OBRAS CIVILES 2014: ACUEDUCTOS

ACUEDUCTOS

Entendemos por acueducto a aquellas construcciones que tienen por objetivo principal la conducción del agua desde un punto hasta otro para permitir que personas o comunidades tengan acceso a ella. El acueducto es, tal como lo dice su nombre, un conducto exclusivo para el agua y no para otros elementos como el transporte, personas u objetos. Los acueductos más famosos son los que quedan hasta el día de hoy en pie en gran parte de Europa y que

han sido construidos en el período de máximo poder del Imperio Romano en la Antigüedad. Estos acueductos, a veces confundidos con puentes, están hechos completamente en piedra y son obras maestras de la ingeniería.

Los acueductos pueden tener diversas formas y formatos dependiendo de cada situación: la distancia a recorrer, el tipo de terreno, etc. Las formas más comunes de acueductos son aquellas que asemejan puentes y que unen distancias bastante importantes. Estos acueductos tienen por lo general una gran altura y por ellos corre permanentemente el agua. En algunos casos, como los construidos por el Imperio Romano en diferentes partes de Europa, se sostienen a través de arcos de medio punto que equilibran la fuerza a ambos lados de sus columnas.

Otros acueductos desarrollados por el hombre pueden tener formas más primitivas como simples surcos en el terreno que crean atajos o desviaciones de un curso de agua natural como puede ser un río hacia el espacio donde el agua es necesitada. Otras formas más modernas de acueductos pueden estar construidas con materiales más resistentes, durables y modernos como metales. Finalmente, algunos acueductos también pueden estar entubados o ser pozos que se crean en profundidad para extraer agua desde el interior de la Tierra. Todos estos tipos de construcciones forman parte de la ingeniería y muchos de ellos están genialmente ejecutados.

(Bocatoma, bombeo, plantas, tanques de purificación, tanques de almacenamiento, aducciones y conducciones), el último de los cuales es “redes de distribución”. Esta se define como el conjunto de tuberías cuya función es suministrar el agua potable a los consumidores de la localidad en condiciones de lo calidad en condiciones de cantidad y calidad aceptables.

Las podemos clasificar en:

BOCATOMAS:

Son posibles de diseñar en cursos de agua de fuerte pendiente, y cuando no se quiere tener una estructura costosa, tienen el inconveniente de que el lecho del rio puede variar y dejar la toma sin agua , igualmente en las épocas de estiaje al disminuir el tirante de agua en el rio puede disminuir considerablemente el ingreso de agua en la toma.

B ) BOCATOMAS CON BARRAJES:

Son las más empleadas ya que aseguran una alimentación más regular, conservan un nivel constante en la captación que permite dominar una mayor área regable.

Estas tomas pueden presentar tres variantes: La toma con barraje fijo, la toma con barraje móvil y la toma con barraje mixto.

BARRAJES.

Una represa construida a través del río con el objeto de levantar el nivel de agua del mismo, su altura debe ser tal que permita una carga de agua suficiente en la toma, para el ingreso

seguro del agua en esta, considerando las pérdidas de carga que se producen en los muros, rejillas y compuertas de sección en la toma.

El barraje puede presentar los casos extremos siguientes:

Igualmente es aconsejable este tipo de bocatomas cuando el rio tiene un transporte de sólidos o una capacidad de transporte apreciable.

Con el objeto de proteger las riveras aguas arriba y aguas debajo de la presa se diseñan muros de encauzamiento y protección

En este tipo de barraje se consigue la retención del caudal y elevación del tirante mediante el cierre del curso del rio por un sistema de compuertas sostenidas en un conjunto de pilares y adosadas en sus extremos a los muros de contención.

Es conveniente esta solución cuando el caudal de la captación es igual o mayor de la descarga promedio del rio o cuando la velocidad de flujo no es alta debido a la pequeña pendiente del curso del rio . Como consecuencia el transporte de sólidos es pequeño y no afecta mayormente al sistema de compuertas.

Una presa muy larga y poco elevada en tramos anchos del curso del río. La solución es sencilla ya que la presión del agua no es elevada y permite diseños estables.

Una presa corta pero elevada en tramos profundos del curso del rio. En este caso la presión es menor por lo cual la presa será más cara, ya que demandará estribos y cimentaciones más reforzadas.

DESARENADOR.

Se llama desarenador a una obra hidráulica que sirve para separar y remover después o antes; el material sólido que lleva el agua de un canal. Los desarenadores cumplen una función muy importante y por esto, salvo casos especiales de aguas muy limpias, debe considerárseles como obras indispensables dentro de los proyectos de utilización de recursos hidráulicos

El desarenado tiene como objetivo eliminar las partículas más pesadas que el agua, que no se hayan quedado retenidas en el desbaste, y que tienen un tamaño superior a 200 micras, sobre todo arenas pero también otras sustancias como cáscaras, semillas, etc. Con este proceso se consiguen proteger los equipos de procesos posteriores ante la abrasión, atascos y sobrecargas.

3. Qué función tiene el desarenador el es la estructura hidráulica que tiene la función de mejorar la calidad del agua, eliminando las partículas de cierto tamaño que la captación ingresó al sistema. Esta agua captada puede ser usada ya sea en centrales hidroeléctricas, plantas de tratamiento, sistemas de irrigación, sistemas industriales u otros fines. En general, las desarenadas reses tienen la importante misión de eliminar ciertas partículas que se encuentran en suspensión en el agua y posteriormente, mediante una adecuada operación, arrojarlas al río.

4. A que se le llama desarenador Se llama desarenador a una obra hidráulica que sirve para separar y remover después o antes; el material sólido que lleva el agua de un canal. Los desarenadores cumplen una función muy importante y por esto, salvo casos especiales de aguas muy limpias, debe considerárseles como obras indispensables dentro de los proyectos de utilización de recursos hidráulicos

5. Existen tres tipos de desarenadores fundamentales Desarenadores de flujo horizontal. Desarenadores de flujo vertical. Desarenadores de flujo inducido.

6. Desarenadores de flujo horizontal Los desarenadores de flujo horizontal son utilizados en instalaciones de pequeñas poblaciones y consisten en un ensanchamiento del canal del pre tratamiento de forma que se reduzca la velocidad de flujo y decanten las partículas.

7. Los desarenadores de flujo vertical Los desarenadores de flujo vertical se diseñan mediante tanques que tienen una velocidad ascensional del agua tal que permite la decantación de las arenas pero que no caen las partículas orgánicas. Suelen ser depósitos tronco-cilíndricos con alimentación tangencial

8. Los desarenadores de flujo inducido En estos equipos se inyecta aire por medio de grupos creando una corriente en espiral de manera que permite la decantación de las arenas y genera una corriente de fondo. Además el aire provoca la separación de las materias orgánicas. De esta forma, dado que el depósito está aireado y se favorece la separación de la materia orgánica, se reduce la producción de malos olores.

9. Como determinan el diseño de los desarenadores en las plantas tratadoras de aguas residuales Para diseñar el desarenador en primer lugar se determina el volumen unitario que se necesita del tanque teniendo en cuenta el caudal de tratamiento y el tiempo de retención establecido para conseguir los objetivos de eliminación de arenas por medio de sus parámetros.

10. Los parámetros para un desarenador son

11. Cálculos Para diseñar el desarenador en primer lugar se determina el volumen unitario que se necesita de tanque teniendo en cuenta el caudal de tratamiento y el tiempo de retención establecido para conseguir los objetivos de eliminación de arenas.

12. Cálculos para determinar la superficie del desarenador Se determina la superficie de desarenador necesaria en función de la carga superficial a la que se deba trabajar. Con estos datos se puede definir las dimensiones del desarenador

13. Se determina la longitud del tanque Y la geometría del tanque desarenador se calcula la altura recta y trapezoidal.

Captación:

Está conformada por las obras o estructuras que permiten tomar el agua de la fuente en forma controlada. En fuentes superficiales las captaciones se denominan bocatomas y en aguas subterráneas pozos o aljibes.

La Aducción:

Tuberías que llevan el agua hasta el desarenador.

Obras de conducción:

Este componente está constituido por las tuberías o mangueras que conducen nuevamente el agua a la planta de tratamiento (sí la hay) o al tanque de almacenamiento y a la red de distribución

ADUCCIÓN

Se define línea de aducción en un sistema de acueducto al conducto que transporta el agua de la bocatoma, desde la cámara de derivación, hasta el desarenador. Puede ser un canal abierto o un canal cerrado (tubería).

Las fórmulas y métodos para el diseño se dan en el capítulo de conducciones.

La línea de aducción funciona con flujo a superficie libre; solo en época de alta aguas funciona a presión para esta condición de flujo se debe evaluar cuánto caudal transporta a fin de diseñar los dispositivos en el desarenador que permitan evacuar el excedente de caudal antes de entrar al proceso de desordenación.

La sedimentación se efectúa en unidades o reactores en los cuales, teóricamente, la masa líquida se traslada de un punto a otro como movimiento rectilíneo uniforme.

Un desarenador consta de las siguientes zonas y se debe proveer de dispositivos que hagan eficiente el proceso de sedimentación.

Zona de entrada: Es la cámara donde se disipa la energía del agua que llega con alguna velocidad de la captación. En esta zona se orientan las líneas de corriente mediante un dispositivo denominado pantalla deflectora, a fin de eliminar turbulencia en la zona de sedimentación.

Zona de sedimentación: Propiamente dicha, cuyas características de régimen de flujo permiten la remoción de los sólidos del agua. La teoría de funcionamiento de la zona de sedimentación se basa en las siguientes suspensiones simplificadas:

• El asentamiento tiene lugar exactamente como sucedería en un recipiente con fluido en reposo de la misma profundidad.

• La concentración de las partículas a la entrada de la zona de sedimentación es homogénea, es decir, la concentración de partículas en suspensión de cada tamaño es uniforme en toda la sección transversal perpendicular al flujo.

• La velocidad horizontal del fluido en el desarenador está por debajo de la velocidad de arrastre de los lodos, por lo tanto, una vez que una partícula llegue al fondo, permanece allí. La velocidad horizontal es constante lo mismo que la velocidad de sedimentación de cada particula, por lo que la trayectoria de las partículas en el sedimentador es una línea recta.

planta de tratamiento