Normas diseño agua potable

INDICE DE NORMAS DE DISEO SISTEMAS DE AGUA POTABLECAPITULO I FUENTES DE ABASTECIMIENTO 1.1 Fuentes 1.1.1 Tipos de Fuentes 1.2 Aguas Subterrneas 1.3 Aguas Superficiales

1 1 1-7 7-8

CAPITULO II PERIODO DE DISEO PARA LAS ESTRUCTURAS DE LOS SISTEMAS Y PROYECCIN DE LA POBLACIN 2.1 Periodo de Diseo 8 2.2 Poblacin Futura 9-10 CAPITULO III DOTACIONES Y DEMANDA DE AGUA PARA CONSUMO 3.1 Dotaciones CAPITULO IV DISEO HIDRULICO DE LOS SISTEMAS DE CONDUCCIN Y DISTRIBUCIN DEL AGUA 4.1 Diseo de la Red 4.2 Sistemas por gravedad Distribucin por bombeo CAPITULO V PROCESOS DE POTABILIZACION DEL AGUA 5.1 5.2 Procesos de pretratamiento Procesos de Tratamiento 18-22 22-52

10-12

13-16 16 16-17

CAPITULO VI DESINFECCIN DEL AGUA 6.1 Desinfeccin 6.2 Tipo de cloro a utilizar 6.3 Seleccin de la capacidad de los envases de cloro gaseoso 6.4 Criterios de diseo para casetas o salas de desinfeccin 6.5 Equipos de proteccin 6.6 Formas de aplicacin del cloro 6.7 Punto de aplicacin 6.8 Tiempo de contacto 6.9 Mtodo de dosificacin de cloro

52-53 53 53-54 54 55 55 55-56 56 56

CAPITULO VII ALMACENAMIENTO 7.1 Calculo de la Capacidad de Almacenamiento 7.2 Tipos de tanques CAPITULO VIII LINEAS DE CONDUCCIN 8.1 Lneas de Conduccin 8.2 Conduccin por Gravedad 8.3 Lneas de Conduccin por Bombeo 8.4 Material de las Tuberas 8.5 Trazado 8.6 Formulas a Utilizar en el Calculo de Lneas de Conduccin CAPITULO IX ESTACIONES DE BOMBEO 9.1 Consideraciones Generales de Estaciones de Bombeo 9.2 Diseo de Estaciones de Bombeo con Bombas Centrfugas 9.3 Calculo de la Potencia 9.4 Equipos de bombeo 9.5 Tuberas y Vlvulas en Succin y Descarga de las Bombas 9.6 Equipo Elctrico GLOSARIO ANEXOS

56-60 60-61

61-62 62-65 65-66 66 67 67-69

69-72 72-74 74-75 75-76 76-77 77-78

NORMAS DE DISEO DE SISTEMAS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO SANITARIO

El siguiente documento fue preparado por: MSc. Ing. Flor de Maria Solrzano y analizado y discutido por un comit conformado por:

Ing. Jorge Martnez Ing. Teodoro Vega Ing. Patricia Norory Ing. Ricardo Caballero Ing. Saul Zelaya Ing. Franklin Oyuela Ing. Helga Clix Ing. Isai Sevilla Ing. Lissy Crcamo Ing. Alejandro Lpez Nieto Ing. Estela Domnguez Ing. Hctor Pineda Sr. Edgardo Milla

Tambin participaron con el envo de comentarios escritos las siguientes personas: Ing. Rodolfo Ochoa Ing. Julio Velarde MSc. Ing. Juan Carlos Godoy Ing. Teodoro Vega

INTRODUCCION

Las normas mostradas a continuacin tienen por objeto suministrar criterios de diseo que permitan asegurar el cumplimiento de los requisitos institucionales para la correcta visualizacin y posterior ejecucin de proyectos de potabilizacin del agua, abastecimiento de agua potable, y alcantarillado sanitario, as como tratamiento de aguas residuales para el rea Metropolitana. En lo referente a las Normas de diseo de Agua potable, estas se conforman de nueve (9) captulos, cuyos temas principales a abordar son los siguientes: 1.- Fuentes de abastecimiento es decir las nuevas urbanizaciones a desarrollarse fuera del rea urbana, o aquellas que tienen caractersticas especficas y a las cuales no es factible suministrarles agua potable desde la red principal de la ciudad de Tegucigalpa, por lo cual podrn obtener agua desde su propia fuente de abastecimiento; el urbanizador deber presentar los estudios completos para el respectivo anlisis de factibilidad o de uso para su aprobacin por parte del Comit de Factibilidad de Servicios del SANAA de acuerdo a lo estipulado en el Reglamento para Regular el Uso de los Sistemas de Agua Potable, Alcantarillado Sanitario y Pluvial para Urbanizaciones y Fraccionamiento para el rea Metropolitana de Tegucigalpa, quien deber pronunciarse al respecto emitiendo el dictamen correspondiente al urbanizador, con las observaciones necesarias. 2.- Periodo de diseo para las estructuras de los sistemas y proyeccin de la poblacin (de acuerdo a mtodos de calculo de la poblacin futura). 3.- Dotaciones y demanda de agua para consumo de acuerdo a clasificacin de zonas residenciales y de acuerdo a los diferentes usos que se le da al agua. 4.Diseo hidrulico de los sistemas de conduccin y distribucin del agua, parmetros de diseo, sistemas por gravedad y sistemas por bombeo, haciendo nfasis en los aspectos a considerar en el diseo de la red de distribucin de una localidad. 5.- Procesos de potabilizacin del agua en el caso de aguas que no provengan de la red general del sistema de agua potable de la Divisin Metropolitana del SANAA y no llenen los requisitos de potabilidad establecidos por las normas sanitarias vigentes, las cuales debern corregirse mediante un tratamiento adecuado; comprendiendo los procesos imprescindibles para la obtencin de la calidad deseada para fines de abastecimiento. 6.- Desinfeccin del agua, es decir todas las aguas que cumplan con las caractersticas fsico-qumicas para agua destinada al uso y consumo humano, debern ser sometidas al proceso de desinfeccin previo su ingreso a la red para garantizar la calidad bacteriolgica del agua, el tratamiento mnimo de desinfeccin a utilizar ser preferiblemente a base de cloro o compuestos clorados. 7.- Almacenamiento del agua por medio de tanques, es decir cuando los estudios de demanda demuestran la necesidad de obras para almacenamiento, estas deben asegurar un servicio continuo de agua y compensar las variaciones del consumo as como almacenar los volmenes necesarios para combatir incendios; deben disearse los tanques que sean necesarios para el almacenamiento, de tal manera que stos sean todo el tiempo capaces de suplir las mximas demandas que se presenten durante la vida til del sistema, adems que tambin mantengan las reservas suficientes para hacerles frente, tanto a los casos de interrupciones en el suministro de energa, como en los casos de daos que sufran las lneas de conduccin o de cualquier otro elemento. 8.- Lneas de conduccin ya sean por gravedad o bombeo y los criterios de diseo para cada una de ellas. 9.- Estaciones de bombeo, tipos de estaciones de bombeo, seleccin del equipo, motores, etc. Las Normas de Diseo de Aguas Residuales estn conformadas por diez (10) captulos, los cuales se relacionan con los siguientes temas: 1.- Recoleccin de las aguas residuales a travs de sistemas de alcantarillado sanitario de tipo convencional; el diseo hidrulico del sistema se

orientar para que funcione netamente como escurrimiento libre por gravedad, evitando en la medida de lo posible situaciones de flujo crtico. 2.- Recoleccin de las aguas residuales a travs de sistemas de alcantarillado sanitario de tipo simplificado, el cual se utiliza en los casos en los que se requiere obras mas econmicas principalmente para poblaciones pequeas (urbanorurales) o barrios en desarrollo, estos sistemas se permiten siempre y cuando se respeten los elementos constructivos del sistema, y el mantenimiento sea dado por la comunidad, por lo que debe haber una buena socializacin del proyecto. 3.- Sistemas de tratamiento de aguas residuales los cuales comprenden los estudios necesarios previos a la seleccin de un sistema de tratamiento de aguas residuales, llamados estudios de tratabilidad los que son importantes para disear con un mayor grado de seguridad. 4.- Seleccin de tecnologas para el tratamiento de aguas residuales, los aspectos a considerar para el diseo de los mismos. 5.- Procesos de tratamientos, procesos fsicos, qumicos y biolgicos con los cuales se pueden tratar las aguas residuales. 6.- Tipos de tratamiento que hay de acuerdo a los procesos fsicos, qumicos y biologicos, estos tratamientos conforman lo que se conoce como Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR). 7.- Tratamientos terciarios los cuales son importantes de acuerdo al reuso que le pretendemos dar a las aguas residuales tratadas. 8.- Tratamiento de los lodos que tambin tiene que ver con el reuso que se le de cmo parte de los subproductos que genera la PTAR. 9.Sistemas de alcantarillado pluvial diseo de alcantarillado pluvial y 10.- Estaciones de bombeo las cuales debern seguir siendo la excepcin y no la regla en los sistemas de alcantarillado, debido a que dificultan la operacin y la vuelven mas costosa; sin embargo, son necesarias para cubrir tramos cuesta arriba, o asistir al flujo en terrenos planos. La necesidad de contar con una estacin de bombeo, al igual que su tamao y ubicacin, debern determinarse en base a las condiciones generales tcnicas y econmicas. Es importante tomar en cuenta para el diseo de las estaciones de bombeo que los contaminantes slidos tambin deben ser bombeados conjuntamente con el agua residual. Cualquier proyecto de abastecimiento de agua potable y/o alcantarillado sanitario, as como los componentes que lo integren, se ajustarn a lo dispuesto dentro del contexto de las presentes NORMAS DE DISEO. La utilizacin de criterios diferentes a los aqu presentados debern ser previamente aprobados por el SANAA.

Glosario Normas de Diseo de Agua Potable

Aireacin La aireacin es un proceso para mejorar la calidad del agua, mediante el cual sta se pone en contacto con el aire. rea de escurrimiento Es el rea que recarga el agua lluvia superficialmente o por infiltracin hacia un punto determinado. El rea de recarga hdrica puede ser superficial y subterrnea. Coagulacin La coagulacin es el proceso mas importante en una planta de filtracin rpida; de este proceso depende la eficiencia de todo el sistema. El proceso de coagulacin transforma las pequeas partculas en grandes aglomerados, de manera que se facilite la sedimentacin. El proceso global de coagulacin incluye las etapas de desestabilizacin y floculacin, que es la etapa de transporte provocando el crecimiento de las partculas aglomeradas. Conduccin por gravedad Una lnea de conduccin por gravedad es la que dispone para transportar el caudal requerido aguas abajo, de una carga potencial entre sus extremos que puede utilizarse para vencer las prdidas por friccin, originadas en el conducto al producirse el flujo. Consumo mximo diario (QMD) Es el caudal del da de mayor consumo; se calcular considerando el coeficiente de variacin diaria CVD, que es la relacin entre el valor del Consumo Mximo Diario registrado en un ao y el consumo medio relativo a ese ao. Consumo mximo horario (QMH) Es el caudal del da de mayor consumo y en la hora de mayor demanda; se calcular considerando el coeficiente de variacin horaria CVH, que corresponde a la hora de mayor demanda. El valor de CVH es obtenido a travs de observacin sistemtica de medidores instalados aguas debajo de los tanques de distribucin. Consumo medio diario (Qm) Cantidad de agua requerida para satisfacer las necesidades de una poblacin en un da de consumo promedio. Decantacin o Sedimentacin. Uno de los procesos mas ampliamente usados en el tratamiento de agua es la sedimentacin. Se entiende por sedimentacin a la remocin, por efecto gravitacional, de las partculas en suspensin en un fluido, y que tengan peso especifico mayor que el fluido. Decantadores laminares o de alta tasa Mediante la colocacin de placas paralelas o mdulos de diferentes tipos en la zona de sedimentacin, se obtiene en estas unidades una gran superficie de deposicin para los lodos, logrndose disminuir apreciablemente el rea superficial de los tanques.


Desinfeccin La desinfeccin del agua es un proceso unitario de tratamiento que tiene como objetivo garantizar la potabilidad de la misma desde el punto de vista microbiolgico, asegurando la ausencia de microorganismos patgenos. Normalmente el proceso de desinfeccin se utiliza como parte de una serie de operaciones de tratamiento que conforman una planta. En su forma mas simple, la desinfeccin se aplica como nico tratamiento para aguas naturales de excelente calidad (aguas subterrneas, manantiales, etc). Difusores Estas unidades se pueden adecuar a aguas que coagulen por mecanismos de adsorcin, o de barrido. Filtracin La filtracin radica en la remocin de partculas suspendidas y coloidales presentes en una suspensin acuosa que fluye a travs de un medio poroso. En general, la filtracin es la accin final que se efecta en una planta de tratamiento de agua y, por consiguiente, es la responsable principal de la produccin de agua de calidad coincidente con los patrones de potabilidad. La filtracin puede hacerse por medio de filtros de arena lentos, rpidos de gravedad y de presin u otros aprobados por el SANAA. Filtracin lenta La filtracin lenta es un proceso de tratamiento de agua mediante el cual se hace pasar el agua por un lecho de arena en forma descendente o ascendente y a una baja velocidad, siendo sus principales ventajas las siguientes: No se utiliza productos qumicos (excepto cloro para desinfeccin) Sencillez del diseo, construccin y operacin No requiere energa elctrica Facilidad de limpieza (no requiere retrolavado) Las principales desventajas son: Poca flexibilidad para adaptarse a condiciones de emergencias Pobre eficiencia en remocin de color (20-30%) Necesita una gran rea para su instalacin Presenta pobres resultados para aguas con alta turbiedad Se necesita una gran cantidad de medio filtrante Filtracin rpida Por filtracin rpida se entiende el tratamiento de clarificacin que consta de los procesos de coagulacin, floculacin, sedimentacin y filtracin. Filtro lento de flujo descendente Un filtro lento de flujo descendente consiste en una caja rectangular o circular que contiene un lecho de arena, un lecho de grava, un sistema de drenaje, dispositivos simples de entrada y salida con sus respectivos controles y una cmara de agua tratada para realizar la desinfeccin.


Filtros rpidos Los filtros son las unidades mas complejas de una planta de tratamiento de agua. El objetivo principal de los filtros en una planta de tratamiento de filtracin rpida es la separacin de partculas y microorganismos que no han sido removidos en el proceso de decantacin. En consecuencia el trabajo que los filtros desempean, depende directamente de la mayor o menor eficiencia de los procesos preparatorios. Floculacin El objetivo principal de la floculacin es reunir a las partculas desestabilizadas para formar aglomeraciones de mayor peso y tamao que sedimenten con mayor eficiencia. Floculadores En esta unidad se proporciona al agua una agitacin lenta que debe promover el crecimiento de flculos y su conservacin hasta que salga de ella. La energa para producir la agitacin del agua puede ser hidrulica o mecnica. Floculadores de mallas o telas Las telas intercaladas en un canal oponen una resistencia localizada al flujo, tendiendo a uniformarlo, reduciendo la incidencia de cortocircuitos y actuando como elementos de compartimentalizacin. Floculadores de paletas Conforman el tipo de unidades mas utilizado, pueden ser de eje vertical u horizontal, con paletas paralelas o perpendiculares al eje. El mas ventajoso es el de eje vertical., ya que evita el uso de cadenas de transmisin y de pozos secos para los motores. Floculadores hidrulicos Cualquier dispositivo que utilice la energa hidrulica disipada por el flujo de agua, puede constituir un floculador hidrulico. Existen varios tipos, entre los cuales se pueden mencionar los floculadores de pantallas de flujo horizontal o vertical, de medios porosos, tipo Alabama o Cox y de mallas. Floculadores mecnicos En estas unidades el flujo de agua se hace circular por tanques provistos de agitadores accionados por medio de energa elctrica. Estas unidades varan dependiendo de la posicin del eje y del tipo de agitador empleado. En el primer caso se tienen unidades horizontales y verticales, y en el segundo floculadores de paletas y turbinas. Floculador tipo Cox o Alabama En estas unidades el agua hace un movimiento ascendente-descendente dentro de cada compartimiento, por lo que es muy importante determinar la velocidad de impulsin del agua, para que este comportamiento suceda.


Galera de infiltracin Una galera de infiltracin es un conducto horizontal y permeable construido para interceptar y recolectar agua subterrnea que fluye por gravedad (acufero libre). Para que tenga xito una galera, debe localizarse en un acufero permeable que tenga el nivel fretico alto y estar alimentado por una fuente adecuada y cercana, cuya calidad en el aspecto qumico la haga utilizable. Hidrantes Los hidrantes son piezas especiales que debern localizarse preferentemente en las lneas matrices de las redes de distribucin. Tomando en cuenta su funcin especifica, se fijar su capacidad en funcin de la naturaleza de las reas a las que debern prestar su proteccin. Los hidrantes se instalarn preferentemente sobre las lneas primarias o secundarias. Inyectores En este tipo de unidades se consigue la homogenizacin instantnea del coagulante con el flujo de agua, en base a regular la velocidad de los chorros y el nmero de chorros dentro de la seccin de la masa de agua. Lnea de conduccin Se definir como lnea de conduccin, a la parte del sistema constituida por el conjunto de ductos, obras de arte y accesorios destinados a transportar el agua procedente de la fuente de abastecimiento, desde el lugar de la captacin, hasta un punto que bien puede ser un tanque de regulacin, una planta potabilizadora, o la red de distribucin su capacidad se calcular con el caudal del consumo mximo diario o con el que se considere mas conveniente tomar de la fuente de abastecimiento de acuerdo a la naturaleza del problema que se tenga en estudio. Manantial Un manantial es un punto localizado en la corteza terrestre por donde aflora el agua subterrnea que aparece en la superficie en forma de corriente. Mezcla rpida Se denomina as a las condiciones de intensidad de agitacin y tiempo de retencin que debe reunir la masa de agua en el momento en que se dosifica el coagulante, con la finalidad de que las reacciones de coagulacin se den en las condiciones optimas que corresponden al mecanismo de coagulacin predominante. Para asegurar el contacto intimo de las sustancias qumicas con el agua, deber proveerse un dispositivo para la mezcla rpida. Para tal fin podr emplearse agitacin mecnica, hidrulica u otro adecuado. Mezcladores En estas unidades se realiza la dispersin del coagulante en toda la masa de agua a tratar. Esta dispersin debe ser lo mas homognea posible, con el objeto de desestabilizar a todas las partculas presentes en el agua, y optimizar el proceso de coagulacin que se lleva a cabo en esta unidad. Mezcladores de resalto hidrulico

Glosario Normas de Diseo de Agua PotableEstas unidades se ajustan a aguas en las que la mayor parte del tiempo se est coagulando mediante mecanismo de absorcin. Los tipos usados mas frecuentemente tienen la ventaja de servir como unidades de mezcla y unidades de medicin de caudales.

Periodo de Diseo Es el perodo de prediccin que servir para la elaboracin de los proyectos y el cual depender de los recursos hidrulicos disponibles, posibilidades de desarrollo de la poblacin, posibilidades de fijar zonas de futuro desarrollo, etc SANAA Servicio Autnomo Nacional de Acueductos y Alcantarillados Unidades de flujo ascendente (decantadores laminares) En un decantador laminar de flujo ascendente, lo mas importante es conseguir una distribucin uniforme del agua floculada en toda el rea de placas y una recoleccin tambin uniforme del efluente encima de las placas, para conseguir que la reparticin del flujo sea lo mas uniforme posible en toda la superficie de decantacin Unidades mecnicas (mezcladores) En estas unidades la mezcla se hace en tanques rectangulares o cilndricos donde el flujo queda retenido un intervalo de tiempo mientras es agitado por sistemas mecnicos con el objeto de producir turbulencia. Volumen compensador Es el agua necesaria para compensar las variaciones horarias del consumo.

SERVICIO AUTNOMO NACIONAL DE ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS (SANAA) NORMAS DE DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE

CAPITULO I FUENTES DE ABASTECIMIENTO 1.1 Fuentes Las nuevas urbanizaciones que deseen desarrollarse fuera del rea urbana, o que por sus caractersticas intrnsecas no sea factible abastecer desde la red principal de la ciudad de Tegucigalpa, podrn obtener agua desde su propia fuente de abastecimiento. En este caso el urbanizador deber presentar los estudios completos incluyendo informes sobre las condiciones ambientales de las fuentes para el respectivo anlisis de factibilidad o de uso para su aprobacin por parte del Comit Factibilidad de Servicios del SANAA, quien deber pronunciarse al respecto emitiendo el dictamen correspondiente al urbanizador, con las observaciones necesarias. 1.1.1 Tipos de Fuentes de Produccin Las fuentes de produccin sern manantiales superficiales o subterrneas y debern cubrir 1.5 veces la demanda mxima diaria al final del perodo de diseo; se investigar los caudales mnimo y mximo, mediante aforos directos y recopilacin de datos existentes. En el caso que la fuente de produccin no cubra 1.5 veces la demanda mxima diaria, se har necesario la construccin de obras de almacenamiento las cuales debern ser aprobadas por el SANAA. Aguas subterrneas a. Informacin necesaria Para el abastecimiento mediante aguas subterrneas deber obtenerse la informacin siguiente: Geologa: Informacin geolgica y estratigrfica. Caractersticas fsicas del acufero o sistemas de acuferos (espesor, lmites, etc.). Propiedades hidrulicas del acufero o sistema de acuferos (permeabilidad, rendimiento especifico, coeficiente de almacenamiento, etc.). Hidrogeologa: Nivel piezomtrico de las capas freticas. Precipitacin anual, escorrenta y posibles recargas al subsuelo, perdidas por evaporacin, transpiracin y descargas de aguas subterrneas. Calidad del agua: Caractersticas fsico-qumicas y bacteriolgicas del agua del acufero o sistema de acuferos. 1Prepar: Ing. Flor de Mara Solrzano Mondragn Unidad Normas y Supervisin Fecha: 9 de marzo de 2004

1.2


b. Investigaciones preliminares Antes de hacer la investigacin subterrnea, se har una exploracin de la zona, como se indica a continuacin: Investigacin geolgica: para evaluar la fuente, se puede usar la informacin geolgica disponible conjuntamente con la informacin geolgica que se obtiene en el reconocimiento de campo. Tales informaciones sern interpretadas por un experto en el campo de la hidrogeologa. Se deber acompaar un catastro completo de las captaciones de aguas subterrneas en un radio mnimo de 250 m alrededor del pozo propuesto. Investigacin de fotografas areas: se utilizarn las fotografas areas disponibles y planos geolgicos para hacer un evaluacin tentativa, a fin de determinar las condiciones de los acuferos a utilizar. Investigacin geofsica: cuando las investigaciones mencionadas en los prrafos anteriores sean insuficientes, se utilizar la exploracin geofsica.

c. Investigacin del subsuelo La informacin obtenida durante las perforaciones deber adjuntarse a las anteriores, esta informacin se resume en la siguiente: Nivel esttico del agua Descripcin litolgica de los materiales perforados Grficos de resistividades elctricas y potencial espontneo Parmetros hidrulicos del acufero obtenido mediante las pruebas de bombeo (Transmisividad, coeficiente de almacenamiento y capacidad especifica) Pruebas de bombeo Se debern realizar las siguientes pruebas de bombeo: Prueba escalonada Se efectuar una prueba con cuatro escalones de 2 horas cada uno, en total 8 horas, con este aforo se decidir el caudal para el aforo a caudal constante. El caudal de explotacin prefijado debe incluirse en los caudales seleccionados para la realizacin de esta prueba.

2Prepar: Ing. Flor de Mara Solrzano Mondragn Unidad Normas y Supervisin Fecha: 9 de marzo de 2004


Prueba de bombeo a caudal constante La duracin mnima de esta prueba ser de 48 horas. Durante este bombeo se obtendr la siguiente informacin: Nivel esttico del agua en cada pozo Mediciones del nivel del agua de la siguiente manera: cada minuto los primeros 10 minutos, cada 5 minutos los siguientes 30 minutos, cada 10 minutos los siguientes 30 minutos, cada media hora durante las siguientes seis horas y cada hora durante el tiempo restante.

Inmediatamente que se paren los equipos de la prueba de bombeo se medirn los niveles del acufero hasta su recuperacin, hasta alcanzar el 90% de su abatimiento total o un mnimo de 12 horas (pozos en el orden de 15 l/s) de medicin, los intervalos de medicin sern los mismos a los utilizados durante la prueba de bombeo a caudal constante; pozos de menor rendimiento pueden requerir menos tiempo, pozos de mayor produccin, menor o mayor numero de horas, en cualquier caso el 90% de recuperacin es el valor mnimo. Condiciones hidrogeolgicas favorables

d. Pozos El dimetro del pozo se determinar en base al rendimiento requerido y la profundidad, teniendo en cuenta que las dimensiones pueden estar controladas por la disponibilidad de facilidades de construccin. En la tabla 1.1 de los Anexos de Agua Potable, se dan los dimetros mnimos de ademe de tubera para instalacin de bombas en pozos profundos. La profundidad del pozo ser tal que penetre suficientemente dentro del acufero, con el objeto de disponer de una longitud adecuada de filtro. * El dimetro de perforacin ser 4 pulgadas mayor al dimetro de ademe en acuferos volcnicos (para engravado estabilizador), y 6 pulgadas mayor al ademe, como mnimo, en acuferos aluviales (para engravado filtrante). La capacidad especifica (galones/minutos por pie de depresiones) = (CE) se determinar de acuerdo con la siguiente ecuacin: CE = Rendimiento / gpm (l/s) Depresin / (pie)(m) (1) 3Prepar: Ing. Flor de Mara Solrzano Mondragn Unidad Normas y Supervisin Fecha: 9 de marzo de 2004

SERVICIO AUTNOMO NACIONAL DE ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS (SANAA) NORMAS DE DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE Depresin: (Nivel esttico Nivel de bombeo), en pies o m Rendimiento: Produccin de agua, en gpm o (l/s) La capacidad especifica se utiliza exclusivamente en acuferos aluviales. En otro tipo de acuferos de roca fracturada, entre ellos los volcnicos; se utiliza la prueba escalonada para fijar el rendimiento del pozo. Para evitar interferencia entre pozos deben revisarse los datos: en acufero aluvial, la interferencia comienza a una distancia entre pozos de 150 m, en pozos de 25 a 30 m de profundidad. Localizacin de los pozos. Cuando en un proyecto se tengan que planear dos o mas pozos o existan pozos de bombeo en las zonas adyacentes, deben tomarse las previsiones de interferencia entre ellos. La tabla 1.2 de los Anexos de Agua Potable, puede ser utilizada para fijar preliminarmente las distancias mnimas entre pozos. Los datos de la prueba de bombeo se utilizarn para evaluar la interferencia entre los pozos. La depresin del cono de influencia en un sitio dado (como resultado del bombeo simultaneo de varios pozos), es igual a la suma de las depresiones producidas en el mismo sitio para el bombeo individual de pozos. Para el diseo y construccin de los pozos profundos se podr seguir la norma A100 de la AWWA ltima edicin. Anlisis Fsico-Qumicos y bacteriolgicos: Para practicar los anlisis fsico-qumicos completos, ser necesario disponer de una muestra de dos litros cuando menos, la cual deber ser tomada en un recipiente qumicamente limpio y hecho de vidrio neutro, incoloro y provisto de un tapn de vidrio. El recipiente antes de llenarlo debe ser enjuagado tres veces como mnimo con la misma agua. Los anlisis fsico-qumicos debern practicarse lo ms pronto posible despus de tomada la muestra y, en ningn caso, despus de 72 horas. Estos anlisis se practicarn de acuerdo a las recomendaciones de los Mtodos Estndar. Se rechazarn las aguas que tengan niveles de concentracin superiores a los establecidos en el Anexo No. 1, Parmetros de Calidad del agua, de la Norma Tcnica Nacional Para La Calidad Del Agua.



e. Manantiales El rendimiento de los manantiales es variable y en muchos casos el agua esta sujeta a contaminacin. Los manantiales termales, generalmente, no pueden utilizarse por presentar un alto contenido de minerales. La seleccin de los manantiales se har teniendo presente las propiedades fsicoqumicas y bacteriolgicas del agua a captar, para lo cual debern hacerse entre otros los siguientes anlisis: Anlisis Fsico-Qumicos. La calidad del agua de un sistema de suministro no se evala o concepta por un dato puntual o de una sola muestra, sino con base en las siguientes actividades: Evaluacin de caractersticas microbiolgicas Evaluacin de caractersticas fsico-qumicas Estas evaluaciones debern realizarse tanto en la poca lluviosa como en la poca seca, principalmente cuando la fuente es superficial. Las fuentes seleccionadas deben cumplir con los criterios de calidad establecidos para agua destinada al uso y consumo humano. Para practicar los anlisis fsico-qumicos completos, ser necesario disponer de una muestra de dos litros cuando menos, la cual deber ser tomada en un recipiente qumicamente limpio y hecho de vidrio neutro, incoloro y provisto de un tapn de vidrio. El recipiente antes de llenarlo debe ser enjuagado tres veces como mnimo con la misma agua. Los anlisis fsico-qumicos debern practicarse lo ms pronto posible despus de tomada la muestra y, en ningn caso, despus de 72 horas. Estos anlisis se practicarn de acuerdo a las recomendaciones de los Mtodos Estndar. Se rechazarn las aguas que tengan niveles de concentracin superiores a los establecidos en el Anexo No. 1, Parmetros de Calidad del agua, de la Norma Tcnica Nacional Para La Calidad Del Agua, los cuales representen un serio peligro para la salud.



Anlisis Tcnico Econmico Desde el punto de vista tcnico-econmico se preferirn los manantiales que con el caudal suficiente (Demanda Mxima Diaria al final del perodo de diseo) permitan su aprovechamiento con el uso de tuberas de menor dimetro (sistema por gravedad) o sistemas de bombeo ms sencillos y de menor potencia, a fin de que los gastos de operacin sean menores. Adems de los estudios anteriores, en la captacin de manantiales superficiales los interesados debern presentar al SANAA todos los datos y elementos que guarden relacin con las caractersticas cuantitativas de los manantiales, tales como: a) Datos hidrogeolgicos de la cuenca a utilizarse y, a falta de ellos datos referentes a cuencas prximas. Utilizar los factores de confianza que corresponden cuando se traspase informacin de una cuenca con estaciones, a otra que no tiene estaciones; usar tambin la terminologa bsica que incluye cuencas y subcuencas. b) Registro de caudal del curso de agua que se va a utilizar y a falta de ellos, elementos que conciernen a las oscilaciones del nivel de agua en los perodos de sequa y de crecientes ocasionadas por lluvias torrenciales.

Obras de Captacin en Manantiales Las obras de toma en fuentes superficiales, debern ser estables y permanentes a fin de evitar interrupciones por efectos de crecidas, derrumbes, movimientos ssmicos, etc. y diseadas tomando en cuenta lo siguiente: a) Boca-Toma con capacidad suficiente para captar el consumo mximo de diseo y estar provista de vlvulas de control y dispositivos para evitar el paso de elementos flotantes, o slidos que puedan obstruir la tubera. b) Dispositivo de limpieza con su correspondiente vlvula de compuerta y vertedero de crecida u otro dispositivo similar. c) Proteccin contra el fcil acceso de animales o personas. d) Facilidades para la inspeccin y operacin. e) Proteccin contra fuentes posibles de contaminacin. 6Prepar: Ing. Flor de Mara Solrzano Mondragn Unidad Normas y Supervisin Fecha: 9 de marzo de 2004


f. Galera de infiltracin Generalmente las galeras de infiltracin estn ubicadas paralelamente a los lechos de los ros, con el objeto de asegurar un abastecimiento permanente de agua. A continuacin se indican los diferentes tipos de galera: Tuberas enterradas: En dimetros de hasta 0.60 m, pueden utilizarse tubos perforados de concreto, hierro fundido, o tubos de concreto colocados a junta perdida. Los tubos deben instalarse en una zanja dentro de un lecho de grava. Las tuberas a profundidades mayores de 6 m, generalmente resultan antieconmicas. El diseo de las perforaciones de los tubos, las separaciones de las uniones y el uso de grava, pueden efectuarse de acuerdo con la Norma A-100 de la AWWA, ltima edicin. La velocidad del agua en los tubos no deber exceder de 0.60 m/s. El agua deber recolectarse en un depsito cubierto. Se deben tener pozos de inspeccin para la revisin y mantenimiento, separados entre si a una distancia mxima de 100 m. Es conveniente colocar vlvulas antes de la entrada al depsito, con el objeto de facilitar, la reparacin, limpieza y aumentar la capacidad de la galera. La tubera estar sobre un lecho de grava, graduada por diferentes tamaos, cubriendo el tubo en forma anular; en el caso de tuberas utilizadas como galeras de infiltracin. Tneles Un tnel-galera de infiltracin puede ser tambin un tnel excavado en un estrato acufero, construido de mampostera (concreto ciclpeo), dejando aberturas a travs de sus paredes para que penetre el agua, con el fondo impermeable para trasladar el agua por gravedad a la cmara de recoleccin. Dependiendo de la estabilidad del tnel, puede requerir recubrimiento de cemento, o con concreto reforzado. Colector radial Cerca del rea de recarga del agua superficial se instalar un tanque recolector con tubos perforados enterrados que llegan radialmente. Esta clase de obras se adapta especficamente a los acuferos aluviales permeables y puede dar un buen rendimiento del orden de 300 gpm = 19 l/s. Pueden tener rendimientos variables segn el acufero estudiado; si la ubicacin es un aluvin arcilloso el rendimiento ser menor y si es en aluvin arenoso con suficiente recarga a la orilla de un ro puede superar los 19 l/s.



1.3

Aguas superficiales Para el abastecimiento por aguas superficiales se deber obtener la siguiente informacin: a) Hidrulicos: Caudales mximos y mnimos de los ros, as como niveles de agua en el cauce del ro, en el lago o laguna de estudio. b) Estudios de suelo: Para conocer los coeficientes de permeabilidad y el tipo de cultivo, que se siembre en la zona. c) Hidrolgicas: Investigacin de datos bsicos de precipitacin, evaporacin, infiltracin, estudio de cuenca, subcuenca o microcuenca, para conocer los usos del agua actuales y probables futuros, etc. Realizar balance hdrico. Para determinar los caudales tericos, mximos y mnimos y flujo base de ros, o para calcular las masas de agua. d) Efectuar estudios de calidad y rentabilidad en perodos de invierno y verano. Obras de Toma Se proyectar la obra de toma de la fuente de agua de manera que pueda tener varias entradas situadas a diferentes niveles, a fin de poder tomar el agua mas prxima a la superficie. Cada toma deber tener una rejilla formada por barras de acero o alambre, con un espacio libre de 3 a 5 cm, y con una vlvula de compuerta para la operacin mas adecuada de la toma. La velocidad del agua en la entrada de la toma no deber ser superior a 0.60 m/s. El clculo estructural deber ser elaborado por un Ingeniero Estructural. Ros En ros, las obras de toma debern llenar las condiciones siguientes. a) La bocatoma se localizar en un tramo de la corriente que ste a salvo tanto de erosin como de cualquier descarga de aguas residuales, para aislarla en lo posible de las fuentes de contaminacin. b) La toma de agua se situar a un nivel inferior de las aguas mnimas de la corriente. La velocidad del agua a travs de la rejilla deber ser de 0.10 a 0.15 m/s, para evitar, hasta donde sea posible el arrastre de materias flotantes. c) La estructura inmediata a la transicin se proyectar para que la velocidad sea en esta parte de la obra de 0.60 m/s o mayor, a fin de evitar azolves. El lmite mximo de velocidad permisible estar fijado por las caractersticas del agua y el material del conducto. d) Si se hace necesaria la construccin de una gran presa de derivacin se deber tomar en cuenta en el diseo, todo lo referente a informacin geolgica, geotcnica, hidrolgica y el clculo estructural. 8Prepar: Ing. Flor de Mara Solrzano Mondragn Unidad Normas y Supervisin Fecha: 9 de marzo de 2004


e) Se podr disear estructura de tomas por flotacin cuando los niveles del ro sean muy variables. Embalses En los embalses deben tomarse las siguientes consideraciones: a) Ubicar las tomas en puntos tales que la calidad del agua se mantenga b) Las tomas podrn ser torres dentro de los embalses con entradas de agua a diferentes niveles. c) Podrn ser obras flotantes si no estn expuestas a corrientes d) Podrn ser tubos sumergido en el fondo del embalse debidamente protegido

CAPITULO II PERIODO DE DISEO PARA LAS ESTRUCTURAS DE LOS SISTEMAS Y PROYECCIN DE LA POBLACION

2.1 Periodo de Diseo El plazo mnimo de prediccin de los diseos se ajustar a la Tabla 2.1 de los Anexos de Agua Potable y en la Tabla 2.2 se muestra la duracin del periodo de diseo. 2.2 Poblacin Futura La poblacin futura se calcular de preferencia en base a datos de censo de la zona. De no existir esta informacin se utilizar la tasa oficial de crecimiento promedio de la regin establecida por el Instituto Nacional de Estadsticas (INE) en su informe ms actualizado. El clculo de la poblacin de diseo se podr realizar utilizando cualquiera de los siguientes mtodos conocidos, siempre y cuando se ajusten a la tendencia de crecimiento observada:



Mtodo Aritmtico: Para un tiempo T cualquiera se tiene la ecuacin lineal siguiente: Pf = Pi x (1 + i x n/100) Donde: Pf = Poblacin al final del periodo Pi = Poblacin inicial i = Tasa de crecimiento poblacional expresada en porcentaje n = Periodo de diseo

Mtodo Geomtrico: P = P0 eKgt , donde KG = (1nP2 -1nP1)/(t2 t1), KG: Constante de Crecimiento Geomtrico, esta ecuacin es conocida como de capitalizacin con inters compuesto, el inters peridico se capitaliza aumentando el capital anterior y usualmente eKg se representa como (1 + i)t, donde i es la tasa de inters y la ecuacin quedara de la siguiente manera: P = P0 (1 + i)t

Mtodo Logstico: P = L/ (1+meat) Donde L = (2P0P1P2 P21(P0+P1)) /( P0P2 - P1), L: Poblacin de saturacin se considerar en base a los planos reguladores vigentes en el AMDC m = (L P0) / P0, constante Regional a= (1 / t) ln [P0(L - P1) / P1(L-P0)], constante Regional P0,P1,P2, poblacin en tiempo t0, t1, t2 t, intervalo entre t0, t1, t2

Como Poblacin de Diseo se utilizar tambin la poblacin de Saturacin del rea segn los planes reguladores vigentes; de no existir estos, se considerar 6 habitantes por lote. Toda proyeccin de crecimiento poblacional deber ser presentada dentro de la memoria tcnica acompaada de los clculos y grficos de tendencia.



CAPITULO III DOTACIONES Y DEMANDA DE AGUA PARA CONSUMO 3.1 DOTACIONES Con el objeto de que los abastecimientos de agua presten un servicio adecuado durante cualquier poca del ao se debern tomar en cuenta los requisitos aqu establecidos. Consumo Domstico Para la zona comprendida dentro del Plan Maestro de Tegucigalpa, se definen en la Tabla No. 3.1 de los Anexos de Agua Potable, los consumos domsticos conforme con las condiciones socioeconmicas de vivienda. Consumo Comercial. La estimacin de los consumos de complejos comerciales, negocios y/o pequeas industrias se har en base a los criterios siguientes: a) De 230 a 265 litros por persona por da en el caso que se pueda determinar la poblacin probable del complejo. b) Cuando no se pueda estimar la poblacin del complejo comercial, se utilizar el parmetro de 0.204 millones de litros por hectrea. En ambos casos los consumos comerciales a utilizar en los diseos, no debern ser menores que los valores especificados anteriormente. Uso Industrial. Para estimar los consumos de plantas o complejos industriales, se aplicarn los mismos criterios que se enunciaron en el consumo comercial. En casos especiales se aplicarn criterios establecidos en normas internacionales de pases con caractersticas similares al nuestro.



Uso Gubernamental. En el diseo de servicios gubernamentales como escuelas, hospitales, oficinas pblicas y sanatorios, se aplicarn factores de consumo especiales de uso frecuente recomendados por entidades como la American Water Works Association (AWWA).

Dotacin para incendios / Hidrantes. En todos los casos la dotacin para incendios ser de 200 gal / min o 12.62 lt / seg / 2horas. a) En zonas residenciales los hidrantes debern ser colocados de tal manera que tengan un radio de accin mximo de 100 metros y debern ser de un dimetro mnimo de 3 pulgadas (75 mm). b) En zonas comerciales o industriales se instalarn de tal manera que tengan un radio de accin mximo de 50 metros y debern ser de un dimetro mnimo de 4 pulgadas (100 mm). c) Los hidrantes se instalarn preferentemente en la tubera de mayor dimetro.

Variaciones Diarias y Horarias. a) Consumo Medio Diario (Qm) Ser el caudal medio en 1ts/seg. y se obtendr utilizando la frmula siguiente: Qm = D x Pf / 86,400 En donde: Qm.: Consumo Medio Diario en 1ts/seg Pf: Poblacin Futura D: Dotacin en lppd (litros por persona por da) b) Consumo Mximo Diario (QMD) De acuerdo a observaciones estadsticas en la ciudad de Tegucigalpa, el valor de CVD vara de 1.2 a 1.5.


SERVICIO AUTNOMO NACIONAL DE ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS (SANAA) NORMAS DE DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE La frmula a utilizar ser: QMD = CVD (Qm) En donde: QMD: Consumo Mximo Diario en 1ts/seg. CVD: Coeficiente de variacin diario (1.2 1.5 ) usar 1.30 Qm.: Consumo Medio Diario en 1ts/seg. c) Consumo Mximo Horario (QMH) Para la ciudad de Tegucigalpa de acuerdo a observaciones estadsticas el valor de CVH varia de 1.8 a 2.25. Entonces el clculo del consumo mximo horario se har en base a la siguiente formula: QMH = CVH(Qm) En donde: QMH: Consumo Mximo Horario en (1ts/seg) CVH: Coeficiente de variacin horaria (1.8 2.25) usar 1.95 (es decir el 95% del caudal medio diario) Qm: Consumo Medio Diario en (1ts/seg)



CAPITULO IV DISEO HIDRULICO DE LOS SISTEMAS DE CONDUCCIN Y DISTRIBUCIN DEL AGUA

4.1 Diseo de la red a) El anlisis hidrulico de la red se calcular utilizando el mtodo de balanceamiento de flujos y cargas de Hardy Cross, pudindose resolver en forma manual o empleando algn modelo de clculo por computadora. b) Para calcular las prdidas de carga en las tuberas se utilizar la formula de Hazen Williams. c) Para efectos de funcionamiento, el sistema de distribucin deber sub-dividirse en un nmero de redes, de manera que la presin esttica mxima sea de 50 mca y la presin dinmica mnima sea de 10 mca. En caso de red nica, la presin esttica mxima podr llevarse hasta un mximo de 70 mca. Parmetros de diseo En estos se incluyen las dotaciones por persona, el periodo de diseo, la poblacin futura y los factores especficos (coeficientes de flujo, velocidades permisibles, presiones mnimas y mximas, dimetro mnimo, cobertura sobre tubera y resistencia de las tuberas). La red de distribucin se calcular con el consumo mximo horario y se revisar para el consumo coincidente. Coeficiente de capacidad hidrulica (C) en la frmula de Hazen Williams, ver en los Anexos de Agua potable, Tabla 4.1 Velocidades La velocidad no ser mayor de 5 m / seg ni menor que 0.60 m / seg. Presiones a) La presin esttica mxima ser de 50 mca (70 psi), se permitirn en puntos aislados presiones hasta de 60 mca (85 psi), cuando el rea de servicio sea muy accidentada.



b) La presin dinmica de servicio no ser menor de 15 mca (20 psi) a la entrada del medidor, cuando se considere para el consumo mximo horario (CMH) y de 10 mca (15 psi) para consumo coincidente (CC). Dimetros mnimos El dimetro mnimo para tubera matriz ser de 75 mm (3) y para tubera de relleno de 50 mm (2), las conexiones domiciliarias sern de 12 mm (1/2), en tramos no mayores a 20 m de longitud. Cobertura sobre tuberas En el diseo de tuberas colocadas en calles de trnsito vehicular se mantendr una cobertura mnima de 1.20 m, sobre la corona del conducto en toda su longitud, y en calles peatonales esta cobertura mnima ser de 0.70 m. Resistencia de la tubera y su material Las tuberas debern resistir presiones internas estticas, dinmicas, de golpe de ariete, y las presiones externas de rellenos y cargas vivas debido al trafico. La sobrepresin por golpe de ariete se calcular con la teora de Joukovsky, u otra similar como tambin por frmulas y nomogramas recomendadas por los fabricantes. T = 2L/a, T es el tiempo de cierre a = 1425/(1+ (Ea e/Et)) h1 = 145 v/(1+EaD/Et e) Representando: h1 = sobrepresin de inercia por golpe de ariete en m v = velocidad del agua en la tubera en m/s Ea =modulo de elasticidad del agua, en kg/cm2 (20,738 kg/ cm2) D = dimetro interior de la tubera en cm e =espesor de la tubera en cm Et = modulo de elasticidad del material de la tubera en kg/cm2 (30,000 kg/ cm2, si es PVC) L = longitud de la tubera en m a = celeridad de la onda de presin en m/s


SERVICIO AUTNOMO NACIONAL DE ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS (SANAA) NORMAS DE DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE Trazado de la Red de Distribucin a) Las tuberas principales de la red debern ubicarse preferentemente por el costado oeste de las avenidas y norte de las calles, a 1.50 metros, de la lnea de propiedad, en caso de vas importantes, deber estudiarse la conveniencia de instalar tuberas en ambos lados. b) El diseo de la red deber contemplar el desarrollo futuro de la zona, a fin de prever facilidades de ampliacin. c) Las tuberas de agua potable no podrn ir en la misma excavacin o zanja que las tuberas de alcantarillados. Seleccin de la tubera En la seleccin del tipo de tubera, deben tenerse en cuenta los factores siguientes: a) b) c) d) e) f) g) Resistencia contra la corrosin Resistencia contra las cargas, tanto externas como internas. Caractersticas hidrulicas Condiciones de instalacin y del terreno Condiciones econmicas Resistencia contra la tuberculizacin y la incrustacin Proteccin contra el golpe de ariete

Acometidas de Consumo o Conexiones Domiciliarias Con el objeto de lograr el suministro directo de agua a las viviendas, debern proveerse las correspondientes acometidas de consumo o conexiones domiciliarias. El dimetro mnimo de cada conexin ser de (12.5 mm) pulgada. Toda conexin domiciliar deber estar siempre controlada por su medidor correspondiente o por un regulador de flujos. Las conexiones sern individuales. Llaves Pblicas En zonas no servidas por conexiones domiciliarias, debern proveerse llaves pblicas para el abastecimiento de viviendas dispersas, previendo la instalacin de un macro medidor a la entrada de la red (lnea de abastecimiento) del lugar. Se colocarn a una distancia mnima de 100 metros y mximo de 300 metros. Toda llave pblica deber poseer un sistema de proteccin mediante una caseta. Los pedestales para llaves publicas sern de PVC; en la lnea de distribucin debe ser de hierro galvanizado para garantizar la durabilidad. Toda tubera de PVC debe estar protegida contra las inclemencias del tiempo, para garantizar la resistencia de la tubera. 16Prepar: Ing. Flor de Mara Solrzano Mondragn Unidad Normas y Supervisin Fecha: 9 de marzo de 2004


Formulas a utilizarse Para el anlisis de una red deben considerarse los aspectos de red abierta y el de malla cerrada. En el caso de red abierta puede usarse el mtodo de la gradiente piezomtrica y caudal, usando la frmula de Hazen-Williams u otras similares. H = S = 10.6742 Q(1.85) L C(1.85) D(4.87) Donde: Q = metros cbicos por segundo D = dimetro en metros L = longitud en metros S = prdida de carga m/m C = Coeficiente de formula Hazen Willians, Ver Tabla 4.1 de los Anexos de las Normas de diseo de Agua Potable. Para el caso de malla cerrada podr aplicarse el mtodo de Hardy Cross, considerando las diferentes condiciones de trabajo de operacin critica. En el anlisis hidrulico de la red deber tambin tomarse en cuenta el tipo de sistema de suministro de agua ya sea por gravedad o por bombeo. 4.2 Sistema por gravedad El diseo de la red de distribucin se har para tres condiciones de operacin: 1) Consumo mximo horario para el ltimo ao del periodo de diseo. En esta condicin se asume una distribucin razonada de la demanda mxima horaria en todos los tramos y circuitos de la red de distribucin, pudiendo llegar el caudal demandado bajo dos condiciones segn sea el caso: a) El 100% del caudal demandado llegar por medio de la lnea de conduccin, fuente o planta de tratamiento, siempre y cuando no se contemple tanque de almacenamiento. b) El caudal demandado llegar por dos puntos, 1) la demanda mxima diaria por la lnea de conduccin y 2) el resto ser aportado por el tanque de abastecimiento para completar la demanda mxima horaria. 2) Consumo coincidente. Ese caudal corresponde a la demanda mxima diaria mas la demanda de incendio ubicado en uno o varios puntos de la red de distribucin 3) Demanda cero. En esta condicin se analizan las mximas presiones en la red.



4.3 Distribucin por bombeo Para el diseo de un sistema por bombeo se tienen dos condiciones de anlisis : a) Sistema de bombeo contra el tanque de almacenamiento y del tanque de almacenamiento a red de distribucin por gravedad. b) Sistema de bombeo contra la red de distribucin, con tanque de almacenamiento dentro de la red o en el extremo de ella. a) Sistema de bombeo contra el tanque de almacenamiento En esta condicin de anlisis el caudal correspondiente al consumo mximo diario es bombeado hacia el tanque de almacenamiento. La red demandar del tanque el consumo de la mxima hora, o la demanda coincidente. El tanque trabajar con una altura que permita dar las presiones residuales mnimas establecidas en todos los puntos de la red. b) Bombeo contra la red de distribucin con el tanque de almacenamiento dentro de la red o en el extremo de ella. En los sistemas de bombeo contra la red, debern considerarse las soluciones mas econmicas en cuanto a la distribucin; se requiere hacer los anlisis necesarios que garanticen un servicio a presin, eficiente y continuo para las siguientes condiciones de trabajo: Caso I Consumo mximo horario con bombeo para el ltimo ao del periodo de diseo. En este caso se debe suponer que los equipos de bombeo estn produciendo e impulsando el caudal mximo diario por medio de las lneas de conduccin a la red y el tanque de almacenamiento aporta el complemento al mximo horario. Caso II Consumo mximo horario por gravedad para el ultimo ao del periodo de diseo. En este caso la red trabaja por gravedad atendiendo la hora de mximo consumo desde el tanque. Caso III Consumo coincidente del mximo da mas incendio. Similar al caso I, pero el gasto del incendio se concentra en el punto de la red mas desfavorable. Las estaciones de bombeo producirn el caudal mximo diario y el tanque de almacenamiento aportar el resto del caudal requerido. Todo para el ltimo ao del periodo de diseo.



Caso IV Consumo coincidente con bombas sin funcionar. Similar al caso III, pero con la variante del cuadro de presiones originadas por una condicin de suministro de un gasto de incendio concentrado en los nudos mas desfavorables. Todo el caudal necesario ser aportado por el tanque. Caso V Bombeo del consumo mximo diario sin consumo en la red. Este caso determina la carga dinmica total de las bombas y servir para dimensionar la potencia de las mismas; aqu el agua va directamente al tanque sin ser consumida, dando las presiones mximas en la red.

CAPITULO V PROCESOS DE POTABILIZACION DEL AGUA

5.1 Procesos de pretratamiento Los pretratamientos mas simples que pueden utilizarse son la captacin indirecta, ya sea como prefiltro vertical u horizontal, sedimentacin laminar, filtracin gruesa rpida y desarenadores. Pueden emplearse independientemente, combinados entre s o con otros procesos para obtener mejores resultados. Captacin indirecta a) Prefiltro vertical El prefiltro vertical est conformado por grava de acuerdo a las caractersticas indicadas en la Tabla 5.1, de los Anexos de Agua Potable. El sentido del flujo es vertical descendente con una velocidad de filtracin de 6 m3 /m2 d (0.25 m/h) El agua es recogida mediante tuberas perforadas conectadas a una tubera principal que llega hasta la cmara de recoleccin. b) Prefiltro horizontal El prefiltro horizontal consta de un muro de proteccin constituido por piedras con juntas abiertas. El filtro es un canal con grava como medio filtrante, con las caractersticas sealadas en la Tabla 5.2, de los Anexos de Agua Potable. La velocidad de filtracin mas conveniente es de 12 m3/m2/d (0.5 m/d)



Sedimentacin laminar La alta turbiedad del agua de una fuente puede reducirse hasta niveles en que se pueden utilizar filtros lentos mediante el empleo de sedimentadores laminares, sin adicin de coagulantes. El sentido del flujo en este tipo de sedimentador es horizontal y combinado con la filtracin lenta, puede tratar aguas con turbiedades mximas hasta de 500 UTN, siempre y cuando la turbiedad sea ocasionada por partculas cuyo dimetro sea mayor de una milsima de milmetro. Filtracin gruesa rpida La filtracin gruesa es un proceso efectuado en una estructura cuyo material filtrante es nicamente grava de de pulgada, acomodada en una caja de concreto ubicada contiguo al filtro lento y tiene por objeto remover la turbiedad excesiva para la posterior filtracin. El sentido del flujo es descendente, con una velocidad de filtracin de 14 m3/m2d (0.60 m/h) Desarenadores En los casos en que la fuente de abastecimiento de agua sea del tipo superficial, es inevitable la instalacin de un dispositivo que permita la remocin de la arena y partculas de peso especifico similar a 2.65 g / cm3, que se encuentran en suspensin en el agua y son arrastradas por ella, esta es la funcin que cumplen los desarenadores. Componentes principales de los desarenadores: a) Dispositivos de entrada y salida que aseguren una distribucin uniforme de velocidades en la seccin transversal b) Volumen til de agua para la sedimentacin de las partculas, con seccin transversal suficiente para reducir la velocidad del flujo por debajo de un valor predeterminado, y con longitud adecuada para permitir el asentamiento de las partculas en su trayectoria c) Volumen adicional en el fondo, para almacenar las partculas removidas, durante intervalo entre limpiezas d) Dispositivos de limpieza y rebose


SERVICIO AUTNOMO NACIONAL DE ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS (SANAA) NORMAS DE DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE Parmetros utilizados para el diseo de los desarenadores: 1. Velocidad de sedimentacin Se calcular con base en la ley de Stokes, que para valores de g = 9.80 m/s2 y G = 2.65 g / cm3, tiene la siguiente expresin: Vs = 90 d2 En la cual: Vs = Velocidad de sedimentacin en cm/s d = dimetro de la partcula en cm = Viscosidad cinemtica en cm2/s (esta en funcin de la temperatura) 2. Velocidad de arrastre Va Se calcula por la frmula de Camps y Shields Va = 161d Va = Velocidad de arrastre en cm/s d = dimetro de la partcula en cm 3. Velocidad de flujo Vh Tomando en cuenta las variaciones de los lmites que sufren, Vs y Va, la velocidad de flujo se determinar como sigue: Vh = 1/3 Va (Estructuras corrientes) Vh = 1 Va (Estructuras de primer orden) 2.5 Vh = cm/s 4. Seccin transversal a=Q Vh a = m2; Q = m3/s y Vh = m/s 5. rea superficial A A = Vh a = (m2) Vs 21Prepar: Ing. Flor de Mara Solrzano Mondragn Unidad Normas y Supervisin Fecha: 9 de marzo de 2004

SERVICIO AUTNOMO NACIONAL DE ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS (SANAA) NORMAS DE DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE 6. Dimensiones tiles l, b y h en base a las relaciones: A=lxb a =hxb Se escogern dimensiones para que el largo (l) sea de 5 a 9 veces la profundidad (h), considerando que el ancho (b) debe ser reducido al mnimo, ya que mientras mas alargada sea la estructura, mejor se controlar la distribucin de velocidades, por medio de dispositivos de entrada y salida sencillos y econmicos. Adems se requiere un ancho mnimo para evitar velocidades altas cerca del vertedero de salida. Asimismo es necesario proveer la estructura de dimensiones de suficiente magnitud para permitir el acceso, para fines de limpieza y reparacin. A la longitud til (l) hay que agregarle el espacio que ocupan los dispositivos de entrada y salida. A la profundidad til (h ) hay que aadirle la cantidad necesaria, para disponer de un volumen adicional para el almacenamiento de arena removida. 7. Dispositivos de entrada El dispositivo de entrada, sencillo y econmico consiste en un canal provisto de orificios en el fondo y en uno de los lados. El nmero y tamao de los orificios en el fondo ser determinado en base al gasto (Q) y velocidad de entrada no mayor de 0.30 m/s y coeficiente de contraccin del orden de 0.65 8. Dispositivo de salida El dispositivo de salida mas conveniente es un vertedero colocado a todo el ancho (b) de la estructura, con la cresta hacia el lado opuesto a la direccin del flujo en el desarenador, para evitar el paso de material flotante y distribuir mejor las velocidades. La distancia (X3) entre el vertedero y la pared del desarenador se determinar de tal manera que se obtenga una velocidad menor o igual a la velocidad de arrastre y se puede determinar como: X3 h 3 9. Volumen adicional El volumen adicional necesario para el almacenamiento de arena removida, se determina en base a las concentraciones esperadas durante crecidas y del intervalo previsto entre limpiezas. Si no se tienen datos especficos, es 22Prepar: Ing. Flor de Mara Solrzano Mondragn Unidad Normas y Supervisin Fecha: 9 de marzo de 2004

SERVICIO AUTNOMO NACIONAL DE ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS (SANAA) NORMAS DE DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE recomendable proveer un volumen de reserva para una concentracin de 3000 mg/l, durante una crecida de 24 horas de duracin. Para el clculo se adoptar un peso especifico del sedimento de 350 kg/m3. 10. Dispositivos de limpieza El dispositivo de limpieza consistir en una tanquilla colocada en el primer tercio del desarenador y hacia la cual el fondo del mismo deber tener una pendiente no menor de 5%. La tanquilla se conecta con un tubo provisto de una vlvula y la limpieza se efecta aprovechando la carga hidrulica sobre la arena. 11. Cota de rebose El tubo de rebose deber colocarse cerca de la entrada, para evitar sobre cargas al desarenador. La cota del tubo se fijar en relacin con la altura deseada de agua de acuerdo a las condiciones hidrulicas del diseo. 12. Ubicacin del desarenador El desarenador deber ser ubicado lo mas cerca posible de las obras de captacin. En todo caso la tubera que une la toma con el desarenador deber tener una pendiente uniforme entre el 2 y 2.5%. 5.2 Procesos de tratamiento Los procesos de tratamiento para potabilizar el agua que se usarn sern determinados en funcin de los patrones de potabilidad internacionales, aceptados para el abastecimiento de agua potable y con base en inspecciones y resultados representativos de exmenes y anlisis que cubran un perodo razonable de tiempo. El proceso de desinfeccin ser obligatorio como tratamiento mnimo para todo tipo de fuente propuesta por el urbanizador. A continuacin se presentan los diferentes procesos de tratamiento: 1. Aireacin El proceso se utiliza para conseguir: a) Remocin de sabores y olores (algas) b) Remocin de gases disueltos que perjudican la calidad del agua (gas sulfhdrico y sulfuroso) c) Elevacin de pH del agua por la eliminacin de dixido de carbono hasta su punto de equilibrio (bajar la corrosividad) d) Oxidacin de ciertas sustancias existentes en el agua (bicarbonato ferroso y manganeso)


SERVICIO AUTNOMO NACIONAL DE ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS (SANAA) NORMAS DE DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE Una aireacin racional, requiere el proyecto y construccin de unidades (aireadores), cuya eficiencia es variable de acuerdo a la calidad y cantidad del agua. A continuacin se dan algunos datos importantes que facilitarn el clculo y eleccin del aireador. a) Remocin de anhdrido carbnico Aguas con menos de 10 g/m3......................................hasta 50 % Aguas con mas de 10 g/m3..........................................60% a 80% Tiempo de aireacin mas eficiente.............................15 s b) Remocin de gas sulfhdrico-tiempo mnimo de aireacin: 3 s c) Remocin de gas sulfhdrico-tiempo mnimo de aireacin: 3 s d) Remocin de hierro y manganeso Tericamente: 140g de oxigeno precipitan 1000 g de hierro Prcticamente: 124 g de oxigeno precipitan 1000 g de manganeso Tipos de aireadores A continuacin se indican los diferentes tipos de aireadores con sus respectivos parmetros de diseo: A. Aireadores de gravedad a) De cascada: son tarimas circulares de madera o concreto, que se superponen sobre un mismo eje central, en sentido decreciente de sus dimetros de abajo hacia arriba, sobre las cuales se hace pasar el agua a airear Capacidad...........................................300 a 1000 m3/m2d de la mayor plataforma Nmero de plataformas......................3 a 4 Altura total del aireador......................0.80 a 1.60 m Distancia entre plataformas................0.20 a 0.50 m Entrada del agua.................................Por la parte superior (conviene usar un tubo central de llegado) Salida del agua...................................De la plataforma de acumulacin mediante un tubo localizado en el fondo de la plataforma b) De tableros o bandejas: Est formado por tableros o bandejas perforadas superpuestas, a travs de las cuales pasa el agua. La primera o superior, se destina a la distribucin del agua, las dems contienen un material poroso 24Prepar: Ing. Flor de Mara Solrzano Mondragn Unidad Normas y Supervisin Fecha: 9 de marzo de 2004

SERVICIO AUTNOMO NACIONAL DE ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS (SANAA) NORMAS DE DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE como: coque, grava o escorias volcnicas, para aumentar la eficiencia de la aireacin. Capacidad...........................................300 a 900 m3/m2d Nmero de plataformas......................3 a 6 unidades Altura total del aireador......................2.10 a 2.70 m Separacin vertical entre tableros.......0.40 a 0.60 m Orificios de distribucin: Primer tablero......................................Orificios 5 a 10 mm Otros tableros......................................Orificios 8 a 15 mm, cada 80 a 100 mm centro a centro Contenido: Primer tablero..................Solo distribucin Dems tableros.................Coque, grava o escoria, Tamao 0.012 a 0.025 m, Altura del material 0.20 a 0.25 m Depsito inferior...................................Acumulacin del agua c) De escaleras: Est formado por varios escalones, sobre los cuales pasa el agua facilitando el contacto con el aire. Nmero de escalones.................................2 a 5 Espesor de la lmina de agua (mx)..........0.05 m Dimensin de cada escaln: Altura............0.20 a 0.40 m Ancho............0.25 a 0.45 m Material......................................................Concreto o madera Prdida de carga.........................................1.00 m Velocidad...................................................1.00 a 1.20 m/s Debe proveerse de un borde o saliente en los escalones para evitar la adherencia de la vena lquida. d) De plano inclinado: Son plataformas con una cierta pendiente sobre las cuales se colocan pequeos obstculos para agitar y retardar el escurrimiento del agua. Capacidad.................................................200 a 500 m3/m2d Pendiente..................................................1:2.5 a 1:3.0 Altura de la vena lquida..........................0.05 m (mx) Prdida de carga.......................................1.00 m Velocidad.................................................1.00 m/s 25Prepar: Ing. Flor de Mara Solrzano Mondragn Unidad Normas y Supervisin Fecha: 9 de marzo de 2004

SERVICIO AUTNOMO NACIONAL DE ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS (SANAA) NORMAS DE DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE Material...................................................Concreto o madera Es necesario colocar y distribuir convenientemente los obstculos en la plataforma. B. Aireadores de boquillas: Son aireadores en los cuales el agua sale a travs de varias boquillas con cierta presin, originando la formacin de chorros de agua que facilitan el intercambio de gases y sustancias voltiles. Tiempo de exposicin..............................................1.0 a 2.0 segundos Carga de agua...........................................................1.25 a 7.50 m Prdida de carga: En el tubo.................................................................1/3 de la prdida total calculada como tubo a presin simple En los orificios...........................................................hf = (1 - 1) V2 Cv2 2g C. Difusores de aire: Son aireadores en los cuales el aire es inyectado a travs de difusores, en tanques o cmaras construidas para tal fin. Los difusores pueden ser : tubos, placas porosas, campanas o cualquier otro sistema que permita una aireacin eficiente. Caudal de aire........................................................0.35 a 1.50 litros de aire por litro de agua Periodo de retencin de la cmara........................10 a 30 minutos Ancho de la cmara...............................................3.00 a 9.00 m Profundidad de la cmara......................................3.00 a 3.70 m Entrada del aire......................................................2.70 m bajo el nivel del agua Potencia necesaria.................................................0.3 kw/1000 m3/d D. Ventilacin forzada: Las especificaciones son suministradas por los fabricantes. 2. Tratamiento por filtracin lenta La turbiedad del agua cruda puede limitar el rendimiento del filtro, por lo cual a veces es necesario aplicar algn tratamiento tal como prefiltrado horizontal o vertical sedimentacin laminar o prefiltracin rpida en medio granular grueso. a) Criterios de diseo Calidad del agua Se deber verificar que la calidad del agua a filtrarse satisfaga en poca seca y lluviosa los lmites de aplicacin del proceso. Para lo cual el valor mximo de unidades de color y turbiedad debe ser de 50. 26Prepar: Ing. Flor de Mara Solrzano Mondragn Unidad Normas y Supervisin Fecha: 9 de marzo de 2004

SERVICIO AUTNOMO NACIONAL DE ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS (SANAA) NORMAS DE DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE b) Estructura de entrada Consiste en una cmara de distribucin con compuertas y rebose. Se instalar un vertedero triangular de pared delgada para aforar el influente. La entrada del agua al filtro se efectuar por medio de un vertedero muy largo de pared gruesa, para obtener una delgada lmina de agua que se adhiera al muro, para evitar que se formen chorros sobre el lecho, que lo daara, adems se colocar sobre el lecho una placa de concreto para que reciba el impacto del agua. c) Estructura de salida Consistir en un vertedero de control, localizado a una altura mayor que la cota del extremo superior del lecho, de tal manera que el lecho filtrante quede siempre sumergido, ste regular la carga mnima. d) Tasa de filtracin La tasa de filtracin estar dada de acuerdo a la Tabla 5.3 de los Anexos de Agua Potable. La tasa de filtracin no ser mayor a 5000 litros por metro cuadrado de superficie filtrante por da. Tasa superior al valor anterior solamente podr utilizarse previo la comprobacin experimental por parte del proponente. e) Medio filtrante Una capa de arena de 1.20 m de espesor con las siguientes caractersticas: Tamao efectivo: 0.15 TE 0.35 mm Coeficiente de uniformidad: CU 2.00 El espesor del lecho deber fijarse en funcin de las caractersticas del influente y de la granulometra de la arena, no debiendo ser menor de 0.60 m El manto sostn o grava se colocar en un mnimo de tres capas graduadas, de acuerdo con las caractersticas de la arena y del sistema recolector, en un espesor total no menor de 25cms. Grava de soporte en cuatro capas como se muestra en la Tabla 5.4 de los Anexos de Agua Potable. f) Sistema de drenaje El sistema de drenaje puede ser de diferentes tipos: 1.- Ladrillos de barro cocidos tendidos de canto, con otros ladrillos encima tendidos de plano dejando un espacio de un centmetro entre los lados. 2.- Tuberas (PVC) de drenaje, perforadas con orificios no mayores de 1 (2.54 cm), las cuales pueden desembocar en forma de espina de pescado a un conducto o tubera central o a un pozo lateral con una pendiente del 1% a 2%. 3.- Bloques de concreto poroso en forma de puente, que confluyan a un canal central. 27Prepar: Ing. Flor de Mara Solrzano Mondragn Unidad Normas y Supervisin Fecha: 9 de marzo de 2004

SERVICIO AUTNOMO NACIONAL DE ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS (SANAA) NORMAS DE DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE g) Numero de unidades Se recomienda el uso de dos unidades como mnimo, en cuyo caso cada una de ellas deber disearse para atender el consumo mximo diario. Debe considerarse una capacidad adicional de reserva como se indica en la Tabla 5.5 de los Anexos de Agua Potable. h) Caja de filtro La caja de filtro puede ser rectangular o circular con un borde libre de 0.20 m, construida de concreto simple o reforzado y deber ser resistente a las diferentes fuerzas que estar sometida durante su vida til, adems deber ser hermtica para evitar prdidas de agua e ingreso de agentes contaminantes. En el caso de cajas rectangulares las dimensiones debern estar de acuerdo a la relacin que se encuentra en la Tabla 5.6 de los Anexos de Agua Potable. i) Dispositivos de regulacin y control Estos dispositivos estarn constituidos por: vertederos, vlvulas u otros accesorios, instalados en la entrada o salida del filtro, para mantener la velocidad de filtracin a una tasa constante. 3. Tratamiento por filtracin rpida La filtracin rpida es de alta eficiencia remocional se utiliza para tratar aguas con turbiedades entre 250 y 800 UNT; no obstante en picos de muy alta turbiedad, puede ser necesario el empleo de un pretratamiento antes de ingresar el agua a la planta de filtracin rpida, al contrario en pocas de turbidez baja, es posible que se puede efectuar un paso directo de coagulacin a filtracin lo que se conoce como filtracin directa. El diseo de los filtros rpidos por gravedad debern cumplir con los requisitos siguientes: Un tratamiento previo de coagulacin-sedimentacin, salvo en aquellos casos en que la institucin no lo considere necesario. La tasa de filtracin no deber ser mayor de 125,000 a 150,000 litros por metro cuadrado de superficie filtrante por da, de acuerdo con la granulometra de la arena y las caractersticas del influente. La arena deber tener un tamao efectivo comprendido entre 0.40 y 0.75 mm y un coeficiente de uniformidad no mayor de 2. El espesor del lecho deber fijarse en funcin de las caractersticas del influente y de la granulometra de la arena.


SERVICIO AUTNOMO NACIONAL DE ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS (SANAA) NORMAS DE DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE La grava deber colocarse en cinco o ms capas graduadas, de acuerdo con el sistema recolector y la granulometra de la arena. El espesor total no deber ser menor de 40 cms. El sistema recolector deber disearse en forma tal que garantice una distribucin uniforme del agua en toda la superficie filtrante, y que no produzca una prdida de carga excesiva durante el lavado. Debern proveerse amplias facilidades para la inspeccin del fondo. El nmero de filtros deber ser definido tomando en cuenta los gastos esperados a travs de la planta, previendo suficiente flexibilidad para el lavado e inspeccin de las unidades. La capacidad de todas las unidades menos una, deber cubrir el consumo medio de la planta. Debern proveerse en cada unidad dispositivos para determinar la prdida de carga, tasa de filtracin, tasa de lavado y regulador automtico de nivel de agua. El lavado de los filtros deber hacerse con agua tratada. Entre los procesos que se llevan a cabo en un tratamiento por filtracin rpida estn: coagulacin, floculacin, sedimentacin y filtracin. A. Coagulacin Este proceso se logra con la aplicacin de sustancias qumicas y su seleccin deber hacerse en base a pruebas de laboratorio (Pruebas de Jarras). Las principales sustancias con propiedades coagulantes utilizada en el tratamiento de las aguas son: el sulfato de aluminio, cloruro frrico, sulfato ferroso y frrico, y el cloro sulfato frrico. La dosificacin de las sustancias qumicas deber hacerse mediante equipos de tipo y capacidad adecuados, que garanticen las tasas de aplicacin dentro del rango de las variaciones previstas. Tambin son utilizados como ayudantes de coagulacin los polmeros, que son sustancias de alto peso molecular, de origen ya sea natural o sinttico. Pueden ser catinicos, aninicos o no aninicos. Pueden ser slidos o lquidos. 1. Mezcla rpida En una planta de tratamiento la mezcla rpida se puede realizar de dos maneras: Por la turbulencia provocada por dispositivos hidrulicos por la turbulencia provocada por dispositivos mecnicos.



a) Mezcladores Parmetros generales de diseo La intensidad de agitacin, medida a travs del gradiente de velocidad G puede variar de 500 a 2000 s-1 segn el tipo de unidad. El tiempo de retencin (mezclado) puede variar de dcimas de segundo a varios segundos dependiendo del tipo de unidad. Unidades hidrulicas Dentro de este tipo de mezcladores, los mas utilizados por su simplicidad y eficiencia son los siguientes: Canales con cambios de pendiente Canaleta Parshall Vertederos rectangulares y triangulares Difusores Inyectores En los tres primeros mezcladores, la turbulencia que ocasiona la mezcla es producida por la generacin de un resalto hidrulico. Las unidades mas ventajosas son la canaleta Parshall y los vertederos, porque adems miden el caudal de ingreso a la planta. La Tabla 5.7 de los Anexos de Agua Potable, muestra el rango de aplicacin. La Tabla 5.8 de los Anexos de Agua Potable presenta la clasificacin de las unidades de mezcla rpida en mecnicos e hidrulicos. Cuando se requiera el acondicionamiento del floculo, deber proveerse un sistema de agitacin lenta que garantice la formacin de partculas, cuyo tamao y densidad aseguren una clarificacin razonable, en un perodo de retencin determinado por ensayos de laboratorio. Mezcladores de resalto hidrulico Parmetros de diseo: 1. Gradiente de velocidad: 1000 s-1 < G < 2000 s-1 2. Tiempo de mezcla: T < 1 s 3. Nmero de Froude: 4.5 < F < 9 para conseguir un salto estable; excepto la canaleta Parshall que funciona mejor con nmero de Froude entre 2 y 3. 4. El coagulante debe aplicarse en el punto de mayor turbulencia, en forma constante y uniformemente distribuido en toda la masa de agua.



Difusores (mezcladores) Parmetros de diseo: El gradiente de velocidad (G) puede variar entre 500 s-1 y 1000 s-1 El tiempo de retencin (T) puede variar entre 1 y 10 s El espacio mximo entre dos orificios nunca debe sobrepasar los 10 cm Los chorros de coagulante deben tener una velocidad de 3 m/s y deben dirigirse en sentido perpendicular al flujo 5. Los orificios deben tener un dimetro mnimo de 3 mm 6. La velocidad de flujo donde se distribuyen los chorros, debe ser igual o mayor a 2 m/s 7. Debe proveerse de facilidades para la limpieza o para la rpida sustitucin del difusor. 1. 2. 3. 4. Inyectores Parmetros de diseo: 1. La velocidad de los chorros () debe ser por lo menos cinco veces la velocidad del flujo del agua 2. La eficiencia mxima se consigue cuando el rea cubierta por los chorros es por lo menos 80% de la seccin del tubo Unidades mecnicas Parmetros de diseo: 1. Gradiente de velocidad G de 500 s-1 a 2000 s-1 2. Tiempo de mezcla T de 1 s a 10 s B. Floculacin Clasificacin: Se acostumbra clasificar a los floculadores en mecnicos e hidrulicos de acuerdo al tipo de energa utilizada para agitar la masa de agua. Una clasificacin mas amplia puede hacerse teniendo en cuenta el modo como se realiza la aglomeracin de las partculas. De acuerdo a este principio, podemos clasificarlos en: 1. Floculadores de contacto de slidos, y 2. Floculadores de potencia o de disipacin de energa.



Parmetros generales de diseo: a) Los gradientes de velocidad que optimizan el proceso normalmente varan entre 70 y 20 s-1. En todo caso, el gradiente mximo dentro de la unidad no debe ser mayor que el que se da en las interconexiones entre el mezclador y el floculador. b) El gradiente de velocidad debe variar de manera uniformemente decreciente, desde que la masa de agua ingresa a la unidad hasta que sale. c) El tiempo de retencin puede variar de 10 a 30 minutos dependiendo del tipo de unidad. d) Para que el periodo de retencin real de la unidad coincida con el de diseo, la unidad debe tener el mayor nmero posible de compartimiento o divisiones. e) El paso del mezclador al floculador debe ser instantneo evitndose los canales o interconexiones largas. f) El tiempo de retencin y el gradiente de velocidad varan con la calidad del agua; por consiguiente, estos parmetros deben seleccionarse simulando procesos en el laboratorio con una muestra del agua a tratar. Floculadores hidrulicos Floculadores de pantallas a) Unidades de flujo horizontal Parmetros y recomendaciones de diseo: 1. Recomendables para caudales menores de 100 l/s pueden disearse para caudales mayores (1000 l/s) siempre que se disponga de un terreno de suficiente rea y de bajo costo 2. Se recomienda utilizar pantallas removibles de madera, plstico, asbestocemento, o cualquier otro material de bajo costo y sin riesgo de contaminacin. 3. Cuando se usen pantallas de madera esta debe ser machihembrada, tratada con un producto impermeabilizante. La unidad puede tener una profundidad de 1.50 a 2.00. 4. Se puede usar tabiques de asbesto-cemento, siempre y cuando no se tengan aguas cidas o agresivas. 5. Con pantallas de asbesto-cemento se recomienda una profundidad de agua de 1.00 m, colocando las pantallas con la dimensin de 1.20 m en el sentido vertical. 32Prepar: Ing. Flor de Mara Solrzano Mondragn Unidad Normas y Supervisin Fecha: 9 de marzo de 2004

SERVICIO AUTNOMO NACIONAL DE ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS (SANAA) NORMAS DE DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE 6. Utilizando pantallas de asbesto-cemento onduladas se consigue disminuir la diferencia de gradientes de velocidad entre los canales y las vueltas. En este caso el coeficiente de friccin (n=0.03) para calcular las prdidas de carga en los canales. Cuando se utilicen placas de AC planas o de maderas, los coeficientes, sern 0.013 y 0.012 respectivamente. 7. El coeficiente de prdida de carga en las vueltas vara entre 1.5 y 2.0. Se recomienda usar 2 para incluir algunas prdidas adicionales debidas a turbulencias y friccin en el canal. 8. El espaciamiento entre el extremo de la pantalla y la pared del tanque deber ser igual a 1.5 veces el espaciamiento (e) entre pantallas 9. El ancho de la unidad debe ser por lo menos igual a tres veces el ancho de una pantalla ondulada, mas el espaciamiento entre el extremo de los tabiques y la pared del tanque en el ltimo tramo. En todo caso las pantallas deben cruzarse como mnimo en 1/3 del ancho de la unidad. 10. Las lminas planas de AC tienen 1.22 x 2.44 m, las onduladas 0.85 x 2.44 m. Considerando un traslape de una onda, el ancho til de las lminas onduladas es 0.825 m b) Unidades de flujo vertical Parmetros y recomendaciones de diseo: 1. Recomendables para plantas de ms de 100 l/s 2. Profundidad entre 3.00 y 4.00 m, con lo cual ocupan un rea menor que las unidades de flujo horizontal. 3. Las pantallas pueden ser madera o AC 4. Altura mxima de agua de 2.00 a 3.00 m 5. La seccin de cada paso se calcular para una velocidad igual a los 2/3 de la velocidad en los canales 6. El gradiente de velocidad en el canal no debe ser menor de 20 s-1 7. Para evitar acumulacin de lodos en el fondo y facilitar el vaciado del tanque, se dejar en la base de cada tabique que llega hasta el fondo, una abertura equivalente al 5% del rea horizontal de cada compartimiento 8. Estructuralmente, es mas seguro el uso de pantallas de madera machihembrada de 1.5 a 2.0 de espesor, pudiendo adoptarse en este caso profundidades de 4.00 a 5.00 m 9. Debe tenerse especial cuidado en la adopcin del ancho de la unidad, para que en el diseo de los tramos con bajos gradientes de velocidad las pantallas se entrecrucen en 1/3 de su longitud



Floculador tipo Alabama o Cox Parmetros y recomendaciones de diseo: 1. La profundidad de la unidad debe ser de 3.00 a 3.50 m para que la altura total del agua sobre los orificios sea del orden de 2.40 m 2. La relacin ancho / largo de cada compartimiento debe ser 1 a 1.33 3. La seccin de cada compartimiento deber disearse con una tasa de 0.45 m2 por cada 1000 m3/d 4. Los criterios para disear los puntos de paso entre los compartimientos son los siguientes: a) Relacin de la longitud del niple, con respecto a su dimetro (l/d) ser igual a 5 b) La velocidad en las boquillas variar entre 0.25 y 0.75 m/s c) La tasa para determinar la seccin de las boquillas ser de 0.025 m2 por cada 1000 m3/d 5. El diseo de estas unidades debe realizarse cuidadosamente para evitar la formacin de corto circuitos y espacios muertos. Floculadores de medios porosos Parmetros y recomendaciones de diseo: 1. En esta unidad el agua flocula al pasar a travs de los espacios o poros de un material granulado, los cuales desempean la funcin de pequeos compartimientos. 2. Es una unidad hidrulica con una nmero casi infinito de cmaras o compartimentos, lo cual hace que sea de gran eficiencia. 3. Como material granular puede utilizarse: piedra, bolitas de plstico, residuos de las fabricas de plstico, segmentos de tubos o cualquier otro tipo de material similar no putrescible ni contaminante. 4. Se recomienda disearlas con flujo ascendente y en forma tronco-cnica a fin de escalonar los gradientes de velocidad, manteniendo el tamao del material constante y facilitar la limpieza 5. Tiempo de retencin total es de 5 a 10 minutos (por efecto de la compartimentalizacin) 6. La informacin disponible sobre floculadores de piedras, solo permite disear unidades para caudales de 10 a 15 l/s.



Floculadores de mallas o telas Parmetros de diseo: 1. El proceso se consigue colocando en una unidad, mallas de hilo de nylon, las que son atravesadas por el flujo, producindose el gradiente de velocidad deseado, como funcin de la perdida de carga. Dependiendo la floculacin de las caractersticas de las mallas y de la velocidad del flujo. 2. La velocidad ptima en cm/seg es igual al doble del espaciamiento (e) entre los hilos de nylon (v = 2e) 3. El espaciamiento entre hilos (e) deber ser de 5 a 15 cm 4. El grosor de los hilos (d) mas adecuado es de 1.5 a 4 mm. Hilos mas delgados (d 1 mm) tienden a romper el flculo rpidamente 5. Se recomienda velocidades de flujo entre 2 y 5 cm, para evitar sedimentacin excesiva de los flculos 6. Cuando las mallas se emplean en canales de mezcla rpida, los parmetros de diseo recomendados son: a) Velocidades de flujo (V) de 1.0 a 1.5 m/s b) Dimetro de los hilos (d) de 1 a 3 mm c) Espaciamiento entre hilos (e) de 1 a 3 cm Floculadores mecnicos Floculadores de paletas Parmetros y recomendaciones de diseo: 1. El gradiente de velocidad no es afectado por el nmero de paletas que ocupan una misma posicin con respecto al eje. La ventaja de tener un nmero grande de paletas es que se sigue una mejor homogenizacin. El efecto es similar al de un floculador hidrulico con un numero muy grande de canales. 2. El tiempo de retencin estar entre 30 y 40 minutos, para compensar la tendencia a la formacin de espacios muertos. 3. El numero de compartimientos o cmaras en serie debe ser igual o preferiblemente superior a tres. 4. Altura de las cmaras 3 a 4 m 5. Los gradientes de velocidad entre 75 y 10 s-1 mas comnmente entre 65 y 25 s-1 6. El rea de las paletas debe ser de aproximadamente el 20% del rea del plano de rotacin de las paletas 7. La velocidad en extremo de las paletas o velocidad tangencial, debe ser menor de 1.20 m/s en la primera cmara y menor de 0.60 m/s en la ltima 35Prepar: Ing. Flor de Mara Solrzano Mondragn Unidad Normas y Supervisin Fecha: 9 de marzo de 2004

SERVICIO AUTNOMO NACIONAL DE ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS (SANAA) NORMAS DE DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE 8. La relacin ptima largo / ancho de las paletas es de 18/20 9. La sumergencia de las paletas deber ser de 0.15 a 0.20 m 10. Cada agitador debe tener de 2 a 4 brazos de paletas para producir una mezcla homognea En la Tabla 5.9 de los Anexos de Agua Potable se muestra la Clasificacin de los Floculadores. C. Sedimentacin (Decantacin) En una planta de filtracin rpida, la sedimentacin se aplica despus de los procesos de coagulacin y floculacin, tomando el nombre de sedimentacin floculenta o decantacin. Decantadores (Parmetros generales de diseo) El parmetro de diseo mas importante en las unidades de decantacin es la velocidad de sedimentacin de los flculos, la cual depende fundamentalmente de las caractersticas del agua cruda y de la eficiencia del pretratamiento. Por lo que es importante que la velocidad de diseo deba determinarse experimentalmente para cada caso. Los decantadores diseados para la clarificacin de agua coagulada, debern cumplir los siguientes requisitos: 1. El perodo de retencin se calcular en funcin de la tasa de sedimentacin experimental que mejor se ajusta a las caractersticas del agua a tratar, as como a las facilidades tcnicas y clorimicas para su aplicacin. 2. La velocidad horizontal del agua para el c

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