NORMATIVA

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

  

.Es el componente que realiza la función de purificación y potabilización del agua

          
Tanques de almacenamiento:

 

·         Registros de paso de acuerdo al diámetro de la tubería 

        

·         Uniones de acuerdo al diámetro de la tubería

 

  

Tés de acuerdo del diámetro de la tubería

ALCANTARILLADO

ALCANTARILLADO

 El sistema de alcantarillado consiste en una serie de tuberías y obras complementarias, para recibir y evacuar las aguas residuales de la población y la escorrentía superficial producida por lluvia. De no existir estas redes de recolección de aguas, se pondría en grave peligro la salud de las personas debido al riesgo de enfermedades epidemiológicas y, además, se causarían importantes pérdidas materiales.

 

                 

Las aguas residuales pueden tener varios orígenes:

Aguas residuales domesticas. Son aquellas provenientes de inodoros, lavaderos, cocinas y otros elementos domésticos. Estas aguas están compuestas por sólidos suspendidos (generalmente materia orgánica biodegradable), sólidos sediméntales (principalmente materia orgánica), nutrientes (nitrógeno y fósforo ) y organismos patógenos.

  
Aguas residuales industriales. Se origina de los desechos de procesos industriales o manufactureros y, debido a su naturaleza, pueden contener, además de los componentes citados anteriormente respeto a las aguas domesticas, elementos tóxicos tales como plomo, mercurio, níquel, cobre y otros, que requieren ser removidos en vez de ser vertidos al sistema de alcantarillado.

Aguas lluvias. Provienen de la participación pluvial y, debido a su efecto de lavado sobre tejados, calles y suelos, pueden contener una gran cantidad de sólidos suspendidos; en zonas de alta contaminación atmosférica, pueden contener algunos metales pesados y otros elementos químicos.

Los sistemas de alcantarillados convencionales se clasifican así según el tipo de aguas que conduzcan:

Alcantarillado separado

Un sistema de alcantarillado separado es aquel en el cual se independiza la evacuación de las aguas residuales y lluvias. Se tiene entonces:

-Alcantarillado Sanitario

Es el sistema de recolección diseñado para recolectar exclusivamente las aguas residuales domesticas e industriales.

-Alcantarillado Pluvial

 

     Es el sistema de evacuación es correntia superficial producida por la precipitación.

Alcantarillado combinado.

Es un alcantarillado que produce simultáneamente las aguas residuales (domesticas e industriales) y aguas lluvias.

Los sistemas de alcantarillados no convencionales se clasifican según el tipo de tecnología aplicada y en general se limitan a la evacuación de las aguas residuales.

Alcantarillado simplificado.

Un sistema de alcantarillado sanitario simplificado se diseña con los mismos lineamientos de un alcantarillado convencional, pero teniendo en cuenta la posibilidad de reducir diámetro y disminuir distancia entre pozos al disponer de mejores equipos de mantenimiento.
  

Alcantarillados condominiales

Son alcantarillados que recogen las aguas residuales de un pequeño grupo de viviendas (<1 a="" alcantarillado="" conducen="" convencional.="" de="" hect="" las="" o:p="" rea="" sistema="" un="" y="">

Disposición de la red del alcantarillado

     

 

No existe una regla general para la disposición de la red del alcantarillado, ya que esta se debe ajustar a las condiciones físicas de cada población. A continuación se presenta algunos esquemas que pueden usarse como guías.

El uso de Acueducto y Alcantarillado ofrece tantos beneficios a los elementos construidos con éste sistema que sin duda será empleado en muchos elementos estructurales cada vez por más personas.

Debido a las grandes ventajas en cuanto a costos, instalación y funcionalidad el sistema, puesto que es especial para grandes luces y cargas. Esto no quiere decir que sea en su totalidad.

Son muchos los aspectos que debemos tener en cuenta para la realización de obras de construcción, normas, especificaciones, en fin tenemos el camino delimitado por el cual debemos transitar.

Podemos elegir entre varias opciones para cada parte de nuestra construcción, con el fin de cumplir requerimientos del propietario y la obra en sí. La elección depende de las condiciones climáticas, de los suelos, y especialmente sísmicas.

El Acueducto y Alcantarillado se está utilizando cada día más y más en Colombia, no solo en obras de gran envergadura, sino también se le está dando un uso más generalizado, como por ejemplo la utilización de acueductos municipales y vereda les para el suministro humano Esta tecnología debe ser tenida en cuenta como solución en distintos lugares de las edificaciones arquitectónicas y civiles.

Red principal o matriz

Es el conjunto de tubería con diámetro nominal mayor o igual a 12” (300 mm). Es la red en cargada de distribuir el agua en las diferentes zonas de la población y sobre ella se deben garantizar los caudales y presiones, según la norma exigida. No debe realizarse ninguna conexión domiciliaria a partir de la red matriz.

Red secundaria

Se clasifica como red se candaría al conjunto de tubería con diámetros menores de 12”(300 mm). Hasta los mayores o iguales a 4” (100 mm). Se abástese de las tuberías principales y alimentan las redes terciarias o menores. No debe realizar ninguna conexión domiciliaria, salvo el caso de grandes consumidores con conexiones superiores a 3” (75 mm).

Presión estática:

Es la ejercida en la base de un tubo vertical de descarga cuando el agua se encuentra en reposo.

Válvulas de ventosa:

Las válvulas de ventosa deben instalar en todos los puntos altos de la red para permitir la remoción de aire. Pueden ser de acción simple o de doble acción. El diámetro de las válvulas en las redes menores (secundarias y terciarias) es normalmente de 1” (25 mm) a 2” (50 mm).

Válvulas reguladoras de presión:

Las válvulas reguladoras de presión son válvulas de control que permiten regular la presión aguas debajo de la misma, introduciendo una pérdida controlada e independiente del caudal que pese a través de ella. Se utilizan en los casos en que, de no contarse con ella, se causaría una presión excesiva agua abajo. A manera de ejemplo, se muestra en la figura 13.12 la conexión entre dos zonas de presión, en donde la válvula reduce la presión agua abajo y evita la posible rotura de tuberías por sobrepresión, al igual que la apertura de la válvula de alivio. Debe colocarse una válvula de control aguas arriba, con el fin de facilitar las labores de mantenimiento de la válvula reguladora de presión.

Convenciones utilizadas para la presentación de sistemas de alcantarillado.

Yees de 8” a 24” para su respectivo uso

Tees de 8” a 24” Para su respectivo uso

Pozos de inspección su diámetro es de 1,20 dependiendo la tubería a su servicios aprestar

Principales componentes de un Sistema de alcantarillado sanitario Y tratamiento de aguas residuales

a.    Red colectora.

b.    Estaciones de bombeo.

d. Planta de tratamiento

e. Cuerpo receptor

La red recolectora:Está constituida por las tuberías, más otras estructuras tales como: pozos de visita de alcantarillado sanitario (PVS), sifones invertidos, conexiones domiciliares, etc., y colectoras que conducen las aguas servidas al sitio de tratamiento, para su posterior descarga al cuerpo receptor.

   

     

Tuberías.

Las tuberías pueden ser de concreto, polivinilo (PVC), polietileno (PE), asbesto cemento (AC) o hierro fundido (HoFo). De acuerdo a su tamaño, pueden clasificarse como tuberías principales o tuberías secundarias.

Pozos de visita sanitarios (PVS)

Constituyen una cámara de inspección, y se construyen en todo cambio de alineación horizontal o vertical, en todo cambio de diámetro, en la intersección de dos o más alcantarillas y en el extremo de una línea, cuando se prevén futuras ampliaciones aguas arriba de éstas. El PVS es construido totalmente de concreto o con el cuerpo de ladrillo cuarterón, apoyado sobre una plataforma de concreto.

Sifones invertidos.

Se utilizan para pasar por debajo de estructuras tales como, otras conducciones, cauces, etc. Se construyen generalmente con tuberías de hierro fundido, concreto Reforzado u otro material resistente a las presiones a que estarán sometidos.

Conexiones domiciliares.

Están constituidas por las tuberías laterales que conducen las descargas de aguas residuales de los edificios, desde la caja de registro hasta las tuberías recolectoras de alcantarillado sanitario

Unidades de tratamiento de aguas residuales.

El sistema de tratamiento de aguas residuales comprende cuatro diferentes niveles: preliminar, primario, secundario y terciario.

Tratamiento preliminar.

Rejillas

Retienen materiales tales como, tarros, pedazos de madera, etc.

Desarenador

Tanque de sedimentación

Filtro percolador

Tiene por objeto reducir la carga orgánica existente en las aguas residuales. Consiste en un lecho de piedras u otro material natural o sintético, sobre el cual se hacen pasar las aguas residuales con el consecuente crecimiento sobre el lecho de microorganismos, lamas o películas microbiales.

   

Es un tanque de forma circular o rectangular, donde se depositan los granos de arena fina y los sólidos suspendidos, mediante el proceso físico de asentamiento. Puede usarse en la fase de tratamiento primario, secundario y terciario.

Tanque Imhoff

Es una unidad en la cual se han integrado el tanque de sedimentación y el tanque de digestión.

Remueve la arena, grava, cenizas u otro material sólido pesado. Pueden ser de limpieza manual o mecánica.

Trampa para grasas y aceites

Son tanques pequeños de flotación donde la grasa flota a la superficie y es retenida, mientras el agua continua con el proceso.

Dispositivos de medición

Para conocer en cada instante el volumen de agua servida que pasa por un canal o conducto.

Lagunas de estabilización

Son estanques construidos de tierra, de poca profundidad, diseñados para el tratamiento de aguas residuales por medio de la interacción de la biomasa (algas, bacterias, protozoarios, etc.), la materia orgánica de desecho, y otros procesos naturales (factores físicos, químicos y meteorológicos).

De acuerdo al contenido de oxígeno, las lagunas de estabilización se clasifican como:

Anaeróbicas.

Facultativas.

Aeróbicas.

Digestores (Tratamiento de lodos).

Son tanques circulares o rectangulares donde se produce la digestión de los lodos provenientes de la planta de tratamiento de aguas servidas, para producir un compuesto final más estable, y eliminar microorganismos patógenos presentes en el lodo crudo.