63456172-GuiaTecDisProyAguaPotable

DERECHOS RESERVADOS Documento del Ministerio de Servicios y Obras Pblicas de la Repblica de Bolivia. Se autoriza la reproduccin parcial o total, haciendo referencia a la fuente. ELABORADO POR Consorcio Aguilar & Asociados - HYTSA Estudios y Proyectos DEPSITO LEGAL: 4-1-268-05 P.O.

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MINISTERIO DE SERVICIOS Y OBRAS PBLICAS VICEMINISTERIO DE SERVICIOS BSICOS

Gua Tcnica de Diseo de Proyectos de Agua Potable para Poblaciones Menores a 10.000 Habitantes

Julio, 2005

PREFACIOLa Gua Tcnica de Diseo de Proyectos de Agua Potable para Poblaciones Menores a 10.000 Habitantes, fue elaborada por el Ministerio de Servicios y Obras Pblicas a travs del Viceministerio de Servicios Bsicos dentro del alcance del Programa de Saneamiento Bsico para Pequeos Municipios PROAGUAS, en la gestin de las siguientes autoridades sectoriales: Ing. Mario Moreno Viruz Ing. Eduardo Rojas Gastel Ing. Erico Navarro Agreda Ministro Servicios y Obras Pblicas Viceministro de Servicios Bsicos Gerente de Proyecto PROAGUAS

La coordinacin y supervisin fue realizada por los siguientes profesionales: Ing. Edgar Garca R. Ing. Reynaldo Villalba A. Ing. Alexander Chechilnitzky Z. Lic. Roxana Araujo R. Ing. Fernando Caballero M. Ing. Roger Yugar Y. Ing. Marco Rosas B. Director General de Servicios Bsicos VSB Director Area Normas y Tecnologa VSB Consultor Internacional Consultora Fortalecimiento Institucional PROAGUAS Consultor Normas y Tecnologa PROAGUAS Consultor Normas y Tecnologa PROAGUAS Consultor Seguimiento y Monitoreo PROAGUAS

La elaboracin del documento estuvo a cargo del Consorcio Aguilar & Asociados HYTSA Estudios y Proyectos, con la participacin de los profesionales: Ing. Humberto Cordero Ing. Humberto Cceres Ing. Carlos Espaa Gerente de Proyecto Consultor Agua Potable Consultor Agua Potable

Financiamiento: Elaboracin:

Programa de Saneamiento Bsico para Pequeos Municipios (PROAGUAS) Contrato de Prstamo 1050/SF-BO Banco Interamericano de Desarrollo B.I.D. Consorcio Aguilar & Asociados-HYTSA Estudios y Proyectos

PRESENTACIONEl Ministerio de Servicios y Obras Pblicas a travs del Viceministerio de Servicios Bsicos dentro del alcance del PROAGUAS y con el financiamiento del Banco Interamericano de Desarrollo, presenta a las instituciones, organizaciones y profesionales del Sector de Saneamiento Bsico la Gua Tcnica de Diseo de Proyectos de Agua Potable para Poblaciones Menores a 10.000 Habitantes, documento elaborado en el marco de lo establecido en las Normas, Reglamentos y otras disposiciones legales en vigencia. Este producto desarrollado por el Consorcio Aguilar & Asociados - HYTSA Estudios y Proyectos cont con el concurso de profesionales bolivianos de reconocida trayectoria en el sector, y con el asesoramiento y contribucin de un Consultor Internacional, por lo que el contenido de este documento es de alta calidad tcnica. La implementacin de esta Gua facilitar y mejorar la calidad de los proyectos de preinversin e inversin del Sector de Agua y Saneamiento, apoyando el trabajo de las Prefecturas, Municipios, Instituciones del Estado, Organismos de Cooperacin, Organizaciones no Gubernamentales y otras entidades vinculadas con el sector.

GUA DE DISEO TCNICO DE PROYECTOS DE AGUA POTABLE PARA POBLACIONES MENORES A 10.000 HABITANTES

INDICE Pag.CAPITULO 1 - GENERALIDADES ............................................................................................................ 1.1. INTRODUCCIN ............................................................................................................................... 1.2. OBJETO ............................................................................................................................................. 1.3. CAMPO DE APLICACIN ................................................................................................................. CAPITULO 2 - ASPECTOS BSICOS PARA LA IMPLEMENTACIN DE PROYECTOS DE AGUA POTABLE ......................................... 2.1. CRITERIOS BSICOS PARA EL DISEO DE UN PROYECTO ..................................................... 2.1.1 Etapas de Diseo de un Proyecto ........................................................................................ 2.1.2 Componentes de un Proyecto de Agua Potable a Diseo Final ........................................... 2.1.3 Principios para el Diseo de un Proyecto de Agua Potable ................................................. 2.2 ESTUDIOS TCNICOS BSICOS PARA EL DISEO DE PROYECTOS DE AGUA POTABLE .... 2.3. ESTUDIOS SOCIOECONMICOS PARA EL DISEO DE PROYECTOS DE AGUA POTABLE ... CAPITULO 3 - PARMETROS BSICOS DE DISEO .......................................................................... 3.1 POBLACIN DEL PROYECTO ....................................................................................................... 3.1.1 Mtodos de clculo ............................................................................................................... 3.1.2 Aplicacin de mtodos segn el tamao de poblacin ........................................................ 3.2 CONSUMO DE AGUA ..................................................................................................................... 3.2.1 Dotacin media diaria ........................................................................................................... 3.2.2 Dotacin futura de agua ....................................................................................................... 3.2.3 Dotacin para otro tipo de usos ............................................................................................ 3.3 CAUDALES DE DISEO ................................................................................................................. 3.3.1 Caudal medio diario .............................................................................................................. 3.3.2 Caudal mximo diario ........................................................................................................... 3.3.3 Caudal mximo horario ......................................................................................................... 3.4 PERODO DE DISEO .................................................................................................................... 3.5 CALIDAD DEL AGUA ...................................................................................................................... 3.5.1 Calidad del agua natural para la seleccin de la fuente de abastecimiento ......................... 3.5.2 Calidad del agua para consumo humano ............................................................................. CAPITULO 4 CAPTACIN DE AGUA SUPERFICIAL ......................................................................... 4.1 DEFINICIN .................................................................................................................................... 4.2 FUENTES DE AGUA SUPERFICIAL ............................................................................................... 4.3 DISEO DE OBRAS DE CAPTACIN DE AGUAS SUPERFICIALES ........................................... 4.3.1 Canal de derivacin .............................................................................................................. 4.3.2 Obra de captacin lateral ...................................................................................................... 4.3.3 Obra de captacin de fondo ................................................................................................. 4.3.4 Estaciones de bombeo directo ............................................................................................. 4.3.5 Lechos filtrantes o Prefiltracin............................................................................................. CAPITULO 5 CAPTACIN DE AGUA SUBTERRNEA ...................................................................... 5.1 DEFINICIN .................................................................................................................................... 5.2 FUENTES DE AGUA SUBTERRNEA ........................................................................................... 5.3 DISEO DE OBRAS DE CAPTACIN DE AGUAS SUBTERRNEAS .......................................... 5.3.1 Captacin de vertientes ........................................................................................................ 5.3.2 Estructura filtrante (Galera Filtrante) ................................................................................... 5.3.3 Pozos .................................................................................................................................... 9 9 9 9

10 10 10 12 13 13 16 19 19 20 20 21 22 23 23 23 24 24 24 25 25 26 26 27 27 27 27 27 30 36 40 40 45 45 45 45 45 48 53

CAPITULO 6 CAPTACIN DE AGUA DE LLUVIA .............................................................................. 58 6.1 DEFINICIN .................................................................................................................................... 58 6.2 DISEO DE OBRAS DE CAPTACIN DE AGUA DE LLUVIA ........................................................ 58

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6.2.1 6.2.2

Captacin en la superficie del suelo ..................................................................................... 58 Captacin en techos ............................................................................................................. 60 63 63 63 63 63 63 69 77 77 77 79 79 80 85 85 87 89 89 89 91 91 91 93 94

CAPITULO 7- ADUCCIN DE AGUA POR GRAVEDAD ........................................................................ 7.1 DEFINICIN .................................................................................................................................... 7.2 TIPOS DE ADUCCIN POR GRAVEDAD ...................................................................................... 7.3 DISEO HIDRULICO DE LA ADUCCIN POR GRAVEDAD ....................................................... 7.3.1 Caudal de diseo .................................................................................................................. 7.3.2 Diseo hidrulico de canales ................................................................................................ 7.3.3 Diseo hidrulico de tuberas ............................................................................................... CAPITULO 8 - ADUCCIN DE AGUA POR BOMBEO ........................................................................... 8.1 DEFINICIN .................................................................................................................................... 8.2 TIPOS DE ADUCCIN POR BOMBEO ........................................................................................... 8.3 DISEO HIDRULICO DE LA ADUCCIN POR BOMBEO ........................................................... 8.3.1 Caudal de bombeo ............................................................................................................... 8.3.2 Altura manomtrica de bombeo............................................................................................ 8.3.3 Dimetro de la tubera de succin ........................................................................................ 8.3.4 Dimetro de la tubera de impulsin ..................................................................................... 8.3.5 Golpe de ariete ..................................................................................................................... CAPITULO 9 ESTACIONES DE BOMBEO .......................................................................................... 9.1 DEFINICIN .................................................................................................................................... 9.2 CLASIFICACIN DE LAS ESTACIONES DE BOMBEO ................................................................. 9.3 DISEO DE LAS ESTACIONES DE BOMBEO ............................................................................... 9.3.1 Estimacin de caudales ........................................................................................................ 9.3.2 Sumergencia mnima ............................................................................................................ 9.3.3 Potencia del equipo de bombeo ........................................................................................... 9.3.4 Capacidad de la cmara de bombeo ....................................................................................

CAPTULO 10 PLANTAS POTABILIZADORAS DE AGUA ................................................................. 98 10.1 DEFINICIN .................................................................................................................................... 98 10.2 CRITERIOS BSICOS PARA EL DISEO DE PLANTAS POTABILIZADORAS DE AGUA ........... 98 10.2.1 Procesos y operaciones de tratamiento de las aguas superficiales ..................................... 99 10.2.2 Procesos y operaciones de tratamiento de las aguas subterrneas .................................. 101 10.3 OPERACIONES Y PROCESOS UNITARIOS EN PLANTAS POTABILIZADORAS DE AGUA ..... 102 10.3.1 Medicin de caudales ......................................................................................................... 102 10.3.2 Transferencia de gases (aireacin) .................................................................................... 106 10.3.3 Transferencia de slidos ...................................................................................................... 116 CAPITULO 11 DESINFECCIN EN SISTEMAS DE AGUA POTABLE ............................................. 11.1 DEFINICIN .................................................................................................................................. 11.2 DESINFECCIN DEL AGUA PARA CONSUMO HUMANO .......................................................... 11.2.1 Clculo del peso de hipoclorito de calcio o sodio. .............................................................. 11.2.2 Clculo del peso del producto comercial. ........................................................................... 11.2.3 Clculo de la demanda horaria de solucin. ...................................................................... 11.2.4 Clculo del volumen de la solucin. ................................................................................... 11.3 TECNOLOGAS APROPIADAS PARA LA DESINFECCIN DEL AGUA ...................................... CAPITULO 12 - TANQUES DE ALMACENAMIENTO DE AGUA ......................................................... 12.1 DEFINICIN .................................................................................................................................. 12.2 TIPOS DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO ............................................................................ 12.3 CAPACIDAD DEL TANQUE DE ALMACENAMIENTO .................................................................. 12.3.1 Volumen de regulacin ....................................................................................................... 164 164 164 169 169 169 169 171 173 173 173 175 175

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12.3.2 Volumen contra incendios ................................................................................................... 176 12.3.3 Volumen de reserva ............................................................................................................ 176 CAPITULO 13 REDES DE DISTRIBUCIN ....................................................................................... 13.1 DEFINICION .................................................................................................................................. 13.2 TIPOS DE REDES ......................................................................................................................... 13.3 FORMAS DE DISTRIBUCIN ....................................................................................................... 13.4 DISEO DE REDES DE AGUA POTABLE .................................................................................... 13.4.1 Determinacin de caudales en redes cerradas .................................................................. 13.4.2 Determinacin de caudales en redes abiertas ................................................................... 13.4.3 Caudal en piletas pblicas. ................................................................................................. 13.4.4 Anlisis hidrulico de las redes de distribucin .................................................................. 13.5 ASPECTOS COMPLEMENTARIOS PARA EL DISEO DE REDES DE DISTRIBUCIN ........... 13.5.1 Presin de Servicio ............................................................................................................. 13.5.2 Velocidades ........................................................................................................................ 13.5.3 Dimetros mnimos ............................................................................................................. 13.5.4 Profundidad y anchos de las zanjas ................................................................................... 13.5.5 Conexiones Domiciliarias ................................................................................................... 13.5.6 Piletas Pblicas .................................................................................................................. 13.5.7 Medidores de Agua Potable ................................................................................................ CAPITULO 14 BOMBAS MANUALES ............................................................................................... 14.1. DEFINICIN .................................................................................................................................. 14.2. TIPOS DE BOMBAS MANUALES ................................................................................................. 14.3. CRITERIOS PARA LA SELECCIN DE LA BOMBA MANUAL ..................................................... CAPITULO 15 VLVULAS, TUBERAS Y ACCESORIOS ................................................................. 15.1 VLVULAS ..................................................................................................................................... 15.1.1 Clasificacin de las vlvulas ............................................................................................... 15.2 TUBERAS Y ACCESORIOS ......................................................................................................... 15.2.1 Tipos de Materiales para Tuberas y Accesorios ................................................................ 178 178 178 178 180 180 183 186 187 188 188 188 188 188 189 189 191 192 192 192 198 199 199 199 201 201

CAPITULO 16 OBRAS ESPECIALES EN SISTEMAS DE AGUA POTABLE ................................... 203 16.1. ANCLAJES PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE ..................................................................... 203 16.2. CRITERIOS TCNICOS PARA EL DISEO DE CRUCES DE CURSOS DE AGUA ..................... 211 16.2.1 Sifones Invertidos ................................................................................................................ 211 16.2.2 Puentes Rgidos ................................................................................................................. 213 16.2.3 Puentes Colgantes ............................................................................................................. 213 GLOSARIO ............................................................................................................................................. NOMENCLATURA .................................................................................................................................. ANEXO 1 ................................................................................................................................................ ANEXO 2 ................................................................................................................................................ ANEXO 3 ................................................................................................................................................ 214 219 221 222 223

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GUA TECNICA DE DISEO DE PROYECTOS DE AGUA POTABLE PARA POBLACIONES MENORES A 10.000 HABITANTES

CAPITULO 1 GENERALIDADES1.1 INTRODUCCIN El Ministerio de Servicios y Obras Pblicas, a travs del Programa de Saneamiento Bsico para Pequeos Municipios (PROAGUAS) del Viceministerio de Servicios Bsicos ha identificado la necesidad de desarrollar la Gua Tcnica de Diseo de Proyectos de Agua Potable para Poblaciones Menores a 10.000 Habitantes, con el objetivo de mejorar las coberturas en servicios de agua potable en el rea rural y poblaciones menores; y direccionar las acciones necesarias para la reposicin y/o ampliacin de sistemas de agua existentes. La Gua pretende ser un instrumento de apoyo a los profesionales del sector y a los Gobiernos Municipales a nivel nacional en la elaboracin de estudios de preinversin para sistemas de agua potable. Es parte de un juego de documentos tcnicos desarrollados por el PROAGUAS que incluyen: Planos de Diseo Tipo, Especificaciones Tcnicas y Costos Referenciales para sistemas de agua potable. La Gua se ha elaborado tomando como base la Norma Boliviana (NB-689): Instalaciones de Agua Diseo para Sistemas de Agua Potable y sus respectivos Reglamentos Tcnicos editados en el ao 2005.

1.2

OBJETO La gua establece los criterios tcnicos de diseo de sistemas de agua potable para poblaciones menores a 10.000 habitantes, considerando los parmetros, criterios y consideraciones establecidas por la Norma y Reglamentos de Diseo para Sistemas de Agua Potable vigentes.

1.3

CAMPO DE APLICACIN La Gua se ha desarrollado para ayudar a los profesionales y tcnicos que trabajan en el sector Saneamiento Bsico para realizar el diseo de sistemas de agua potable en poblaciones menores a 10.000 habitantes. Para el empleo de la Gua se espera que el lector tenga conocimientos bsicos sobre el diseo y/o construccin de sistemas de agua potable convencional y/o alternativa.

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CAPITULO 2 - ASPECTOS BSICOS PARA LA IMPLEMENTACIN DE PROYECTOS DE AGUA POTABLEPara la implementacin de proyectos de agua potable es importante considerar aspectos bsicos que permitirn obtener sistemas sostenibles en el tiempo y que respondan ptimamente a las necesidades de los beneficiarios. Para el efecto a continuacin se presentan algunos conceptos bsicos para entender mejor la implementacin de proyectos de agua potable en poblaciones menores a 10.000 habitantes.

2.1

CRITERIOS BSICOS PARA EL DISEO DE UN PROYECTO Los criterios bsicos para el diseo de un proyecto pueden clasificarse de acuerdo a la presente gua en: Etapas de diseo de un Proyecto Componentes de un Proyecto Principios para el Diseo de un Proyecto

2.1.1

Etapas de Diseo de un Proyecto Un proyecto de saneamiento bsico tendr regularmente tres etapas de vida desde su concepcin hasta el trmino de su vida til. Estas etapas son descritas a continuacin. 2.1.1.1 Preinversin La preinversin consiste en una serie de estudios que posibilitan establecer las condiciones iniciales y actividades que se deben desarrollar para implementar un proyecto de agua potable. La preinversin puede dividirse a su vez en: a) Idea de proyecto: cuando solamente se tiene la concepcin inicial del proyecto en respuesta a una necesidad de la comunidad o comunidades. En los proyectos rurales de saneamiento bsico, la idea de proyecto es presentada normalmente por la comunidad o el municipio. b) Estudio de Prefactibilidad: mediante este estudio se determina si existen las condiciones tcnicas y financieras bsicas para la ejecucin del proyecto; por ejemplo: el nmero aproximado de beneficiarios, posibilidades de financiamiento o cantidad de agua en la(s) fuente(s). c) Estudio de Factibilidad: este estudio tiene por objetivo determinar la viabilidad tcnica y econmica del proyecto, es decir, determinar si la o las soluciones que se propongan son posibles tcnica y ambientalmente; y, analizar extensivamente la sostenibilidad del proyecto desde el punto de vista social, econmico y operativo.

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d) Estudio a Diseo Final: consiste en el desarrollo de los estudios sociales, tcnicos y ambientales que posibiliten la implementacin del proyecto hasta su trmino. Es decir, a travs de l se desarrollaran estudios de campo extensivos, diseos de ingeniera (hidrulicos, sanitarios y arquitectnicos), memorias de clculo, determinacin de volmenes de obra, costos, forma de implementacin, etc. Adems desde el punto de vista social se habr identificado a los lderes, organizado a los beneficiarios y capacitado en los principios de educacin sanitaria y otros. 2.1.1.2 Inversin Se conoce con el nombre de inversin a la etapa del proyecto que efectiviza su implementacin fsica. La inversin en proyectos de saneamiento bsico podr comprender los siguientes aspectos: a) Obras Civiles, que comprende los siguientes subcomponentes: Construccin: fase en la cual se construye el sistema de agua siguiendo las indicaciones tcnicas detalladas en planos, memorias de clculo y especificaciones tcnicas productos del diseo final. Equipamiento: consiste en la instalacin de componentes mecnicos, elctricos y/o electrnicos juntamente las obras civiles, que son fabricados por proveedores especficos, por ejemplo, bombas de agua potable, plantas de tratamiento compactas, paneles solares, etc.

b) Desarrollo Comunitario: comprende todas las actividades de tipo social en las que participa activamente la poblacin beneficiada para la promocin, organizacin, planificacin, ejecucin, capacitacin, educacin sanitaria y evaluacin de un proyecto de saneamiento bsico. c) Capacitacin tcnica: se refiere a la transferencia de conocimientos o capacitacin sobre en manejo de equipos, instrumentos y software que posibilitan la operacin y mantenimiento y gestin de servicios de agua potable y/o saneamiento. 2.1.1.3 Funcionamiento del Servicio Se entiende como tal, al conjunto de actividades que permiten otorgar el servicio de agua potable. Se inicia con la puesta en marcha del servicio hasta el trmino de su vida til. Durante el funcionamiento del servicio, la entidad responsable cumplir las funciones de administrar, operar y mantener el servicio en forma eficiente y sostenible.

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2.1.2

Componentes de un Proyecto de Agua Potable a Diseo Final Para el diseo final de un proyecto de agua potable deben ser considerados tres componentes interrelacionados estrechamente, estos son: a) Componente tcnico Consideran aquellos aspectos de topografa, ingeniera sanitaria e hidrulica necesarios para el diseo tcnico del proyecto, por ejemplo: determinacin del volumen del tanque de almacenamiento o los dimetros de tubera en las redes de distribucin. Este componente se ve reflejado en libretas topogrficas, planos, memorias de clculo y memoria tcnica del proyecto; ser desarrollado considerando los criterios de diseo emitidos a travs de la Norma NB-689 de Diseo de Sistemas de Agua Potable y sus Reglamentos. b) Componente social Considera los aspectos sociales, econmicos, de salud y productivos de la poblacin beneficiaria tanto antes como despus de la implementacin del proyecto. El componente social deber lograr la organizacin de la comunidad beneficiaria en torno a una entidad que promueva inicialmente la construccin del sistema y; posteriormente, se encargue de la administracin del servicio (podra ser una entidad diferente que la primera). Todos los aspectos referidos a la organizacin comunitaria antes, durante y despus de la entrega del servicio, estn detallados en la Gua de Desarrollo Comunitario del Viceministerio de Servicios Bsicos. Puesto que la dotacin de agua potable es en si un proyecto social (no comercial), los impactos que se logren debern ser evidenciados en mejoras en la salud de los beneficiarios, mejora en la economa del lugar y mayor productividad. c) Componente ambiental En este componente se determina el impacto positivo o negativo del sistema de agua potable en el entorno ambiental. Normalmente, los aspectos ambientales se han considerado dentro del componente tcnico, sin embargo, es conveniente que la parte ambiental sea realizada y diseada con un enfoque independiente del responsable del diseo tcnico. Este principio permitira un anlisis imparcial sobre la afeccin o no del medio ambiente y posibilitar las posibles medidas ambientales. Los aspectos ambientales necesarios para la elaboracin de un proyecto de agua potable, estn enmarcados dentro del Reglamento de Prevencin y Control Ambiental y el Reglamento de Contaminacin Hdrica de la Ley de Medio Ambiente. d) Interrelacin entre componentes La implementacin de un proyecto de saneamiento bsico debe necesariamente lograr la interrelacin entre los componentes sealados con objeto de lograr la sostenibilidad del servicio. El presente documento, desarrolla de forma particular los criterios y requerimientos para el diseo tcnico de los proyectos de agua potable para

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poblaciones menores a 10.000 habitantes. Los componentes socialorganizativo y ambiental; PODRN ser desarrollados siguiendo los criterios expuestos en la Gua de Desarrollo Comunitario del Viceministerio de Servicios Bsicos y la adecuacin/tramitacin de los procedimientos descritos en el Reglamento General de Gestin Ambiental de la Ley de Medio Ambiente; respectivamente.

2.1.3

Principios para el Diseo de un Proyecto de Agua Potable Para el diseo de un sistema de agua potable para poblaciones menores a 10.000 habitnates, deben tomarse en cuenta los siguientes aspectos: a) Universalidad: Consiste en desarrollar el proyecto de agua potable con el objetivo de dotar a toda la poblacin en su conjunto y considerando los crecimientos demogrficos futuros. No podr dejarse sin servicio a parte de la comunidad. En caso necesario podrn aplicarse soluciones tcnicas alternativas para viviendas aisladas o sectores de la comunidad con caractersticas especiales. b) Equidad: Se entiende como tal al hecho de que toda la poblacin de la comunidad debe tener un trato ecunime a momento de realizar el diseo; es decir, por ninguna razn deber discriminarse o disminuirse las posibilidades de obtener el servicio de agua potable por cada familia de la comunidad. c) Seleccin de la mejor opcin tcnica: consiste en la identificacin por parte de la comunidad de la mejor solucin tecnolgica para sus necesidades de agua potable y que responda a su capacidad de pago que garantice la sostenibilidad del servicio. d) Mejor costo/beneficio social: el proyecto y/o el financiador debern apoyar dentro de la poltica financiera del sector, el mejor beneficio social a un costo razonable; es decir, que si bien a travs de un proyecto de agua potable se busca el bienestar y mejores condiciones de salud de la poblacin, es deseable que el monto de inversin permita: (i) lograr impacto en la comunidad con soluciones ptimas y; (ii) realizar una inversin moderada en la comunidad con el objeto de disponer de fondos en la cartera del proyecto o financiador para alcanzar mayor cobertura.

2.2

ESTUDIOS TCNICOS BSICOS PARA EL DISEO DE PROYECTOS DE AGUA POTABLE Los estudios tcnicos bsicos para el diseo de sistemas de proyectos de agua potable estn establecidos en la Norma Boliviana NB-689 y sus Reglamentos Tcnicos. A continuacin se detallan los estudios que debern ser analizados en cada caso en particular y establecidos en los Trminos de Referencia del proyecto. a) Descripcin de la localidad y de la zona del proyecto. Es la descripcin resumida de la situacin geopoltica, administrativa, social y cultural de la localidad y su zona de influencia.

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b) Climatologa Es la determinacin de las condiciones atmosfricas que caracterizan a una regin. Se debe obtener la temperatura (media, mxima media anual y mnima media anual), la precipitacin media anual, la direccin de los vientos dominantes y su velocidad media. Los datos climatolgicos pueden ser obtenidos en la Direccin Nacional de Hidrologa y Meteorologa y; en AASANA para cada localidad a nivel nacional. c) Geomorfologa Consiste en la descripcin resumida de la formacin natural de la superficie terrestre. Se debe obtener la recopilacin de estudios y mapas geomorfolgicos existentes en el Instituto Geogrfico Militar (IGM) y el Servicio Nacional de Geologa y Minas (SERGEOMIN). Identificar las unidades y subunidades geomorfolgicas. Litologa, la identificacin de zonas especiales (reas inundables, erosionadas), la caracterizacin de la fisiografa y el paisaje. d) Topografa Es la medicin de la superficie de la tierra utilizando la geodesia y representando con la cartografa. El levantamiento topogrfico constituye la determinacin de la morfologa y accidentes del terreno en el lugar del proyecto, deber ser realizada mediante el empleo de instrumentos de precisin como los teodolitos y estaciones totales. El empleo de eclmetro, brjula y/o huincha solamente podr ser realizado para proyectos de bombas manuales y captaciones de vertientes con longitudes totales de tubera menor a 1.000 metros. e) Geologa Estudia a la tierra para comprender el funcionamiento de los procesos terrestres en el tiempo, analiza su forma, la materia que lo configura y los procesos que actan sobre el suelo. A objeto de tomar conocimiento de las caractersticas de suelos del sector, se debe realizar un reconocimiento geolgico del lugar donde ser emplazado el proyecto para poder determinar las posibles fallas geolgicas, zonas de asentamientos y de deslizamientos. Se debe realizar en forma general, el reconocimiento geolgico de la superficie, la recopilacin de estudios geolgicos existentes, la obtencin de datos referentes a la profundidad media de aparicin de rocas y afloramiento de las mismas y las caractersticas geolgicas y geotcnicas del subsuelo. f) Hidrogeologa Es la parte de la geologa que se ocupa del estudio de las aguas dulces, y en particular de las subterrneas, y de su aprovechamiento. Se debe realizar el reconocimiento hidrogeolgico de la superficie, la recopilacin

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de estudios hidrogeolgicos existentes, las reas de recarga. Cuando es posible, se deber obtener antecedentes sobre la piezometra del agua subterrnea, fluctuaciones estacionales, hidrodinmica, profundidad media de la napa fretica. Zonas de recarga, almacenamiento y descarga. g) Geotecnia y Suelos Se refiere a la determinacin de las condiciones de calidad y estabilidad de los suelos. Se realizarn a requerimiento del ingeniero encargado del proyecto, en dos etapas. La primera etapa de reconocimiento preliminar del sitio y la segunda de ejecucin de investigaciones de campo y laboratorio, tomando en cuenta la ubicacin y magnitud de las estructuras. Se realizar la identificacin de tipos y distribucin espacial de suelos, la susceptibilidad a la erosin, la permeabilidad de los suelos y el drenaje natural y artificial. h) Medio Ambiente Consiste en la determinacin de las condiciones ambientales en el entorno del proyecto antes y despus de la construccin del mismo. Para el efecto, inicialmente se deber elaborar la Ficha Ambiental para la determinacin de la Categora Ambiental que establecer que tipo de estudios debern realizarse. Estos aspectos estn establecidos en el Reglamento de Prevencin y Control Ambiental de la Ley N 1333 de Medio Ambiente. i) Recursos hdricos Consiste en la determinacin de las condiciones, capacidad y disponibilidad de los recursos hdricos de la zona de proyecto. Es aconsejable conocer el Reglamento de Contaminacin Hdrica de la Ley N 1333 de Medio Ambiente. Evaluacin de las posibles fuentes de agua La evaluacin de las fuentes de agua, comprende la determinacin de los posibles puntos de captacin, cantidad y calidad del agua, estado legal de la fuente y la localizacin de las mismas respecto a la poblacin. Evaluacin de la cuenca Complementariamente a la evaluacin de las fuentes de agua, se debe evaluar la cuenca o cuencas donde estn localizadas las posibles fuentes de agua. Esta evaluacin comprende la determinacin aproximada de los recursos hdricos existentes en la cuenca, la continuidad del recurso en el tiempo, puntos de contaminacin y otros proyectos en ejecucin. j) Descripcin de la infraestructura existente Si el proyecto se desarrollara en una poblacin con un sistema de abastecimiento existente, debe realizarse la evaluacin y descripcin real de las condiciones 15


tcnicas, comerciales y administrativas de los servicios existentes. Se debe prever la verificacin de: La calidad del agua para consumo humano, ya sea de perforaciones de pozos o de planta de tratamiento. Planos de la red de agua potable con ubicacin planialtimtrica de las tuberas acotadas respecto a la lnea municipal. Planos y ubicacin de la planta de tratamiento y de las instalaciones complementarias, estaciones de bombeo, etc. Planos de poblacin actual y futura. Capacidades actuales de las fuentes, planta de tratamiento y conducciones. La dotacin actual y su evolucin histrica. Hbitos del uso del agua que presenta la poblacin (riego de cultivos y jardines, otros consumos de agua en actividades externas a las viviendas, etc.). Consumos comerciales e industriales. Existencia de micromedidores. Sistema de tarifas y su incidencia en la evolucin de la dotacin. Verificar y analizar la existencia de macromedicin para los caudales de produccin y distribucin. La evolucin del nmero de conexiones y de la poblacin servida en los ltimos aos. Comparacin con la poblacin total. Los costos de explotacin del servicio de agua. La forma de abastecimiento de la poblacin que no cuenta con conexin al servicio pblico. Nmero de pobladores sin conexin al sistema de agua existente. La evolucin de la recaudacin a cargo del ente que presta el servicio. ndice de morosidad. Caractersticas del organismo que presta el servicio de abastecimiento de agua. Los aspectos operativos: Catastro de instalaciones y redes de agua. Macromedicin y micromedicin. Deteccin y reparacin de fugas.

2.3.

ESTUDIOS SOCIOECONMICOS PARA EL DISEO DE PROYECTOS DE AGUA POTABLE En el diseo de sistemas de agua potable debern realizarse estudios socioeconmicos que permitan conocer las caractersticas sociales, econmicas, culturales, salud y de gnero de la poblacin beneficiaria. Los estudios socioeconmicos pueden ser divididos en los siguientes subcomponentes:

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a) Caractersticas socioeconmicas Poblacin actual y evolucin demogrfica histrica segn los diferentes censos nacionales, as como tambin apreciaciones demogrficas municipales. Poblacin de verano, turstica, temporal, rotacin de la poblacin turstica en su festividad. Ubicacin e importancia de los establecimientos industriales, comerciales y oficinas pblicas, cantidad de trabajadores y sueldos promedio. Tipos de producciones de la zona perifrica de los sectores comprendidos en el proyecto, especialmente las actividades agrcola, hortcola y ganadera. Informacin sobre establecimientos educacionales. Cantidad de alumnos que asisten a los establecimientos de enseanza, sexo y edades de los mismos. Informacin sobre las actividades econmicas actuales y su evolucin en la localidad y en la regin. Anlisis detallado de los ingresos familiares mensuales, la capacidad y voluntad de pago de los beneficiarios del proyecto. Informaciones sobre la recaudacin de impuestos, tasas y tarifas en el rea de influencia del proyecto.

b) Comunicaciones y vas de acceso Accesibilidad desde las ciudades y lugares ms importantes del Departamento y los medios de transporte locales e interurbanos existentes, tanto de pasajeros como de correspondencia y cargas. Tipos de vas de comunicacin.

c) Disponibilidad de mano de obra Disponibilidad de mano de obra calificada y no calificada para ejecucin de obras civiles. Existencia de empresas constructoras y contratistas locales y regionales.

d) Disponibilidad de materiales de construccin Disponibilidad de materiales de construccin en la regin que puedan ser empleados en la ejecucin del proyecto (insumos, agregados, otros materiales).

e) Organizacin comunitaria Se debe verificar la existencia de organizaciones locales al margen del municipio y subprefecturas, tales como: comits de trabajos, Organizaciones Territoriales de Base (OTBs), Comit Cvico, Juntas de Vecinos, etc.

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f)

Identificacin de los hbitos y costumbres sobre el manejo del agua e higiene. Se debern identificar los hbitos y costumbres en el uso y consumo, obtencin, transporte y almacenamiento de agua; asimismo, sobre la disposicin de excretas y residuos slidos.

g) Evaluacin de la salud con relacin al agua Se identificarn los problemas de salud de la poblacin originados por el consumo de agua contaminada, la informacin se obtendr en los establecimientos de salud. Las enfermedades ms comunes y prevalentes, como ser: gastrointestinales, clera, enfermedades de la piel y hongos.

h) Anlisis de gnero Constituye un criterio transversal a todo estudio socioeconmico para sistemas de agua potable; se identificar la participacin de varones y mujeres mayores de 15 aos en cada uno de los aspectos sealados anteriormente y su nivel de decisin.

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CAPITULO 3 - PARMETROS BSICOS DE DISEOLos parmetros bsicos de diseo deben ser establecidos considerando el rea del proyecto y el perodo de vida til del proyecto. Los parmetros y frmulas bsicas expuestas en el presente documento, se hallan inextenso en los Captulos 2 y 4 de la Norma Boliviana NB-689 y en el Reglamento Tcnico de Estudios y Parmetros Bsicos de Diseo para Sistemas de Agua Potable. Entre los parmetros bsicos de diseo se deben considerar: 3.1 Poblacin del proyecto. Consumo de agua. Caudales de diseo. Perodo de diseo. Calidad del agua. POBLACIN DEL PROYECTO Es el nmero de habitantes que ha de ser servido por el proyecto para el perodo de diseo, el cual se establece con base en la poblacin inicial. Para la estimacin de la poblacin de proyecto se deben considerar los siguientes aspectos: a) Poblacin inicial, es el nmero de habitantes dentro el rea de proyecto que debe ser determinado mediante un censo poblacional y/o estudio socio-econmico. Se aplicarn los datos estadsticos del Instituto Nacional de Estadstica (INE) para determinar la poblacin de referencia o actual y los ndices de crecimiento demogrfico respectivos. Para poblaciones menores a 10.000 habitantes, en caso de no contar con ndice de crecimiento poblacional, se debe adoptar el ndice de crecimiento de la poblacin capital o del municipio. Si el ndice de crecimiento fuera negativo se debe adoptar como mnimo un ndice de crecimiento de 1%. Es muy conveniente realizar un Censo en la poblacin beneficiaria sobre todo en las comunidades menores donde es factible realizar dicha actividad. b) Poblacin futura, es el nmero de habitantes dentro el rea del proyecto que debe ser estimado en base a la poblacin inicial y el ndice de crecimiento poblacional, para el perodo de diseo. c) La poblacin calculada debe ser ajustada considerando: Poblacin flotante, se refiere a la poblacin ocasional que signifique un aumento notable y distinto a la poblacin estable. Poblacin migratoria, que depende de las condiciones de planificacin sectorial en relacin con los recursos naturales, humanos y/o econmicos de cada localidad.

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3.1.1

Mtodos de clculo Para el clculo de la poblacin futura se pueden utilizar uno de los siguientes mtodos de crecimiento, segn el tipo de poblacin, dependiendo de las caractersticas socio-econmicas de la poblacin: a) Geomtrico:

i t P = Po * (1 + ) f 100( i *t ) P = Po * e 100 f

b) Exponencial:

c) Curva logstica:Donde: Pf Po i t L

P = f

L 1 + m * e a*t

Poblacin futura en hab. Poblacin inicial en hab. ndice de crecimiento poblacional anual en porcentaje Nmero de aos de estudio o perodo de diseo Valor de saturacin de la poblacin2 2 * P0 * P1 * P2 P1 * P0 + P2 L= 2 P0 * P2 P1

(

)

m, a

Coeficientes

m=

L P 0 P 0 1

a=

P * L P1 ln 0 t1 P1 * L P0 Poblacin correspondiente a los tiempos t0, t1 y t2 = 2*t1 Tiempo intercensal en aos correspondiente a la poblacin P0, P1, P2

( (

) )

P0, P1, P2 t0, t1, t2

3.1.2

Aplicacin de mtodos segn el tamao de poblacin

Los mtodos a emplearse deben ser aplicados en funcin del tamao de la poblacin, de acuerdo a lo especificado en la Tabla 3.1.Tabla 3.1: Aplicacin de mtodos de clculo para la estimacin de la poblacin futura en poblaciones menores a 10 000 habitantes

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Mtodo

Geomtrico Exponencial Curva logstica (x) Optativo (1) Recomendable (2) Sujeto a justificacin Fuente: Norma NB-689, Diseo de Sistemas de Agua Potable.

Poblacin (habitantes) Hasta 5 000 De 5 001 a 10 000 x x x (1) x (1) --x (2)

El proyectista, podr de acuerdo a las condiciones particulares de la localidad, adoptar uno de los mtodos recomendados o usar otro criterio, siempre que lo justifique tcnicamente.

Ejemplo de Aplicacin

Considrese la poblacin A con 5100 habitantes para el ao 2005, la misma est ubicada en la regin de los valles. Segn el INE la tasa de crecimiento exponencial es de 2,4%. Estime la poblacin futura mediante el mtodo exponencial para 10 y 20 aos de proyeccin. Por tanto: Po = 5.100 hab. i = 2,4% t1 = 10 aos t2 = 20 aos

Pf10

2,4 * 10 100 = 5100 * e ;Pf10 = 6.483 hab. Pf20 = 8.242 hab.

Pf20

2,4 * 20 100 = 5100 * e

Entonces:

3.2

CONSUMO DE AGUA

La dotacin mnima a adoptarse debe ser suficiente para satisfacer los requerimientos de consumo: domstico, comercial, industrial, social y pblico, as como considerar las prdidas en la red de distribucin.Domstico o residencial: A esta categora pertenecen aquellos suscriptores que utilizan el servicio exclusivamente para uso domstico en la vivienda. Social: A esta categora pertenecen aquellos predios utilizados para tareas de educacin y salud (escuelas, colegios, puestos de salud), exclusivamente. Oficial: Esta categora comprende instancias y reas pblicas no comprendidas para educacin y salud, como son: jardines, parques, cuarteles, entidades del gobierno y otros. Comercial: es la categora a la cual pertenecen los suscriptores que utilizan el agua con fines de lucro dentro de alguna actividad comercial (restaurantes, lavado de vehculos, etc.).

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Industrial: Es la categora a la cual pertenecen aquellos suscriptores que utilizan el agua para fines de lucro y en los que se lleva procesos industriales utilizndose el agua como insumo en el proceso de transformacin (fbricas de vinos, chicheras, etc.). 3.2.1 Dotacin media diaria

La dotacin media diaria se refiere al consumo anual total previsto en un centro poblado dividido por la poblacin abastecida y el nmero de das del ao. Es el volumen equivalente de agua utilizado por una persona en un da. Para el caso de sistemas nuevos de agua potable, con conexiones domiciliarias, la dotacin media diaria puede ser obtenida sobre la base de la poblacin y la zona geogrfica dada, segn lo especificado en la Tabla 3.2.Tabla 3.2: Dotacin media diaria (l/hab-d) para poblaciones menores a 10.000 habitantesPoblacin (habitantes) De 501 a De 2 001 a 2 000 5 000 Del altiplano 30 50 30 70 50 - 80 De los Valles 50 70 50 - 90 70 - 100 De los Llanos 70 90 70 - 110 90 - 120 Notas: (1) (1) Justificar a travs de un estudio social (2) Justificar a travs de un estudio socio-econmico Fuente: Norma NB-689, Diseo de Sistemas de Agua Potable. Hasta 500 Zona De 5 001 a 10 000 80 - 100 100 - 140 120 - 180 (2)

Para sistemas nuevos de agua potable, en zonas rurales, donde la disponibilidad de agua no llegue a cubrir la demanda de la poblacin (consumo restringido) se debe calcular la dotacin en base al caudal mnimo de la fuente y la poblacin futura. En caso de establecer una dotacin menor a 30 l/hab-d, se deben considerar solamente piletas pblicas.


Para la poblacin A con 5100 habitantes para el ao 2005 y ubicada en la zona de los Valles determinar la dotacin media diaria para el abastecimiento de agua potable. Por tanto: De la Tabla 3.2 se obtiene la dotacin media diaria para el ao base (ao 0 del proyecto) que est en el rango de 100 a 140 l/habd.Por las caractersticas de la zona, se adopta una dotacin media diaria de 100 l/hab-d.

Entonces:

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3.2.2

Dotacin futura de agua

La dotacin futura se debe estimar con un incremento anual del 0,50% y el 1% de la dotacin media diaria, aplicando la frmula del mtodo geomtrico: d D = D o * 1 + f 100 Donde: Df Do d t t

Dotacin futura en l/hab-d Dotacin inicial en l/hab-d Variacin anual de la dotacin en porcentaje Nmero de aos de estudio en aos


Para la poblacin A con 5100 habitantes para el ao 2005 y ubicada en la zona de los Valles, determinar la Dotacin Futura para un horizonte del proyecto a 20 aos plazo. La dotacin inicial establecida es de 100 l/hab-d y se estima una variacin del consumo del 0,5% anual. Por tanto: Do = 100 l/h/d d = 0,5% t = 20

0.5 D = 100 * 1 + f 100 Entonces:

20

110,50 l/hab-d para la poblacin futura a 20 aos

3.2.3

Dotacin para otro tipo de usos

Cuando en la poblacin se emplea el agua con una finalidad diferente al uso domstico, como por ejemplo industrias, establecimientos de educacin con nmero alto de alumnado, cuarteles o poblacin flotante importante; deber considerarse una dotacin particular para esos fines con el objetivo de no afectar la dotacin de tipo domstico. Para estimar estos volmenes podr emplearse el Reglamento de Instalaciones Domiciliarias vigente o bibliografa especializada para dotacin a centros educativos, cuarteles, reas verdes y otros.

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3.3

CAUDALES DE DISEO

Los caudales de diseo que se deben considerar son los siguientes:

3.3.1

Caudal medio diario

Es el consumo diario de una poblacin, obtenido en un ao de registros. Se determina con base en la poblacin del proyecto y dotacin, de acuerdo a la siguiente expresin:P *D f Q = f md 86 400 Donde: Qmd Pf Df Caudal medio diario en l/s Poblacin futura en hab. Dotacin futura en l/hab-d

3.3.2

Caudal mximo diario

Es la demanda mxima que se presenta en un da del ao, es decir representa el da de mayor consumo del ao. Se determina multiplicando el caudal medio diario y el coeficiente k1 que vara segn las caractersticas de la poblacin.Q Donde: mx.d = k *Q 1 md

Qmx.d Caudal mximo diario en l/s Coeficiente de caudal mximo diario k1 k1 = 1,20 a 1,50 (vase NB-689 y Arocha) Caudal medio diario en l/s Qmd

3.3.3

Caudal mximo horario

Es la demanda mxima que se presenta en una hora durante un ao completo. Se determina multiplicando el caudal mximo diario y el coeficiente k2 que vara, segn el nmero de habitantes, de 1,5 a 2,2, tal como se presenta en la Tabla 3.3.Q mx.h =k *Q 2 mx.d

Donde:

Qmax.h Caudal mximo horario en l/s Coeficiente de caudal mximo horario k2 Qmx.d Caudal mximo diario en l/sTabla 3.3: Valores del Coeficiente k2

Poblacin (habitantes) Hasta 2 000 De 2 001 a 10 000 Fuente: NB-689, vase Azevedo Netto

Coeficiente k2 2,20 2,00 2,00 1,80

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En la Poblacin A se ha previsto la construccin de un sistema de agua potable. Determinar los caudales medio diario, mximo diario y mximo horario considerando los datos de los anteriores ejemplos. Por tanto: Pf = 8.242 hab. Df = 110,5 l/hab-d. k1= 1,4 y k2 = 2,0 (valores adoptados)

Q

md

=

8242 * 110,5 86 400

;

Qmx.d = 1,4 *10,54 ;

Q

mx.h

= 2 * 14.76

Entonces:

Qmd = 10,54 l/s Qmax.d = 14,76 l/s Qmax.h = 29,51 l/s

3.4

PERODO DE DISEO

El perodo de diseo es el nmero de aos durante los cuales una obra determinada prestar con eficiencia el servicio para el cual fue diseada. Debe ser adoptado en funcin del componente del sistema, la caracterstica de la poblacin y las posibilidades de financiamiento, segn lo indicado en la Tabla 3.4.Tabla 3.4. Perodo de diseo (aos)Componente del sistema Poblacin menor a 10 000 habitantes

Obra de captacin 10 20 Aduccin 20 Pozos profundos 10 Estaciones de bombeo 20 Plantas de tratamiento 15 - 20 Tanques de almacenamiento 20 Redes de distribucin 20 Equipamiento - Equipos elctricos 5 - 10 - Equipos de combustin interna 5 Fuente: Norma NB-689, Diseo de Sistemas de Agua Potable.

3.5

CALIDAD DEL AGUA

Es la determinacin de la concentracin de los compuestos fsicos, qumicos y biolgicos del agua natural y/o del agua tratada para el abastecimiento de agua potable.

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3.5.1

Calidad del agua natural para la seleccin de la fuente de abastecimiento

La calidad del agua depende del tipo de fuente y debe ser caracterizada a travs del tiempo para definir los parmetros a tratarse. La calidad del agua debe ser establecida mediante la determinacin de parmetros fsicos, qumicos y biolgicos; para el efecto, refirase a los Anexos de la Ley N 1333 de Medio Ambiente y al Captulo 4 de la Norma Boliviana NB 689 y sus anexos. En el Anexo 1 de este documento se presentan los Anlisis Bsicos Recomendables para la Caracterizacin de las Fuentes de Agua destinadas a Consumo Humano en Poblaciones Menores a 10 000 Habitantes.

3.5.2

Calidad del agua para consumo humano

La calidad del agua para consumo humano est determinada por valores mximos y aceptables para diferentes parmetros fsicos, qumicos y biolgicos establecidos en la Norma Boliviana NB 512: Agua Potable Requisitos y sus reglamentos. En el Anexo 2 de este documento, se especifican los valores mximos aceptables de los parmetros fsico qumicos y biolgicos establecidos en la Norma Boliviana NB - 512.

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CAPITULO 4 CAPTACIN DE AGUA SUPERFICIAL4.1 DEFINICIN

Una captacin de agua superficial, es la estructura civil, dispositivo o conjunto de ellas que permita captar agua desde un cuerpo superficial de forma continua, segura y sin disminucin de las condiciones de vida de las especies animal ni vegetal.

4.2

FUENTES DE AGUA SUPERFICIAL

Entre los tipos de fuentes de aguas superficiales se consideran: a) Cursos de agua natural (ros, riachuelos, arroyos, quebradas) Son cuerpos de agua que fluyen permanente o intermitentemente a travs de depresiones geomorfolgicas naturales y pueden ser: Cursos de agua de montaa, que se caracterizan por tener pendientes pronunciadas, arrastre intenso de slidos en forma temporal, tirante bajo y altas velocidades. Cursos de agua de llanura, que se caracterizan por tener, pendientes bajas, tirante alto y bajas velocidades

b) Reservorios de agua (lagos, lagunas, embalses) Son depresiones geomorfolgicas naturales que permiten la acumulacin de agua con los aportes de afluentes y/o precipitaciones pluviales y pueden ser: Reservorios de montaa, que se caracterizan en general por tener reas de aporte limitadas, deshielos y aguas con bajo contenido de agentes contaminantes. Reservorios de llanura, que se caracterizan por tener reas de aporte mayores a los de montaa.

4.3

DISEO DE OBRAS DE CAPTACIN DE AGUAS SUPERFICIALES

Son estructuras y dispositivos que permiten captar agua desde un curso superficial. Los criterios, parmetros y frmulas para el diseo se encuentran expuestos en el Captulo 5 de la Norma Boliviana NB-689 y en el Captulo 2 del Reglamento Tcnico de Diseo de Obras de Captacin para Sistemas de Agua Potable. Las obras de captacin superficiales son:4.3.1 Canal de derivacin

Consiste en la construccin de un canal abierto en el margen de un cuerpo de agua superficial hasta una cmara colectora, desarenador o planta de tratamiento. Vase Figura 4.1. Los componentes principales para el diseo del canal de derivacin son:

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a) Canal: el dimensionamiento deber realizarse con la frmulas de diseo de canales expuesta en captulo siguientes, en forma general se puede expresar como:

Ac =Donde: Ac = Qmax-d = V=

Q max.d V

rea efectiva del flujo del agua en m2 Caudal mximo da en l/s Velocidad de flujo en m/s (depender de la pendiente del terreno y otros factores)

Ejemplo de Aplicacin En la Poblacin A se ha previsto la construccin de un sistema de agua potable mediante la captacin de agua de un ro a travs de un canal de derivacin. Calcular las dimensiones de un canal rectangular si el caudal mximo diario es de 19,54 l/s. Asumir un canal rectangular con relacin base = 2,5*altura Datos: factores) b= 2,5*h (relacin de lados del rea hmeda) Q= V= 19,54 l/s = 0,01954 m3/s 0,4 m/s (asumido, depender de la pendiente y otros

Ac =

0.01954 = 0,049m 2 0.4h= 0,049 = 0,14m 2,5

A = b * h = 2,5 * h 2 ; entonces:Por tanto: Ac =

0,049 m2; h = 0,14 m y b = 0,35 m


Deflector

Estructura de H. C. u H.A.A

Rejas

Compuerta de regulacinCan a der l de ivac in

A

Linnimetro Canal de excedencias

Vista en plantaEstructura de HC HA Nivel max. Nivel min. RejaCanal de derivacin

Seccin A-A Figura 4.1: Canal de Derivacin

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b) Boca de toma: cuya seccin efectiva se determina en funcin del caudal mximo diario, el diseo de la reja de proteccin y a los niveles de fluctuacin del curso de agua. La boca toma debe estar sumergida para captar al menos el Caudal Mximo Horario para el nivel mnimo del curso o cuerpo de agua. La regulacin de entrada se realizar a travs de una compuerta. Vase el diseo de rejas en la siguiente seccin. c) Obras de encause y proteccin: dependiendo de las caractersticas morfolgicas del lugar de toma, debern construirse ataguas y muros de proteccin y/o encause. Estos aspectos deben ser determinados por el responsable del proyecto con conocimiento pleno del sector de captacin.

4.3.2

Obra de captacin lateral

Es la estructura que se construye en uno de los lados del curso de agua, de forma tal, que el agua ingresa directamente a una cmara de recoleccin para su posterior conduccin a travs de una tubera o canal. Vase Figura 4.2 y PL-AP-05-01. Los componentes principales para el diseo de una captacin lateral son: a) Boca de toma: cuya seccin efectiva se determina en funcin del caudal medio diario, el diseo de la reja de proteccin y a los niveles de fluctuacin del curso de agua. El dimensionamiento de la boca de toma se realizar de la misma forma que la sealada para canales de derivacin. b) Canales/tuberas de conduccin: debe ser calculada en funcin al caudal mximo diario, para el diseo refirase al captulo de aducciones. c) Obras de encause y proteccin: dependiendo de las caractersticas morfolgicas del lugar de toma, debern construirse ataguas y muros de proteccin y/o encause. Estos aspectos deben ser determinados por el responsable del proyecto con conocimiento pleno del sector de captacin.

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Deflector Terreno duro o rocoso Estructura de HC HA Reja Tubera de aduccin A A 2% Salida Vlvula de limpieza

Desfogue

Cmara de vlvula

Vertedero Creager Tubera de limpieza >3"

PlantaVolante de compuerta Puente de maniobra Estructura de HC HA

Nivel max.

Reja Tubera de aduccin

Nivel min.

> 0,50 m Tubera de limpieza >3"

Seccin A-A Figura 4.2: Obra de toma lateral

31


d) Boca de toma: cuya seccin efectiva se determina en funcin del caudal mximo diario, el diseo de la reja de proteccin y a los niveles de fluctuacin del curso de agua. El rea total de la reja debe ser calculada considerando el rea de flujo efectiva mnima de paso y el rea total de las barras, como se muestra a continuacin:At = As + A f

Donde:

At As

Seccin de la boca de toma en m2 Seccin total de las barras en m2 As = n * s * l

n s l

Nmero de barras Espesor de la barra en m; vase Figura 4.3 Longitud de la barra en m

As

l l a sFigura 4.3: Detalles de las rejas

Af

Af

Seccin de flujo en m2

c*Q A = f *v a c Q va Kirshnner Coeficiente de mayoracin por efectos de colmatacin c = 1,5 2,0 Caudal de diseo en m3/s velocidad de aproximacin en m/s va = 0,60 m/s a 1,00 m/s Prdida de carga y/o seccin de

s 3 = * * sen a

4

32


Seccin transversal de las rejillasrectangular

2,42 1,79 1,67

circular 0 parablico s a

Fuente: Regulacin de Ros, Hans Bretschweider

Coeficiente de forma Espesor de la barra en m Espacio entre barra y barra en m ngulo de inclinacin de la rejilla en

Af, para boca toma rectangular se expresa:

A f = l * a * (n + 1)n a l Nmero de barras Espacio entre barra y barra en m Longitud de la barra en m

33



En la Poblacin B se ha previsto la construccin de un sistema de agua potable mediante la captacin de agua de un ro a travs de una presa derivadora y obra de toma lateral. Calcular las dimensiones de la boca toma y dimensionar las rejas de proteccin para un caudal mximo diario de 19,54 l/s. Supuestos: m La boca de toma tendr forma rectangular con altura inicial de 0,3 Las rejas se realizarn con barrotes circulares de . Espacio entre barrotes 0,03 m. Datos: Q= Va = c= = a= s= l= = 19,54 l/s = 0,01954 m3/s 0,60 m/s 1,5 1,79 0,03 m 0,012 m 0,3 m 90

Paso 1: clculo de Af

Determinacin de

0.012 3 s 3 = * * sen = 1.79 * * sen(90 ) = 0.527 0.03 aA f = 1,5 * 0,01954 0,527 * 0,60 = 0.0927

4

4

Paso 2: determinacin de n

A f = l * a * (n + 1) ; por tanto: n =

Af 0,0927 1; ser n = 1 = 9,30 0,30 * 0,03 l*a

Entonces se adopta n = 10 barras

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Ejemplo de Aplicacin (continuacin) Paso 3: Clculo As

A s = 10 * 0,012 * 0,30 = 0.036Paso 4: Clculo de At

At = Af + As = 0,0927 + 0,30 = 0,1287 m2 Se obtiene:Af = As = At = Si alto h = base b = 0,0927 0,036 0,1287 0,30 0,43 m2 m2 m2 m m

0,43

0,30

0,03

0,012

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4.3.3

Obra de captacin de fondo

Es la obra civil (dique) que se construye de forma transversal en el fondo de los ros y dispone de una parrilla o reja localizada a nivel del perfil del ro o la cresta del vertedero. Vase Figura 4.4. Los componentes principales para el diseo de una captacin de fondo son: a) Presa: para la contencin del agua y para forzar que la misma pase por la boca de toma. Para garantizar la estabilidad, la presa se calcular para el peso propio, empuje hidrosttico, empuje de suelos, subpresin y fuerza tangencial, en todo el radio hidrulico. La cresta de la presa debe disearse para dejar pasar el volumen de agua en crecidas, para el efecto debe disearse tomando en cuenta el Perfil Creager para evitar dao en la estructura y azolvamiento aguas abajo. Vase las Figuras 4.5 y PL-AP05-01. Para determinar el perfil Creager, en la Tabla 4.1 se presenta las coordenadas experimentales x e y de un vertedero para un tirante de H = 1 m. Para otros tirantes (H), stos deben multiplicarse por los valores especificados en la Tabla 4.1.Tabla 4.1: Valores de un vertedero de Perfil Creager para H = 1 mCoordenadas x e y (m) X Y X 0,00 0,126 1,20 0,10 0,036 1,40 0,20 0,007 1,70 0,30 0,000 2,00 0,40 0,007 2,50 0,60 0,060 3,00 0,80 0,142 3,50 1,00 0,257 Fuente: Manual de Hidrulica, Azevedo Netto Acosta Guillermo Y 0,397 0,565 0,870 1,220 1,960 2,820 3,820

Para condiciones ideales puede calcularse H mediante la siguiente formula:

Q 3 H 2,2 * L Donde: H= Q= L=

2

Tirante sobre el vertedero en m Caudal mximo esperado en m3/s Longitud de rebose o excedencia m

b) Boca de toma: cuya seccin efectiva se determina en funcin del caudal medio diario, el diseo de la reja de proteccin y las posibles obstrucciones por material de arrastre del curso de agua. El dimensionamiento de la boca de toma se realizar de la misma forma que la sealada para canales de derivacin.

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Reja toma de fondo

Deflector Tubera Cmara de limpieza

A

A

Vertedero de crecida de H C. u H A.

Vertedero de rebose

Al desarenador pendiente > 2%

Planta

Vertedero de crecida

Vertedero de rebose Reja Tubera

Camara de limpieza

>0.3 m Cmara de captacin Al desarenador pendiente > 2%

>0.05m

Seccin A-A Figura 4.4: Obra de toma de fondo

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Nivel max.

H

xEstructura de Ho. Co.

Colchn hidrulico Dentelln Fondo del ro

yElevacin lateral

L

Dentelln

Variable

Perspectiva Figura 4.5: Perfil Creager en presa de derivacin

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c) Canales/tuberas de conduccin: debe ser calculada en funcin al caudal medio diario, para el diseo refirase al captulo de aducciones.

Ejemplo de Aplicacin En la Poblacin B se ha previsto la construccin de un sistema de agua potable mediante la captacin de agua de un ro a travs de una presa derivadora calcular la curva del perfil Creager si el caudal mximo esperado del ro es 8,5 m3/s y se ha diseado un ancho del vertedero de 8 m y una altura sobre el fondo del ro de 2,5 m. Datos: Q= L= y=2

8,5 m3/s 8m 2,5 m

8,5 3 H 2,2 * 8 Entonces:

H=

0,616 m

Multiplicando por los valores de la Tabla 4.1, se obtiene el siguiente perfil.x 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,7 2 2,5 3 3,5 y (H=1m) y (H=0,616 m) 0,126 0,078 0,036 0,022 0,007 0,004 0 0,000 0,007 0,004 0,06 0,037 0,142 0,087 0,257 0,158 0,397 0,245 0,565 0,348 0,87 0,536 1,22 0,752 1,96 1,207 2,82 1,737 3,82 2,353

39


4.3.4

Estaciones de bombeo directo

Son estructuras, equipamientos y accesorios de bombeo para la explotacin directa desde el cuerpo de agua superficial. Podrn emplearse bombas centrfugas y bombas sumergibles. En las Figuras 4.6 y PL-AP-06-01 se presenta un ejemplo con bomba centrfuga y en las Figuras 4.7 y PL-AP-0602 se presenta un esquema para una bomba sumergible. Los componentes principales para el diseo de una estacin de bombeo directo son: a) Bomba: debe determinarse el tipo y potencia de la bomba en funcin del caudal que se quiere captar, la calidad el agua y la altura total manomtrica de bombeo. Refirase al capitulo de aducciones para mayor informacin de diseo. b) Fuente de energa elctrica: podr emplearse energa elctrica del tendido urbano o a travs de un generador estacionario. Este equipo debe tener caractersticas compatibles o superiores a los requerimientos de energa de la bomba. Debe ser determinado con apoyo de tcnicos especializados y/o profesionales electromecnicos. c) Caseta: La caseta de proteccin se construir para proteger la bomba y/o el generador estacionario. El tipo de caseta deber determinarse para cada caso, pues bien podr ser flotante o convencional (en la superficie de la tierra). Deber considerarse principalmente los criterios de seguridad y ventilacin para su diseo.

4.3.5

Lechos filtrantes o Prefiltracin

Constituida por uno o ms tuberas perforadas (drenes o filtros) introducidos transversal o diagonalmente en el lecho del ro y recubiertas con material granular clasificado. El agua se filtra a travs del material clasificado hasta el drene, para luego ser conducida mediante tubera hasta la cmara recolectora lateral en el margen del ro. Vase Figuras 4.8 y PL-AP-05-02. Para su diseo deben considerarse los siguientes aspectos importantes: a) Calidad del agua: para desarrollar la prefiltracin es importante que la turbidez no sea mayor a 150 UNT en perodos de lluvia. b) Material filtrante: Es la seleccin de material clasificado de diferente granulometra para la filtracin del agua del curso natural. El material seleccionado podr variar entre 6 a 40 mm y debern ser colocados en capas de 0,20 a 0,40 m. El tamao mayor ir en contacto con al tuberafiltro y gradualmente disminuir el tamao hasta la profundidad de socavacin. Finalmente se recubrir con material del lecho del ro.

40


Caseta de bombeo Bomba Anclajes Tubera flexible

Nivel mx. Nivel mn.

Altura de succin

Tubera de impulsin

Vlvula de pie con colador

Figura 4.6: Estacin de bombeo directoCubierta

Panel deControl elctrico Tuberia de impulsinN.A. N.T.

Al tanque planta de tratamiento

Puerta metlica Reja de proteccin Armazn protector

Bomba sumergible

Base de hormign

Figura 4.7: Captacin con Bomba Sumergible

41


Capa natural del ro

Flujo

Vertedero

Estructura de H. C. u H.A. Tubera perforada Pte. 2%

Capa de grava gruesa Arena fina Capa de grava fina Capa natural del ro

Cmaras de limpieza

Vertedero

Cmara de vvulas Al desarenador tratamiento

Empedrado

Limpieza >3"

PlantaEstructura de H. C. u H.A. Vertedero

Material de ro Capa grava fina Capa grava gruesa Arena fina

Cmara de Limpieza Tubera perforadas Pte. 2%

Corte A-A Figura 4.8: Lecho filtrante o prefiltracin

42


c) Tubera-filtro: el tipo, longitud y dimetro de la tubera-filtro se determinar por la calidad del agua natural y la cantidad de agua necesaria a ser captada. Regularmente se emplea la tubera de PVC la cual es muy estable ante cualquier tipo de agua. Los criterios bsicos de diseo son los siguientes: La longitud de la tubera filtro debe calcularse como se seala a continuacin.

L=

2*Q A *v f Longitud total de la tubera filtro en m Caudal de diseo en m3/s velocidad del agua a travs de los orificios en m/s v = 0,10 m/s a 0,15 m/s para evitar arrastre de partculas. Vase Figura 4.9. rea efectiva de los orificios o ranuras por metro lineal en m2/m para el dimetro adoptado (tambin denominada rea especfica depender del fabricante o de la cantidad de ranuras u orificios que se hagan en las tuberas filtro).

Donde:

L Q v Af

L >0,05m

d

.03 >0

VD

r

Figura 4.9: Detalle tubera filtro

43



En la Poblacin C se ha previsto la captacin de agua mediante presa y lechos de infiltracin en el ro. El Caudal mximo a captarse es de 20 l/s. Determinar la longitud total de infiltracin y la disposicin de tuberas-filtro de PVC de 4. Supuestos: Datos: Se prev el empleo de tubera de PVC con orificios de 1 cm en la cara superior. rea especfica 0,011 m2/m. Q= V= Af = 20 l/s = 0,02 m3/s 0,15 m/s 0,011 m2/m

L=

2 * 0.02 0.011 * 0.15L= 24,3 m

Entonces:

El lecho puede componerse de las siguientes formas dependiendo de las condiciones topogrficas e hidrulicas del lugar:

2 tuberas filtro de 12m en paralelo 3 tuberas filtro de 8 m en paralelo 4 tuberas filtro de 4 m en paralelo o espina de pez

44


CAPITULO 5 CAPTACIN DE AGUA SUBTERRNEA5.1 DEFINICIN

Una captacin de agua subterrnea, es la estructura civil, dispositivo o conjunto de ellas que permita captar agua desde un cuerpo o corriente subterrnea de forma continua, segura y sin disminucin de las condiciones hidrolgicas, geolgicas y ecolgicas en los alrededores o aguas abajo.

5.2

FUENTES DE AGUA SUBTERRNEA

Entre las fuentes de agua subterrnea se consideran: a) Vertientes o manantiales Son afloramientos naturales de agua provenientes de acuferos subterrneos. El afloramiento se produce cuando el acufero intercepta una depresin del terreno, fracturas, grietas o cambios litolgicos emergiendo como una o ms venas. Segn las caractersticas de cada tipo de acufero, el caudal de la vertiente puede variar entre el perodo de lluvias y el de estiaje. b) Agua subsuperficial Es el agua que se encuentra a poca profundidad del terreno, tiene recarga por infiltracin de cuerpos de agua superficial y/o de lluvia. c) Agua subterrnea profunda Es el agua proveniente de los acuferos libres, confinados y semiconfinados, que se encuentran a profundidades mayores a los 30 m.

5.3

DISEO DE OBRAS DE CAPTACIN DE AGUAS SUBTERRNEAS

Son estructuras y dispositivos que permiten la explotacin de las aguas subterrneas. Los criterios, parmetros y frmulas para el diseo se encuentran expuestos en el Captulo 5 de la Norma Boliviana NB-689 y en el Captulo 3 del Reglamento Tcnico de Diseo de Obras de Captacin para Sistemas de Agua Potable. Las obras de captacin subterrnea son:5.3.1 Captacin de vertientes

Son obras que protegen los afloramientos naturales de agua subterrnea de cualquier tipo de contaminacin y permiten el ingreso de agua a los elementos de conduccin de agua hacia el tanque de almacenamiento, distribucin o planta de tratamiento.

45


Las obras de captacin de vertientes pueden ser: De fondo, cuando se capta agua que emerge en terreno llano. Vase Figuras 5.1 y PL-AP-01-01.Tubera de ventilacin Zanja de coronamiento Nivel del terrenoNivel A.

Jalador

Tapa sanitaria Tubera de rebose

>0.20

Criba0.15 0.05

Vlvula Cmara de Jalador Vlvulas Tubera de aduccin Drenaje Vlvula de limpieza Tubera de limpieza

Grava gruesa 2-4 (cm)

Flujo de agua

Tubera de limpieza y rebose

Figura 5.1: Captacin de vertiente de fondo

De ladera o lateral, cuando se realiza la proteccin de una vertiente que aflora a una superficie tipo plano inclinado con carcter puntual o disperso. Vase Figuras 5.2 y PL-AP-01-02.

Zanja de Zampeado de piedra con coronamiento mortero impermeabilizante de cemento Tubera de ventilacin

Jalador Tapa Sanitaria Tubera de rebose Cmara de vlvulas Vlvula Jalador Tubera de aduccin Tubera de limpieza y rebose

>0.20 Grava graduada 2-4 (cm) Barbacanas Pantalla

Nivel A.

Criba0.10

Tubera de limpieza

Drenaje Vlvula de limpieza

Figura 5.2: Captacin de vertiente de ladera

De bofedal, cuando el afloramiento de la vertiente se realiza por mltiples venas de agua anegando el terreno y debiendo emplearse un colector para captar la totalidad del agua. Vase Figuras 5.3 y PLAP-01-03.

46


A A

Relleno grava seleccionada Pantalla de HC u HA ladrillo Tubera de limpieza Cmara de vlvulas Tubera de rebose Tubera de limpieza y rebose Tubera de aduccin

Tubera PVC perforado >2

Pantalla Tubera de drenaje Criba

Planta

Relleno de grava Seleccionada (2-4cm) Zanja de Coronamiento Cobertura de arcilla

Pantalla de HC, HA ladrillo

Tubera de PVC perforada >2"

Seccin A-A Figura 5.3: Obra de toma de bofedal

Para el diseo de las captaciones de vertientes deben considerarse los siguientes componentes: a) Cmara de proteccin: para las captaciones de fondo y ladera es muy importante no perturbar el flujo de agua que emerge de la vertiente. La cmara de proteccin, debe tener dimensiones y formas, tales que, se adapten a la localizacin de las vertientes y permitan captar el agua necesaria para el proyecto.

47


b) Tuberas y accesorios: el material de las tuberas y accesorios deben ser inertes al contacto con el agua natural. Los dimetros se calcularn en funcin al caudal mximo de la vertiente y para los requerimientos del proyecto (vase los criterios para determinar los caudales necesarios en el Reglamento Tcnico de Estudios y Parmetros Bsicos de Diseo para Sistemas de Agua Potable). c) Cmara de recoleccin de aguas: para las tomas de bofedal, es importante que la cmara de recoleccin este ubicada fuera del terreno anegadizo y permita la cosecha del agua de todas las tomas (pueden haber ms de un drene).

5.3.2

Estructura filtrante (Galera Filtrante)

Es la estructura que permite captar agua subsuperficial a travs de obras paralelas o transversales a los cuerpos de agua. El propsito de estas obras, es interceptar el flujo natural del agua subsuperficial, para que ingrese, por gravedad, al interior de la estructura o tubera y sea conducida hacia una cmara recolectora en una de las mrgenes del ro. Las estructuras filtrantes pueden ser: a) Galera o bveda: consiste en una estructura robusta enterrada en el lecho del cuerpo de agua para captar un volumen importante de agua y cuando las condiciones de pendiente del terreno lo permiten. Se emplea particularmente en quebradas o arroyos de bajo caudal superficial. Vase las Figuras 5.4 y PL-AP-04-02. El diseo (largo, ancho y alto) como la disposicin de la galera (transversal o paralela al curso de agua) depender de las condiciones del cuerpo de agua y del material de arrastre. La estructura debe ser calculada para soportar el empuje del agua y ridos, como tambin, la carga esttica de los ridos y agua por encima de ella (de la estructura).

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Material del rio

Material filtrante filtrante grueso 2-4cm.

Lecho de ro

Flujo de agua Material filtrante fino 0.2-2cm

> 0.80

Barbacanas

Revoque impermeable

1.00m

Cuneta

Figura: 5.4: Galera de Filtracin de Forma Abovedada

b) Tubera de infiltracin o de avenamiento: son tuberas perforadas o ranuradas instaladas de forma transversal o paralela a los cursos de agua. Vase Figuras 5.5 y PL-AP-04-01. Es uno de los mtodos ms empleados por que resulta ms barato que la galera filtrante y puede tener muchas aplicaciones.N.A.

Material del Rio Material filtrante fino

Material filtrante fino Material filtrante grueso

Arena

Capa impermeable

Tuberia perforada

Figura: 5.5: Tubera de Filtracin

49


Para el dimensionamiento de la misma, deber considerarse la cantidad de agua que se quiere captar y la capacidad o rendimiento del agua sublvea. Requiere de una cmara recolectora del agua que al mismo tiempo funcione como desarenador. La longitud de la tubera de infiltracin se calcula en funcin del caudal unitario, utilizando la siguiente frmula: L= Q Qu2**k *a ln L Q Qu k a r

Qu =

2*a r Longitud de la tubera de infiltracin en m Caudal a captar en l/s Caudal por unidad de longitud en l/s-m Coeficiente de permeabilidad en l/s-m2 Profundidad a la que se encuentra el conducto respecto al nivel de agua en m. Vase Figura 5.6. Radio del conducto en m

Donde:

Lecho del Ro Nivel del Agua

aTubera de infiltracin

L >0,05m

d

.03 >0

VeD

r

Figura 5.6: Detalles de la tubera de infiltracin

50


El nmero de orificios se determina utilizando la siguiente expresin: n= A a A= Qu v e * Cc * d2 4

s=

Donde:n A s Qu ve Cc d

Nmero de orificios por metro rea de flujo en m2 rea de cada orificio en m2 Caudal unitario en m3/s-m Velocidad de entrada a los orificios en m/s ve = 0,05 a 0,10 m/s Coeficiente de contraccin por orificio. Cc = 0,55 Dimetro del orificio en m

51



En la Poblacin D se ha previsto una captacin mediante la construccin de tuberas de infiltracin o de avenamiento para captar el agua sublvea. Se espera captar un caudal igual a 20 l/s. Determinar la longitud total de la tubera de avenamiento si la tubera es de PVC, dimetro de 6 y con orificios al tres bolillo de 1 cm. El nivel del agua sobre la tubera es de 2,0 m. Considere la permeabilidad del estrato de 0,09 l/s-m2. Datos: Q= r= k= a= 20 l/s = 0,02 m3/s 3 = 0,076 m 0,09 l/s- m2 = 7,776 m3/d-m2 2,0 m = 0,286 ;L=

Qu =

2 * * 0.09 * 2

200,286

2*2 ln 0.076 0,0065

= 70

0,0000785 Entonces:

n=

= 82,80,286 l/s 70,00 m 82 orificios/m

Qu = L= n=

c) Canal de infiltracin: son canales de mampostera de piedra o de hormign ciclpeo que se construyen en los lechos de los cursos de agua para captar el agua sublvea. Vase Figura 5.7. No requieren dimensionamiento especial, sin embargo debe considerar el sistema de evacuacin del agua desde el canal a una cmara recolectora. Requiere de una cmara recolectora del agua que al mismo tiempo funcione como desarenador.

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N.A.

Material del Rio Material filtrante fino

Material filtrante fino Material filtrante grueso

Tapa

Capa impermeable

Canal

Figura: 5.7: Canal de infiltracin

5.3.3

Pozos

Los pozos son obras que se realizan para captar aguas subterrneas subsuperficiales y profundas. Para el diseo de los pozos se debe tomar en consideracin los siguientes aspectos: a) Pozos someros, captan agua subsuperficial de acuferos de poca profundidad, hasta los 30 m. Excavados, vase Figura 5.8 y PL-AP-02-01 al PL-AP-02-09. Los pozos excavados no requieren de dimensionamiento especfico, sin embargo, debe considerarse los siguientes aspectos: (i) un dimetro mnimo de 1,00 metro para permitir la excavacin manual, (ii) el empleo de anillas de hormign en caso de terrenos deleznables y (iii) profundizar el pozo al menos 2 metros debajo del nivel fretico en poca de estiaje para permitir la explotacin del agua. Perforados, vase Figuras 5.9 y PL-AP-02-10. Los pozos perforados someros, no requieren dimensionamiento especfico; podrn disearse en base a estudios prospectivos iniciales o, es su caso, deber realizarse la perforacin directamente hasta alcanzar los niveles freticos suficientes para la explotacin del agua. Pueden ser pozos perforados manual o mecnicamente. b) Pozos profundos, captan agua subterrnea a profundidades mayores a los 30 m. Los criterios tcnicos para el diseo de pozos profundos, se

53


presentan en el Reglamento Tcnico de Diseo de Pozos Profundos para Sistemas de Agua Potable. Pueden ser: Perforados manualmente, vase Figuras 5.9 y PL-AP-02-10. La perforacin manual corresponde a una tcnica que emplea equipos simples para perforar pozos de pequeo dimetro empleando los mtodos de rotacin y percusin, en terrenos de baja concentracin de material granular. Los pozos perforados manualmente, slo pueden ser diseados en su concepcin general. Solamente con pruebas en campo podr identificarse la posibilidad o no de perforar con esta tecnologa. En Bolivia se ha desarrollado con xito dos sistemas similares de perforacin manual de pozos: el sistema EMAS-OPS y el sistema AYNI. Perforados con maquinaria vase Figuras 5.10 y PL-AP-03-02. Los pozos perforados con mquina permiten captar aguas subterrneas profundas, y requieren equipos de perforacin especiales. Las tcnicas de perforado podrn ser de percusin, rotacin directa o reversa, inyeccin y otros. El diseo de los pozos perforados profundos requiere la participacin de especialistas en hidrogeologa y estudios de prospeccin de aguas subterrneas con equipos de resonancia electro-magntica. En Bolivia existen maquinas y equipos de perforacin de pozos profundos en las prefecturas y en empresas privadas que prestan este servicio. Los estudios de prospeccin hidrogeolgica pueden ser encargados a consultoras privadas, al Servicio de Geolgico Minero y las facultades de geologa de las universidades de La Paz, Oruro y Potos.

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Tapa de inspeccin sanitaria

Zampeado de piedra 3

Canal de Drenaje Brocal

Losa tapa HA

1

1.5%

Tubera de succin

Peldaos

3.00 mnimo

Sello sanitario impermeable

Agua Nivel A. Muro secoh Variable

Revestimiento

Tripode de sujecin Filtro >0.50

2.00 o ms acufero

Grava

Figura 5.8: Partes de un pozo excavado y tubo de succin

55


Torre de perforacin

Percucin y rotacin Bomba de lodos Manivela

Barra de perforacin

Pozo

Fosa de retencin

Material lubricante

Broca

Figura 5.9: Pozo perforado manualmente

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Orifico para introducir sonda Brocal Base de HS

Sello sanitario con mor de cemento Sello de arcilla y arena

Prefiltro de grava

Direccion de Flujo

Filtro geomecnico

Tubera geomecnica decantador Tapn cnico Profundidad total entubada

Sello de arcilla y arena Profundidad perforada

Figura 5.10: Esquema de pozo profundo

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CAPITULO 6 CAPTACIN DE AGUA DE LLUVIA6.1 DEFINICIN

Son estructuras, dispositivos o un conjunto de ellas que permiten la captacin de agua de lluvia para consumo humano, interceptando y recolectando el agua en depsitos, tanques de almacenamiento o atajados. Los criterios, parmetros y frmulas para el diseo se encuentran expuestos en el Captulo 5 de la Norma Boliviana NB-689 y en el Captulo 4 del Reglamento Tcnico de Diseo de Obras de Captacin para Sistemas de Agua Potable.

6.2

DISEO DE OBRAS DE CAPTACIN DE AGUA DE LLUVIA

Entre los tipos de captacin de agua de lluvia

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