GUÍA PARA EL DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE
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1. Fondo Nacional de Compensaci n y Desarrollo Social FONCODES Especificaciones t cnicas para la construcci n de captaciones Meuli C amp Wehrle K Spring Catchment Series of manuals on drinking water supply Volumen 4 Swiss Center for Development Cooperation in Technology and Management SKAT Suiza 2001 Ministerio de Vivienda y Servicios B sicos Direcci n General de Saneamiento B sico Reglamento t cnico de proyectos de agua potable para poblaciones menores de 5 000 habitantes Bolivia 1999 Mu oz R Marcelo Gu as para dise o de sistemas de abastecimiento de agua potable eliminaci n de excretas y residuos l quidos para localidades del rea rural PRONASAR Proyecto Norma general para el dise o de infraestructura de agua y saneamiento para Centros poblados Rurales Secretar a de Asentamientos Humanos y Obras P blicas Instructivo para estudio y proyecto de abastecimiento de agua potable M xico 1980 e Servicios M ltiples de tecnolog as apropiadas Manual t cnico de aprovisionamiento rural de agua La Paz Bolivia 1983 Zecenarro E Consideraciones para el dise o de sistemas de agua potable para el medio rural Programa de Salud Comunitaria en el Trapecio Andino PSCTA Per 1994 242. OPS CEPIS 04 107 UNATSABAR b 2 6D NA D 3D NA 1 b 12D NAD 3NAD 3D b 9D 4NAD Donde b Ancho de la pantalla D Di metro del orificio NA N mero de orificios Altura de la c mara h meda En base a los elementos identificados de la figura 1 4 la altura total de la c mara h meda se calcula mediante la siguiente ecuaci n H A B H D E Donde gt II Se considera una altura m nima de 10 cm Que permite la sedimentaci n de la arena B Se considera el di metro de salida H Altura de agua sobre la canastilla D Desnivel m nimo entre el nivel de ingreso del agua del afloramiento y el ae de agua de la c mara h meda m nimo 5 cm E Borde libre m nimo 30 cm Figura 1 4 Altura total de la c mara h meda 213 OPS CEPIS 04 107 UNATSABAR Para determinar la altura de la captaci n es necesario conocer la carga requerida para que el gasto de salida de la captaci n pueda fluir por la tuber a de conducci n La carga requerida es determinada mediante la siguiente ecuaci n 2 H 1 56 28 Donde H Carga requerida en m V Velocidad promedio en la salida de la tuber a de la l nea de conducci n en m s G Aceleraci n de la gravedad igual 9 81 m s Se recomienda una altura m nima de H 30 cm Dimensionamiento de la canastilla Para el dimensionamiento se considera que el di metro de la canastilla debe ser dos veces el di metro de la tuber a de salida a la l nea de
3. Para el c lculo del di metro de la tuber a de entrada D se utilizan las siguientes ecuaciones Qm x Vx A x Cd Qm x A Cd 2 gh Donde Q m x Gasto M ximo de la fuente en l s 11 OPS CEPIS 04 107 UNATSABAR V Velocidad de paso se asume 0 50 m s siendo menor que el valor m ximo recomendado de 0 60 m s A rea dela tuber a en m Cd Coeficiente de descarga 0 6 a 0 8 G Aceleraci n de la gravedad 9 81 m s h Carga sobre el centro del orificio m El valor de A resulta _Qm x 1D CdxV 4 Considerando la carga sobre el centro del orificio el valor de A ser Qm x zD Cd Qghy 4 El valor de D ser definido mediante N mero de orificios Se recomienda usar di metros D menores o iguales de 2 Si se obtuvieran di metros mayores ser necesario aumentar el n mero de orificios NA siendo e rea del di metro calculado NA 1 g Area del di metro asumido 2 Na 2 1 D Para el c lculo del ancho de la pantalla se asume que para una buena distribuci n del agua los orificios se deben ubicar como se muestra en la figura 1 3 Figura 1 3 Distribuci n de los orificios de pantalla frontal Siendo d el di metro de la tuber a de entrada b el ancho de la pantalla Conocido el n mero de orificios y el di metro de la tuberia de entrada se calcula el ancho de la pantalla b mediante la siguiente ecuaci n 12
4. conducci n Dc que el rea total de ranuras At sea el doble del rea de la tuber a de la l nea l e a de conducci n y que la longitud T DA l A de la canastilla L sea mayor a 3 De y menor de 6Dc Figura 1 5 Canastilla de salida At 2 Ac Donde 2 TD A 4 Conocidos los valores del rea total de ranuras y el rea de cada ranura se determina el n mero de ranuras a rea total de ranuras N ranuras 1 Area de ranuras Tuber a de rebose y limpia En la tuber a de rebose y de limpia se recomienda pendientes de 1 a 1 5 y considerando el caudal m ximo de aforo se determina el di metro mediante la ecuaci n de Hazen y Williams para C 140 0 710 D so 14 b OPS CEPIS 04 107 UNATSABAR Donde D Di metro en pulgadas Q Gasto m ximo de la fuente en lps S P rdida de carga unitaria en m m Dise o estructural Para el dise o estructural se considera el muro sometido al empuje de la tierra cuando la caja est vac a Si est llena el empuje hidrost tico 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 subpresi n Figura 1 6 Muro de gravedad Para garantizar la estabilidad del muro se debe verificar que la carga unitaria sea igual o menor a la capacidad de la carga del terreno mientras que para garantizar la estabilidad del muro al deslizamie
5. p rdida de carga sobre el orificio de salida figura 1 1 Seg n la ecuaci n de Bernoulli entre los puntos 0 y 1 resulta P vV P v iht Hh 19 2g Considerando los valores de Po Vo P y h igual a cero se tiene 2 h 0 28 Donde ho Altura entre el afloramiento y el orificio de entrada se recomienda valores de 0 40 a 0 50 m V Velocidad te rica en m s g Aceleraci n de la gravedad 9 81 m s Mediante la ecuaci n de continuidad considerando los puntos 1 y 2 se tiene Q1 Q CdxA xV A gt x V2 Siendo A A3 V V 2 d 2 10 OPS CEPIS 04 107 UNATSABAR Donde V2 Velocidad de pase se recomienda 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 Vi de la ecuaci n 2 en la ecuaci n 1 se tiene 2 h AA Cd ho es definida como la carga necesaria sobre el orificio de entrada que permite producir la velocidad de hoy pase En la figura 1 2 se observa H Hf ho Figura 1 2 Carga disponible y p rdida de carga Donde Hf es la p rdida de carga que servir para determinar la distancia entre el afloramiento y la caja de captaci n L H H ho Hr 0 30 x L L Hs 0 30 Ancho de la pantalla b Para determinar el ancho de la pantalla es necesario conocer el di metro y el n mero de orificios que permitir n fluir el agua desde la zona de afloramiento hacia la c mara h meda
6. pueda captar la totalidad del agua que aflore del subsuelo C lculo de la altura total Ht Para determinar la altura total de la c mara h meda Ht se considera los elementos identificados los cuales se muestran en la figura 1 7 H A B C Hs lt Altura natural que alcanza el agua Donde A Altura del filtro se recomienda de 10 cm B Di metro de la tuber a de salida H Altura de agua sobre la canastilla E Borde libre se recomienda como m nimo 30 cm Figura 1 7 Altura total de la c mara h meda 217 OPS CEPIS 04 107 UNATSABAR Para determinar la altura de la captaci n es necesario conocer la carga requerida para que el gasto de salida de la captaci n pueda fluir por la tuber a de conducci n La carga requerida es determinada mediante la siguiente ecuaci n H Ls 28 Donde H Carga requerida en m V Velocidad promedio en la salida de la tuber a de la l nea de conducci n en m s Se debe considerar la velocidad minima recomendada para una linea de conducci n g Aceleraci n de la gravedad igual 9 81 m s2 Se recomienda una altura minima de H 5 cm sobre la canastilla Dimensionamiento de la canastilla Para el dimensionamiento se considera que el di metro de la canastilla debe ser dos 2 veces el di metro de la tuber a de salida a la l nea de conducci n Dc que el rea total de ranuras At sea el MS AS doble del rea de la tuber a de s la l nea de c
7. GU A PARA EL DISE O Y CONSTRUCCI N DE CAPTACI N DE MANANTIALES Organizaci n Panamericana de la Salud IPY Ofici Organa dion Dni de la Salud gt REA DE DESARROLLO SOSTENIBLE Y E SALUD AMBIENTAL PELA sAN DDC Soaa Centro Panamericano de DSC 55 Ingenier a Sanitaria y SDC de Ciencias del Ambiente A yr CEPIS OPS COSUDE Lima 2004 El presente documento fue elaborado por el consultor ingeniero Roger Ag ero para la Unidad de Apoyo T cnico en Saneamiento B sico Rural del Centro Panamericano de Ingenier a Sanitaria y Ciencias del Ambiente OPS CEPIS 04 107 UNATSABAR Contenido A a i E EA E e E E E s 3 Cap tulo I Generalidades A E A E R 4 Cap tulo II Fuentes de abastecimiento tipos de sistemas y periodos de dise o 2 1 Fuentes de abastecimiento da eos 5 2 1 1 Tipos de fuentes de IU te 5 2 2 A inania nS REET AONE EATS ER rS Risia 6 2 3 Poblaci n periodos y caudales de dise o oooonoccnnnccnocococcconnconnnconnonns 7 Cap tulo II Captaci n de manantiales 3 1 Tipos de captaci n eieiei enei e a iiaa ia aia eRe 9 3 2 Captaci n de un manantial de ladera y concentrado ooocconcnccnn 10 3 3 Captaci n de manantial de fondo y concentrado oooonoccnnncnoninicncnnnns 17 Cap tulo IV Construcci n de captaci n 4 1 Construcci n de captaci n en manantial de ladera ooonnonnoninnn 20 4 2 Construcci n de captaci n en manantial de fondo ooncocccinnnc 22 BI a e 24 OP
8. S CEPIS 04 107 UNATSABAR INTRODUCCI N El objetivo de esta gu a es el de proporcionar a los profesionales informaci n y conceptos actualizados y las herramientas necesarias para el dise o y construcci n de captaciones de agua de manantiales para sistemas de agua potable Para tal efecto la gu a estar dividida en cuatro cap tulos El primero incluir informaci n sobre los aspectos generales relacionados a las definiciones y glosario de t rminos Asimismo el segundo cap tulo se detallar informaci n sobre las fuentes de abastecimiento tipos de sistemas y periodos y caudales de dise o El tercer cap tulo desarrollar los dise os de las obras de dos tipos de captaciones por un lado de un manantial de ladera y concentrado y por otro de un manantial de fondo y concentrado En cada caso se detallar su dise o hidr ulico su dimensionamiento y su dise o estructural En el cap tulo cuarto se presentar informaci n para la construcci n de captaciones en manantiales de ladera y de fondo OPS CEPIS 04 107 UNATSABAR Gu a para el dise o y construcci n de captaci n de manantiales Cap tulo I Generalidades 1 1 Definiciones Afloramiento Punto o zona por donde fluye el manantial hacia la superficie Aforo Medici n del flujo del manantial expresado generalmente en lt seg Aleros Parte de la estructura de la captaci n que act a como barrera impermeable marca el l mite lateral de la captaci n y per
9. a utilizarse y la segunda a una c mara seca que sirve para proteger la v lvula de salida C mara h meda colectora Es una estructura de concreto de secci n rectangular En esta c mara se recolectar el agua del manantial y est prevista de una canastilla por donde saldr el agua y pasar a la v lvula de salida de la c mara seca de una tuber a de limpia y de rebose que se instalar en un nivel m s bajo que los puntos de afloramiento Asimismo est prevista de una tuber a de limpia El nivel de agua en esta c mara no deber sobrepasar la altura natural del afloramiento C mara seca de v lvulas Es una estructura de concreto de secci n rectangular Estar separado de la c mara h meda por un muro de concreto de 0 60 m de altura y 0 15 m de espesor Se instalar una v lvula para el control del agua de la l nea de conducci n y una v lvula para limpia o desag e Ubicaci n Ser n ubicados lo m s cercano posible a los afloramientos manantiales de ladera o sobre ellas manantiales de fondo Excavaci n La excavaci n para los cimientos tendr una profundidad m nima de 0 80 m Se remover el material de relleno que quede adyacente al afloramiento mismo de tal manera que el acu fero quede completamente descubierto Se realizar las excavaciones necesarias a fin de garantizar la estabilidad de la zona de afloramiento ZN g h OPS CEPIS 04 107 UNATSABAR Por ning n motivo se utiliza
10. as con un di metro m nimo de 2 colocadas hasta una altura de 5 cm por encima del orificio superior de entrada a la c mara recolectora La capa superior ser de material granular de espesor de 34 a 1 hasta cubrir completamente el nivel de las filtraciones y la excavaci n realizada 20 c d g h i OPS CEPIS 04 107 UNATSABAR 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 mara h meda colectora Es una estructura de concreto de secci n rectangular En esta c mara se recolectar el agua del manantial y est prevista de una canastilla por donde saldr el agua y pasar a la v lvula de salida de la c mara seca de una tuber a de limpia y un cono de rebose que se instalar en un nivel m s bajo que los puntos de afloramiento C mara seca de v lvulas Es una estructura de concreto de secci n rectangular Estar separado de la c mara seca por un muro de concreto de 0 60 m de altura y 0 15 m de espesor Se instalar una v lvula de control para el registro del agua de la l nea de conducci n Ubicaci n Ser ubicada lo m s cerca posible al afloramiento del manantial de ladera con la protecci n necesaria ante la eventualidad de desastres naturales Excavaci n La excavaci n para los cimientos tendr una profundidad m nima de 0 80 m Se remover el material de rel
11. cia la captaci n Asimismo se acondicionar un canal para evacuar la salida de la tuber a de desag e limpia y rebose 4 1 Construcci n de captaci n en manantial de ladera a Aspectos generales La captaci n en manantial de ladera es una estructura que permite recolectar el agua del manantial que fluye horizontalmente llamado tambi n de ladera Cuando el manantial es de ladera y concentrado la captaci n consta de tres 3 partes La primera corresponde a la protecci n de afloramiento la segunda a una c mara h meda que sirve para almacenar el agua y regular el gasto a utilizarse y la tercera a una c mara seca que sirve para proteger a la v lvula de salida b Zona de afloramiento Para proteger la zona de afloramiento del agua se realizar n las siguientes acciones Definir en campo las caracter sticas de los componentes de la captaci n en previsi n a desastres naturales en la zona Deber construirse muros en ala que sirvan de pantalla a las filtraciones subsuperficiales las mismas que ser n obligadas a ingresar en la c mara h meda Se realizar la impermeabilizaci n del fondo del terreno excavado con una pendiente m nima de 2 comprendido entre la c mara h meda y las filtraciones a fin de que stos discurran sobre aqu l y puedan ingresar en ella a trav s de los orificios perforados en el muro respectivo Se colocar material clasificado en dos 2 capas La capa inferior constituida por piedr
12. cias fatales el agua crea otro cauce y el manantial desaparece Es importante que se incorporen caracter sticas de dise o que permitan desarrollar una estructura de captaci n que considere un control adecuado del agua oportunidad de sedimentaci n y facilidad de inspecci n y operaci n 3 1 Tipos de captaci n Como la captaci n depende del tipo de fuente y de la calidad y cantidad de agua el dise o de cada estructura tendr caracter sticas t picas Cuando la fuente de agua es un manantial de ladera y concentrado la captaci n constar de tres partes La primera corresponde a la protecci n del afloramiento la segunda a una c mara h meda para regular el gasto a utilizarse y la tercera a una c mara seca que sirve para proteger la v lvula de control El compartimiento de protecci n de la fuente consta de una losa de concreto que cubre toda la extensi n del rea adyacente al afloramiento de modo que no exista contacto con el ambiente exterior quedando as sellado para evitar la contaminaci n Junto a la pared de la c mara existe una cantidad de material granular clasificado que tiene por finalidad evitar el socavamiento del rea adyacente a la c mara y de aquietamiento de alg n material en suspensi n La c mara h meda tiene una canastilla de salida para conducir el agua requerida y un cono de rebose para eliminar el exceso de producci n de la fuente Si se considera como fuente de agua un manantial de fondo y conc
13. e a la superficie Los manantiales se clasifican por su ubicaci n y su afloramiento Por su ubicaci n 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 peque a 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 hidrol gicos nos obliga a realizar una concienzuda investigaci n de las fuentes Lo ideal ser a que los aforos se realizar n en temporada cr tica de rendimientos que corresponde a los meses de estiaje y lluvias con la finalidad de conocer los caudales m ximos y m nimos El caudal m nimo debe ser mayor al valor del consumo m ximo diario Qmd El Qmd representa la demanda de la poblaci n al final de la vida til considerado en el proyecto siendo por lo general de 20 a os para las obras de agua potable 2 3 b a b c OPS CEPIS 04 107 UNATSABAR Calidad Los requerimientos b sicos para que el agua sea potable Estar libre de organismos pat genos causantes de enfermedades No contener compuestos que tengan un efecto adverso agudo o cr nico sobre la salud humana Ser aceptablemente clara baja turbidez poco color etc No salina Qu
14. e no contenga compuestos que acusen sabor y olor desagradables Que no cause corrosi n o incrustaciones en el sistema de abastecimiento de agua y que no manche la ropa lavada con ella En cada pa s existen reglamentos en los que se consideran los l mites de tolerancia en los requisitos que debe satisfacer una fuente Con la finalidad de conocer la calidad de la fuente que se pretende utilizar se deben realizar los an lisis fisicoqu mico y bacteriol gico y conocer los rangos tolerables de la OMS que son los referentes en el tema Poblaci n periodos y caudales de dise o Poblaci n de dise o El proyectista adoptar el criterio m s adecuado para determinar la poblaci n futura tomando en cuenta para ello datos censales y proyecciones u otra fuente que refleje el crecimiento poblacional los que ser n debidamente sustentados Per odo de dise o Los per odos de dise o de los diferentes elementos del sistema se determinar n considerando los siguientes factores Vida til de las estructuras y equipos Grado de dificultad para realizar la ampliaci n de la infraestructura Crecimiento poblacional Capacidad econ mica para la ejecuci n de obras El per odo de dise o recomendado para la infraestructura de agua y saneamiento para los centros poblados rurales es de 20 a os con excepci n de equipos de bombeo que es de 10 a os Dotaci n y consumo Mientras no exista un estudio de consumo podr tomarse los si
15. entrado la estructura de captaci n podr reducirse a una c mara sin fondo que rodee el punto donde el agua brota Constar de dos partes La primera la c mara h meda que sirve para almacenar el agua y regular el gasto a utilizarse la segunda una c mara seca que sirve para proteger las v lvulas de control de salida y desagije La c mara h meda estar provista de una canastilla de salida y tuber as de rebose y limpia Si existen manantiales cercanos unos a otros se podr construir varias c maras de las que partan tubos o galer as hacia una c mara de recolecci n de donde se inicie la l nea de conducci n Adyacente a la c mara colectora se considera la construcci n de la c mara seca cuya funci n es la de proteger la v lvula de salida de agua OPS CEPIS 04 107 UNATSABAR 3 2 Captaci n de un manantial de ladera y concentrado a Dise o hidr ulico y dimensionamiento Para el dimensionamiento de la captaci n es necesario conocer el caudal m ximo de la fuente de modo que el di metro de los orificios de entrada a la c mara h meda sea suficiente para captar este caudal o gasto Conocido el gasto se puede dise ar el rea de orificio sobre la base de una velocidad de entrada no muy alta y al coeficiente de contracci n de los orificios Figura 1 1 Flujo de agua en un orificio de pared gruesa Y Calculo de la distancia entre el afloramiento y la c mara h meda Es necesario conocer la velocidad de pase y la
16. eo En los sistemas de agua potable por gravedad la fuente debe estar ubicada en la parte alta de la poblaci n para que el agua fluya a trav s de tuber as usando s lo 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 poblaci n por lo que necesariamente se requiere de un equipo de bombeo para elevar el agua hasta un reservorio y dar presi n en la red En la mayor a de las poblaciones rurales se utilizan dos tipos de fuentes de agua Las superficiales y las subterr neas siendo la de mejor calidad las fuentes subterr neas representadas por los manantiales que usualmente se pueden usar sin tratamiento a condici n de que est n adecuadamente protegidos con estructuras que impidan la contaminaci n 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 f cil construcci n operaci n y mantenimiento tienen mayor continuidad menores costos y la administraci n del servicio es realizada por la misma poblaci n Y Manantiales Se puede definir al manantial como un lugar donde se produce el afloramiento natural de agua subterr nea Por lo general el agua fluye a trav s de una formaci n de estratos con grava arena o roca fisurada En los lugares donde existen estratos impermeables stos bloquean el flujo subterr neo de agua y permiten que aflor
17. guientes valores gu as teniendo en cuenta la zona geogr fica clima h bitos y costumbres y niveles de servicio a alcanzar OPS CEPIS 04 107 UNATSABAR Para los centros poblados sin proyecci n de servicios de alcantarillado Costa 50 1 h d Sierra 40 1 h d Selva 60 1 h d Para los centros poblados con proyecci n de servicios de alcantarillado Costa 120 1 h d Sierra 100 1 h d Selva 140 1 h d Para el consumo m ximo diario Qmd se considera un valor de 1 3 del consumo promedio diario anual Qm mientras que para el consumo m ximo horario Qmh se considera un valor de 2 del consumo promedio diario anual Qm OPS CEPIS 04 107 UNATSABAR Cap tulo MIL Captaci n 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 captaci n que permita recolectar el agua para que luego pueda ser transportada mediante las tuber as de conducci n 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 dise o hidr ulico y dimensionamiento de la captaci n depender n de la topograf a 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 obstrucci n puede tener consecuen
18. leno que quede adyacente al afloramiento mismo de tal manera que el acu fero quede completamente descubierto Se realizar n las excavaciones necesarias a fin de garantizar la estabilidad de las zonas de afloramientos Por ning n motivo se utilizar n explosivos o detonantes para las excavaciones Cimientos Deber n cumplir con la finalidad estructural de estabilidad y en caso que los planos indiquen servir n de pantallas interceptoras de corrientes subsuperficiales de agua Sellados Todas las excavaciones deber n ser rellenadas y compactadas si fuera necesario selladas con concreto pobre Prueba hidr ulica Se llenar de agua la c mara h meda y se observar atentamente las fugas Debido principalmente a la porosidad del concreto Jia 4 2 b c d e OPS CEPIS 04 107 UNATSABAR 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 hidr ulica hasta obtener resultados satisfactorios Construcci n de captaci n en manantial de fondo Aspectos generales La captaci n en un manantial de fondo concentrado es una estructura de secci n cuadrada que sirve para colectar al agua Esta estructura recolectora estar situada directamente sobre el afloramiento La captaci n consta de dos 2 partes la primera corresponde a una c mara h meda que sirve para almacenar el agua y regular el gasto
19. mite que el agua sea conducida a la c mara h meda rea de captaci n rea comprendida entre la c mara h meda los aleros y la zona o punto de afloramiento rea de protecci n Sector circular comprendido entre la captaci n y un radio de 100 a 150 m hacia atr s como medida de recarga del acu fero Barraje Presa que permite concentrar el caudal del manantial para conducirlo a la c mara h meda C mara h meda Compartimiento donde se colecta toda el agua captada C mara seca Compartimiento donde se ubican las v lvulas y accesorios de control de la captaci n L mite de protecci n Per metro alrededor de la caja de captaci n que debe ser preservada como protecci n a la contaminaci n Manantial de ladera Agua subterr nea que fluye hacia la superficie por efecto de la gravedad Material permeable Grava clasificada por donde discurre el agua entre el punto de afloramiento y la c mara h meda Rebose Sistema que permite evacuar el excedente de agua hacia el exterior de la captaci n Sellado Capa de concreto o material impermeable que se dispone sobre el material permeable para evitar la contaminaci n de las aguas colectadas Ventana Orificio por donde fluye el agua hacia la c mara h meda Zanja de coronaci n Es un canal perimetral ubicado en la parte superior de la captaci n que permite colectar las aguas superficiales producto de las precipitaciones Protege a la captaci n de contaminaci n por aguas supe
20. nto y al volteo se deber verificar un coeficiente de seguridad no menor a 1 6 Empuje del suelo sobre el muro P P Cay 9 h 2 Donde 2 1 sen Can Coeficiente de empuje Can 1 seng Peso espec fico del suelo tn m h altura del muro sujeto a presi n del suelo en m ngulo rozamiento interno del suelo cohesi n 15 OPS CEPIS 04 107 UNATSABAR Y Momento de vuelco Mo M Px Y donde y Y Momento de estabilizaci n Mr Mr WxX Donde W Peso de la estructura X Distancia al centro de gravedad Para verificar si el momento resultante pasa por el tercio central se aplica la siguiente f rmula Y Chequeo por vuelco por carga m xima unitaria y por deslizamiento Por vuelco Ca v m donde deber ser mayor de 1 6 o Por m xima carga unitaria wW P 4L 6a L W P 6a 2 7 El mayor valor que resulte de P y P2 debe ser menor o igual a la capacidad de carga del terreno Por deslizamiento F Chequeo 1 P F uxW 16 3 3 OPS CEPIS 04 107 UNATSABAR Donde u Coeficiente de fricci n suelo estructura concreto W Peso total de la estructura Captaci n de manantial de fondo y concentrado Dise o hidr ulico y dimensionamiento C lculo del ancho de la pantalla El ancho de la pantalla se determina sobre la base de las caracter sticas propias del afloramiento quedando definido con la condici n que
21. onducci n y que la longitud de la canastilla L sea mayor a 3 Dc y menor de 6Dc Figura 1 7 altura total de la c mara h meda At 2 Ac Donde Conocidos los valores del rea total de ranuras y el rea de cada ranura se determina el n mero de ranuras E rea total de ranuras N ranuras 1 rea de ranuras Tuber a de rebose y de limpia En la tuber a de rebose y de limpia se recomienda pendientes de 1 a 1 5 y considerando el caudal m ximo de aforo se determina el di metro mediante la ecuaci n de Hazen y Williams para C 140 18 OPS CEPIS 04 107 UNATSABAR 0 38 ponerte S 0 21 Donde D Di metro en pulgadas Q Gasto m ximo de la fuente en lps uN P rdida de carga unitaria en m m 19 OPS CEPIS 04 107 UNATSABAR Capitulo IV Construcci n de captaci n La captaci n es una estructura de concreto que sirve para proteger al manantial y recolectar el agua para abastecer a la poblaci n Asimismo debe cumplir con las especificaciones de estructuras apoyadas de concreto para almacenamientos de l quidos en lo referente a ubicaci n encofrados y concretos Para el buz n de inspecci n se utiliza preferentemente la tapa met lica del tipo sanitaria La ubicaci n y dimensi n del buz n adecuada para facilitar las labores de inspecci n limpieza y desinfecci n Se construir el canal de escurrimiento aguas arriba de la captaci n a fin de evitar el ingreso de aguas superficiales ha
22. r n explosivos o detonantes para las excavaciones Cimientos Deber n cumplir con la finalidad estructural de estabilidad y en caso que los planos indiquen servir n de pantallas interceptoras de corrientes subsuperficiales de agua Sellados Todas las excavaciones deber n ser rellenadas y compactadas si fuera necesario selladas con concreto pobre Prueba hidr ulica Se llenar de agua la c mara h meda 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 hidr ulica hasta obtener resultados satisfactorios Bp OPS CEPIS 04 107 UNATSABAR Bibliograf a Ag ero Pittman Roger Agua Potable para Poblaciones Rurales Sistemas de abastecimiento por gravedad sin tratamiento Asociaci n Servicios Educativos Rurales SER Reimpreso 2003 Azevedo Netto J M Acosta A Guillermo Manual de Hidr ulica 1975 Centro Internacional de Agua y Saneamiento CIR Sistemas de Abastecimiento de Agua para Peque as Comunidades CEPIS Lima 1988 CEPIS Especificaciones T cnicas para el dise o de captaciones de ladera 2003 CEPIS Especificaciones T cnicas para el dise o de captaciones de fondo 2003 Direcci n General Saneamiento Ambiental DIGESA Especificaciones t cnicas para la construcci n de captaciones
23. rficiales Manantial de fondo Agua subterr nea que fluye hacia la superficie por efecto de la presi n ejercida por el acu fero confinado tambi n denominado de flujo artesiano OPS CEPIS 04 107 UNATSABAR Cap tulo II Fuentes de abastecimiento tipos de sistemas y periodos de dise o 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 alimentaci n higiene y aseo de las personas que integran una localidad Su ubicaci n tipo caudal y calidad del agua ser n determinantes para la selecci n y dise o del tipo de sistema de abastecimiento de agua ha construirse Cabe se alar que es importante seleccionar una fuente adecuada o una combinaci n de fuentes para dotar de agua en cantidad suficiente a la poblaci n y por otro realizar el an lisis f sico qu mico y bacteriol gico del agua y evaluar los resultados con los valores de concentraci n m xima admisible recomendados por la OMS Adem s de estos requisitos la fuente de agua debe tener un caudal m nimo 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 utilizaci n y que las caracter sticas hidrogr ficas de la cuenca no deben tener fluctuaciones que afecten su continuidad 2 1 1 Tipos de fuentes de agua Y Agua de lluvia El agua de lluvia se emplea en aquellos ca
24. sos en que no es posible obtener agua superficial de buena calidad y cuando el r gimen 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 r gimen pluviom trico Y Aguas superficiales Las aguas superficiales est n constituidas por los arroyos r os 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 utilizaci n contar con la informaci n detallada y completa que permita visualizar su estado sanitario caudales disponibles y calidad de agua Y Aguas subterr neas Parte de las precipitaciones en la cuenca se infiltra en el suelo hasta la zona de saturaci n formando as las aguas subterr neas La explotaci n de stas depender de las caracter sticas hidrol gicas y de la formaci n geol gica del acu fero La captaci n de aguas subterr neas se puede realizar a trav s de manantiales galer as filtrantes y pozos excavados y tubulares OPS CEPIS 04 107 UNATSABAR 2 2 Tipos de sistemas De acuerdo a la ubicaci n y naturaleza de la fuente de abastecimiento as como a la topograf a del terreno se consideran dos tipos de sistemas Los de gravedad y los de bomb
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