERPENDICULARES AL CURSO DE AGUA PARA CAPTAR LAS AGUAS QUE RESULTAN ASÍ CON UN FILTRADO PRELIMINAR. LA CAPTACIÓN DE LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS SE HACE A TRAVÉS DE POZOS O GALERÍAS FILTRANTES. 8 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 9. ACUEDUCTOS Y CLOACASABASTECIMIENTO DE AGUAALMACENAMIENTO DE AGUA BRUTA:EL ALMACENAMIENTO DE AGUA BRUTA SE HACE NECESARIO CUANDO LA FUENTE DE AGUA NO TIENE UN CAUDAL SUFICIENTE DURANTE TODO EL AÑO PARA SUPLIR LA CANTIDAD DE AGUA NECESARIA. PARA ALMACENAR EL AGUA DE LOS RÍOS O ARROYOS QUE NO GARANTIZAN EN TODO MOMENTO EL CAUDAL NECESARIO SE CONSTRUYEN EMBALSES. EN LOS SISTEMAS QUE UTILIZAN AGUA SUBTERRÁNEA, EL ACUÍFERO FUNCIONA COMO UN VERDADERO TANQUE DE ALMACENAMIENTO, LA MAYORÍA DE LAS VECES CON RECARGA NATURAL, SIN EMBARGO HAY CASOS EN QUE LA RECARGA DE LOS ACUÍFEROS SE HACE POR MEDIO DE OBRAS HIDRÁULICAS ESPECIALES, ES POR ESO QUE SE CONSIDERA FORMA PARTE DEL GRUPO DE 9 OBRAS DE CONDUCCION. CONDUCCION ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 10. ACUEDUCTOS Y CLOACASABASTECIMIENTO DE AGUA TRATAMIENTO DEL AGUA:EL TRATAMIENTO DEL AGUA PARA HACERLA POTABLE ES LA PARTE MÁS DELICADA DEL SISTEMA. EL TIPO DE TRATAMIENTO ES MUY VARIADO EN FUNCIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA BRUTA. UNA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE COMPLETA GENERALMENTE CONSTA DE LOS SIGUIENTES COMPONENTES: REJA PARA LA RETENCIÓN DE MATERIAL GRUESO, TANTO FLOTANTE COMO DE ARRASTRE DE FONDO; DESARENADOR, PARA RETENER EL MATERIAL EN SUSPENSIÓN DE DESARENADOR TAMAÑO FINO; 10 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 11. ACUEDUCTOS Y CLOACAS ABASTECIMIENTO DE AGUA TRATAMIENTO DEL AGUA: FLOCULADORES: (FLOCULANTES: PRODUCTO QUÍMICO QUE SIRVE PARA QUE EL AGUA SEA POTABLE, TRANSPARENTA EL AGUA) DONDE SE ADICIONAN QUÍMICOS QUE FACILITAN LA DECANTACIÓN DE SUSTANCIAS EN SUSPENSIÓN COLOIDAL Y MATERIALES MUY FINOS EN GENERAL; DECANTADORES, O SEDIMENTADORES QUE SEPARAN UNA PARTE DECANTADORES IMPORTANTE DEL MATERIAL FINO; FILTROS, FILTROS QUE TERMINAN DE RETIRAR EL MATERIAL EN SUSPENSIÓN; DISPOSITIVO DE DESINFECCIÓN. 11 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 12. ACUEDUCTOS Y CLOACASABASTECIMIENTO DE AGUA Figura Nº 1: Planta de Tratamiento de Agua Potable 12 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 13. ACUEDUCTOS Y CLOACASABASTECIMIENTO DE AGUA-OBRAS HIDRAULICAS ¿QUÉ ES UNA REPRESA?EN INGENIERÍA SE DENOMINA PRESA O REPRESA A UNA BARRERA FABRICADA CON PIEDRA, HORMIGÓN O MATERIALES SUELTOS, QUE SE CONSTRUYE HABITUALMENTE EN UNA CERRADA O DESFILADERO SOBRE UN RÍO O ARROYO. 13 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 14. ACUEDUCTOS Y CLOACAS ABASTECIMIENTO DE AGUA-OBRAS HIDRAULICAS¿CUÁL ES LA FINALIDAD DE UNA REPRESA?TIENE LA FINALIDAD DE EMBALSAR EL AGUA EN EL CAUCE FLUVIALPARA SU POSTERIOR APROVECHAMIENTO EN ABASTECIMIENTO OREGADÍO, PARA ELEVAR SU NIVEL CON EL OBJETIVO DE DERIVARLAA CANALIZACIONES DE RIEGO, PARA LAMINACIÓN DE AVENIDAS(EVITAR INUNDACIONES AGUAS ABAJO DE LA PRESA) O PARA LAPRODUCCIÓN DE ENERGÍA MECÁNICA AL TRANSFORMAR LAENERGÍA POTENCIAL DEL ALMACENAMIENTO EN ENERGÍACINÉTICA Y ÉSTA NUEVAMENTE EN MECÁNICA AL ACCIONAR LAFUERZA DEL AGUA UN ELEMENTO MÓVIL. LA ENERGÍA MECÁNICAPUEDE APROVECHARSE DIRECTAMENTE, COMO EN LOS ANTIGUOSMOLINOS, O DE FORMA INDIRECTA PARA PRODUCIR ENERGÍAELÉCTRICA, COMO SE HACE EN LAS CENTRALES HIDROELÉCTRICAS 14 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 15. ACUEDUCTOS Y CLOACASABASTECIMIENTO DE AGUA-OBRAS HIDRAULICAS TIPOS DE REPRESA O PRESAS:DEPENDIENDO DEL MATERIAL SE PUEDEN CLASIFICAREN:DE HORMIGÓN (CONVENCIONAL O COMPACTADO CONRODILLO)DE MAMPOSTERÍADE MATERIALES SUELTOS (DE ESCOLLERA, DE NÚCLEODE ARCILLA, CON PANTALLA ASFÁLTICA, CONPANTALLA DE HORMIGÓN, HOMOGÉNEA)LAS PRESAS HINCHABLES, BASCULANTES Y PIVOTANTES 15SUELEN SER DE MUCHA MENOR ENTIDAD. ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 16. ACUEDUCTOS Y CLOACASABASTECIMIENTO DE AGUA-OBRAS HIDRAULICAS¿QUE SE ENTIENDE POR CANAL? EN INGENIERÍA SE ENTIENDE POR CANAL A UNA CONSTRUCCIÓN DESTINADA AL TRANSPORTE DE FLUIDOS — GENERALMENTE UTILIZADA PARA AGUA— Y QUE, A DIFERENCIA DE LAS TUBERÍAS, ES ABIERTA A LA ATMÓSFERA. 16 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 17. ACUEDUCTOS Y CLOACASABASTECIMIENTO DE AGUA-OBRAS HIDRAULICASCARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS E HIDRÁULICAS DE UN CANAL LAS CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS SON LA FORMA DE LA SECCIÓNTRANSVERSAL, SUS DIMENSIONES Y LA PENDIENTE LONGITUDINALDEL FONDO DEL CANAL. LAS CARACTERÍSTICAS HIDRÁULICAS SON LAPROFUNDIDAD DEL AGUA (H, EN M), EL PERÍMETRO MOJADO (P, EN M),EL ÁREA MOJADA (A, EN M 2) Y EL RADIO HIDRÁULICO (R, EN M), TODASFUNCIÓN DE LA FORMA DEL CANAL. TAMBIÉN SON RELEVANTES LARUGOSIDAD DE LAS PAREDES DEL CANAL, QUE ES FUNCIÓN DELMATERIAL 17 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 18. ACUEDUCTOS Y CLOACAS ABASTECIMIENTO DE AGUA-OBRAS HIDRAULICAS CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS E HIDRÁULICAS DE UN CANAL EN QUE HA SIDO CONSTRUIDO, DEL USO QUE SE LE HA DADO Y DEL MANTENIMIENTO, Y LA PENDIENTE DE LA LÍNEA DE AGUA, QUE PUEDE O NO SER PARALELA A LA PENDIENTE DEL FONDO DEL CANAL. EL RADIO HIDRÁULICO SE DEFINE COMO:DONDE A Y P SON EL ÁREA Y EL PERÍMETRO MOJADO. 18 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 19. ACUEDUCTOS Y CLOACASABASTECIMIENTO DE AGUA-OBRAS HIDRAULICASFLUJO CRITICOCUANDO FROUDE VALE UNO O CUANDO LA VELOCIDADES IGUAL QUE LA RAÍZ CUADRADA DE LA GRAVEDAD PORLA PROFUNDIDAD.FLUJO SUB-CRITICOEN EL CASO DE FLUJO SUB-CRÍTICO, TAMBIÉNDENOMINADO FLUJO LENTO, EL NIVEL EFECTIVO DELAGUA EN UNA SECCIÓN DETERMINADA ESTÁCONDICIONADO AL NIVEL DE LA SECCIÓN AGUAS ABAJO. 19 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 20. ACUEDUCTOS Y CLOACASABASTECIMIENTO DE AGUA-OBRAS HIDRAULICASFLUJO SUPERCRITICOEN EL CASO DE FLUJO SUPERCRÍTICO,TAMBIÉN DENOMINADO FLUJO VELOZ,EL NIVEL DEL AGUA EFECTIVO EN UNASECCIÓN DETERMINADA ESTÁCONDICIONADO A LA CONDICIÓN DECONTORNO SITUADA AGUAS ARRIBA. 20 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 21. ACUEDUCTOS Y CLOACASABASTECIMIENTO DE AGUA-OBRAS HIDRAULICASVERTEDEROS: SON ESTRUCTURAS QUE PERMITENEVACUAR DE FORMA ORGANIZADA LOS EXCESOS DEAGUA DURANTE CRECIENTES EVITANDO UNA EXCESIVAELEVACION DEL NIVEL MAXIMO DEL AGUA EN UNEMBALSE POR EJEMPLO. SU CAPACIDAD DE DESCARGADEPENDE DE LAS DIMENSIONES DE SU ORIFICIO. PARASU CALCULO HIDRAULICO DEBE CONOCERSE EL NIVELNORMAL DEL EMBALSE Y EL CAUDAL MAXIMO DECRECIENTE 21 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 22. ACUEDUCTOS Y CLOACASABASTECIMIENTO DE AGUA-OBRAS HIDRAULICASTIPOS DE VERTEDEROS: CANAL RAPIDO CANAL LATERAL PERFIL TIPO CREAGERVERTEDEROS DE CRESTA ANCHAVERTEDEROS DE CABEZOTE POZO SIFONESTOS TIPOS SON LOS CONSIDERADOS VERTEDEROSSUPERFICIALES.SUPERFICIALES 22 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 23. ACUEDUCTOS Y CLOACASABASTECIMIENTO DE AGUA-OBRAS HIDRAULICASSELECCIÓN DEL SITIO DEL VERTEDERO: EN SU LOCALIZACIÓN NO SOLO JUEGA PAPELPRIMORDIAL LOS COSTOS SINO TAMBIÉN LA SEGURIDADLO QUE EN ESE SENTIDO NOS DICE QUE: EN PRESAS FLEXIBLES: LA MEJOR OPCIÓN ESLOCALIZAR EL VERTEDERO SEPARADO DE LAS MISMAS,PUDIENDO COLOCARSE EN UNO DE LOS EXTREMOS DELTERRAPLÉN O RELLENO. EN PRESAS DE CONCRETO: SE COLOCAN DENTRO DE 23SU CUERPO (SIRVEN COMO ALIVIO A LAS MISMAS) ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 24. ACUEDUCTOS Y CLOACASABASTECIMIENTO DE AGUA-OBRAS HIDRAULICAS¿QUÉ ES UN VERTEDERO? DEFINITIVAMENTE EN INGENIERÍACIVIL ES UNA ESTRUCTURA QUE PERMITE EL PASE BIEN SEALIBRE O CONTROLADO DEL AGUA EN LOS ESCURRIMIENTOSSUPERFICIALES.¿CUÁLES SON SUS FUNCIONES? ENTRE LAS QUE SE DESTACANESTÁN:1.GARANTIZA LA SEGURIDAD DE LA ESTRUCTURA HIDRÁULICA,ESTO ES DESCARGA LOS EXCESOS DE AGUA.2. GARANTIZAR NIVELES CON POCA VARIACIÓN.3. CONSTITUIRSE EN UNA PARTE DE UNA SECCIÓN DE AFORO Y;4. DISIPAR LA ENERGÍA PARA QUE LA DEVOLUCIÓN AL CAUCE 24NATURAL NO GENERE DAÑOS. ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 25. ACUEDUCTOS Y CLOACASABASTECIMIENTO DE AGUA-OBRAS HIDRAULICASCLASIFICACION DE LOS VERTEDEROS1.SEGÚN SU LOCALIZACION: LOCALIZACION SE CLASIFICAN EN FRONTALES,LATERALES Y TULIPAS (SE SITUA FUERA DE LA PRESA).2.SEGÚN LOS INSTRUMENTOS PARA CONTROL DE CAUDAL: CAUDALENCONTRAMOS LOS LIBRES (SIN CONTROL) Y AQUELLOSCONTROLADOS POR COMPUERTAS.3. SEGÚN EL ESPESOR DE LA PARED: TENEMOS LOS DE PARED PAREDDELGADA, PARED GRUESA Y CON PERFIL HIDRAULICO.4. SEGÚN SU SECCION: SECCION SE CLASIFICAN EN RECTANGULARES,TRAPEZOIDALES , TRIANGULARES, CIRCULARES Y LINEALES.5. SEGÚN SU FUNCIONAMIENTO: PODEMOS OBSERVAR EL LIBRE QUE FUNCIONAMIENTOES AQUEL NO INFLUENCIADO POR EL NIVEL AGUAS ABAJO, Y EL 25AHOGADO. ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 26. ACUEDUCTOS Y CLOACASBIBLIOGRAFIA Roca, Vila (1978) INTRODUCCION A LA MECANICA DE LOS FLUIDOS. Editorial Limusa. México. Bolinaga, Juan. (1999). PROYECTOS DE INGENIERIA HIDRAULICA. Tomo I. Fundación Polar. Caracas. Venezuela. http://es.wikipedia.org/wiki/Canal_(hidr%C3%A1ulica) Arocha, Simón (1978). ABASTECIMIENTOS DE AGUA, TEORIA Y DISEÑO. Ediciones Vega S.R.L. 26 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.