SISTEMAS PRIMARIOS DE ACUEDUCTOS

PRESENTADO POR:

JESSICA GONZALEZ GARZON

PRESENTADO A:

MIGUEL HERNANDEZ VIRVIESCAS

UNIVERSIDAD LA GRAN COLOMBIA

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

ABASTECIMIENTO Y SANEAMIENTO HIDRICO- GRUPO 01

BOGOTÁ, D.C.

2014

OBJETIVO GENERAL

Distinguir teóricamente los sistemas de acueducto primarios, su comportamiento, su estructura, funcionalidad entre otros.

OBJETIVO ESPECIFICOS

- ) Conocer en qué lugares se puede utilizar cada tipo de sistema, adecuándolo a las necesidades de la zona y al cauce que lleve un fluido.

- ) informar sobre los requerimientos necesarios para realizar la infraestructura de cada uno de los pozos teniendo en cuenta su costo, facilidad de operación y tipo de personal necesario para ejecutar sus obras.

- ) Definir qué tan eficaz o ligero es dar solución a la necesidad del líquido vital a una zona mediante este tipo de construcciones civiles teniendo en cuenta su impacto ambiental.

INTRODUCCIÓN

Desde el principio de la existencia humana y de las comunidades, se hace inevitable disponer de un sistema de abastecimiento de agua que satisfaga sus necesidades de alimentación, aseo, el desarrollo de la agricultura, entre otras; la solución primaria consiste en establecer la población en lugares aledaños a un río o manantial, desde donde se acarrea el agua a los puntos de consumo, otra solución consiste en excavar pozos dentro o fuera de la zona habitada o construir aljibes, y formas de capturar el agua lluvia para ser utilizada después, pero estas prácticas ya no son tan utilizadas debido a la multiplicación de los pobladores del lugar y se hace necesario construir sistemas de conducción que obtengan el agua en los puntos más adecuados del entorno y la aproximen al lugar donde está establecida la ciudad.

En este trabajo se busca dar a conocer esas prácticas básicas de sistemas de acueductos que se utilizaron y todavía se utilizan, no con tanto auge como en la antigüedad, pero que pueden ser cruciales para el aprovechamiento del preciado líquido.

1. POZO ARTESIANO

1.1. QUÉ ES UN POZO ARTESIANO

Es un hoyo hecho en la tierra o en roca hasta dar con un nacimiento, es agua contenida a presión entre las capas subterráneas, esta busca salida y sube a nivel de manera natural, su fuerza hidráulica puede ser lo suficientemente grande como para formar manantiales. El rendimiento de dicho pozo no depende de su tamaño, depende del lugar donde se encuentre, lo que sigue siendo clave para su elaboración. Se sigue haciendo mediante cálculos y métodos tradicionales.

Los sistemas artesianos se producen cuando un acuífero inclinado está confinado

entre estratos impermeables. (http://www.rutageologica.cl/)

1.2. CÓMO FUNCIONA

Funcionan aproximadamente desde el siglo XII cuando los monjes franceses observaron que los pozos de ese lugar eran diferentes a los pozos de otros lugares, cuando se escavaba en esa zona el agua salía con mucha presión y se elevaba hasta alturas específicas, el nombre de pozos artesianos se debe al nombre de la región de Artois en Francia. Los pozos artesianos existen sólo cuando se producen determinadas condiciones: en primer lugar, el manto acuífero al que llega el pozo debe estar bastante inclinado y el pozo abrirse en los niveles más bajos de la pendiente; segundo, debe estar contenido entre dos estratos impermeables.

Si la presión es grande, el agua forma un surtidor espectacular y puede elevarse a gran altura. El agua superficial se filtra en la extremidad superior del manto y avanza lentamente por él. Aprisionada entre las capas impermeables, el agua cercana al fondo del acuífero se encuentra sometida a una presión tremenda a consecuencia del peso que tiene encima. Cuando un pozo taladra la capa impermeable superior, la presión se libera y el agua sale con fuerza

Los manantiales artesianos siguen el mismo principio, pero en vez de escapar por pozos artificiales, el agua sale a la superficie por roturas naturales de la capa superior de roca impermeable.

1.3. ¿SON IGUALES TODOS LOS OASIS?

Para el cansado viajero del desierto, no hay visión más reconfortante que un oasis, isla de vegetación en una tierra totalmente árida. En el Sahara y en Oriente Medio, los hombres han ocupado durante siglos muchos oasis y han aprovechado sus escasas reservas de agua para regar palmeras datileras y otros cultivos. Los oasis existen porque el agua subterránea yace incluso bajo el más seco de los desiertos. En las regiones donde el nivel freático se encuentra cerca de la superficie, se excavan pozos para crear o extender los oasis. A veces, las zanjas abiertas por el viento son lo bastante profundas para llegar al manto acuífero. Esparcidos en los desiertos pueden encontrarse filtraciones y manantiales naturales. En la mayoría de los casos, la vivificante agua de estos manantiales tiene su origen en la lluvia y la nieve caídas en montañas distantes; el agua puede viajar centenares de kilómetros a través de un manto acuífero poroso antes de salir a la superficie en un oasis.

Los ríos que descienden desde las alturas hasta el desierto crean franjas de verdor a lo largo de sus orillas que también se consideran oasis. Las llanuras aluviales de rica tierra cultivable existentes en ambas riberas del Nilo inferior se consideran como los oasis más grandes de este tipo en todo el mundo.

(http://es.wikipedia.org/wiki/Pozo_artesiano)

Para muchas personas el término artesiano se aplica a cualquier pozo perforado a grandes profundidades. Este uso del término es incorrecto. Otros creen que un pozo artesiano debe fluir libremente a la superficie Aunque ésta es una idea más correcta que la primera, constituye una definición muy restringida. El término artesiano se aplica a cualquier situación en la cual el agua subterránea bajo presión asciende por encima del nivel del acuífero. Como veremos, esto no significa siempre una salida de flujo libre a la superficie.

Para que exista un sistema artesiano, deben cumplirse dos condiciones:(1) el agua debe estar confinada a un acuífero inclinado, de modo que un extremo pueda recibir agua, y (2) debe haber encima y debajo del acuífero, para evitar que el agua escape. Cuando se pincha esta capa, la presión creada por el peso del agua situada encima abogará al agua a elevarse hasta un nivel denominado piezométrico. Si no hay fricción, el agua del pozo se elevará al nivel del agua situada encima del acuífero. Sin embargo, la fricción reduce la altura de la superficie piezométrico. Cuanto mayor sea la distancia desde el área de recarga (donde el agua entra en el acuífero inclinado), mayor será la fricción y menor la elevación del agua. Cuando la superficie

piezométrico está por encima del terreno y el pozo se perfora en el acuífero, se crea un pozo artesiano surgente. No todos los sistemas

artesianos son pozos. También existen fuentes artesianas. .En este caso, el agua subterránea alcanza la superficie elevándose a través de una fractura natural, en lugar de hacerlo a través de un agujero producido artificialmente.

Los sistemas de abastecimiento de agua de las ciudades pueden considerarse sistemas

artesianos artificiales. (http://www.rutageologica.cl/index.php?option=com)

Los sistemas artesianos nacían como conductos, transmitiendo a menudo el agua a grandes distancias desde áreas remotas de recarga hasta los puntos de descarga Un sistema artesiano bien conocido en Dakota del Sur es un buen ejemplo de esto. En la parte occidental del estado, los bordes de una serie de capas sedimentarias se han doblado hacia la superficie a lo largo de los flancos de las Black Hills. Una de esas capas, la arenisca Dakota permeable, se encuentra entre capas impermeables y buza gradualmente en el terreno hacia el este. Cuando se pinchó el acuífero por primera vez, el agua brotó de la superficie del terreno, creando fuentes de muchos metros de altura. En algunos lugares, la fuerza del agua fue suficiente como para proporcionar energía a turbinas hidráulicas. Sin embargo, ya no pueden ocurrir porque se han perforado miles de pozos adicionales en el mismo acuífero. Esto agotó el depósito, y descendió el nivel freático del área de recarga. Como consecuencia, la presión cayó hasta el punto de que muchos pozos dejaron de fluir y tuvieron que ser bombeados.

1.4. Problemas relacionados con la extracción del agua subterránea

Como ocurre con muchos de nuestros valiosos recursos naturales, el agua subterránea está siendo explotada a un ritmo creciente. En algunas zonas, la sobreexplotación amenaza la existencia del abastecimiento de agua subterránea. En otros lugares, su extracción ha hecho que se hunde el terreno y todo lo que descansaba sobre él. En otros lugares hay preocupación por la posible contaminación del abastecimiento de las aguas subterráneas.

Pozo artesiano que fluye, en Dakota del sur a principios del siglo XX

(http://www.rutageologica.cl/index.php?option=com)

Tratamiento del agua subterránea como un recurso no renovable

Muchos sistemas naturales tienden a establecer un estado de equilibrio. El sistema de aguas subterráneas no es una excepción. La altura del nivel freático refleja un equilibrio entre la velocidad de infiltración y la velocidad de descarga y extracción. Cualquier desequilibrio elevará o reducirá el nivel freático. Desequilibrios a largo plazo pueden inducir una caída significativa del nivel freático si hay una reducción de la recarga debido a una sequía prolongada o a un aumento de la descarga o la extracción de las aguas subterráneas.

A muchas personas les parece que el agua subterránea es un recurso interminablemente renovable, porque es continuamente repuesta por el agua de la lluvia y el deshielo de la nieve. Pero en algunas regiones, el agua subterránea ha sido y continúa siendo tratada como un recurso no renovable. Donde esto ocurre, el agua disponible para recargar el acuífero se queda significativamente corta con respecto a la cantidad que se extrae.

La región de los High Plains (Estados Unidos) proporciona un ejemplo. Aquí la economía agrícola extensiva depende mucho del regadío. En algunas partes de Ia región, donde se ha practicado regadío intenso durante un período prolongado, el agotamiento del agua subterránea ha sido severo

La Ley de Pascal predice la presión hidrostática:

Donde es la densidad del fluido, g la aceleración de la gravedad, y z es

la altura.

Estos pozos se practicaron profusamente durante la Edad Media en la región

francesa de Arras (Artois) de donde toman su nombre aunque, en realidad,

venían practicándose desde mucho antes en Siria y el Antiguo Egipto. En el

desierto del Sahara alimentan algunos oasis.

2. MANANTIAL O ALJIBE

2.1. QUÉ ES UN MANANTIAL

Un manantial es un flujo natural de agua que surge del interior de la tierra desde un solo punto o por un área pequeña. Pueden aparecer en tierra firme o ir a dar a cursos de agua, lagunas o lagos. Los manantiales pueden ser permanentes o intermitentes, y tener su origen en el agua de lluvia que se filtra o tener un origen ígneo, dando lugar a manantiales de agua caliente.

Se origina en la filtración de agua, de lluvia o de nieve, que penetra en un área y emerge en otra de menor altitud, donde el agua no está confinada en un conducto impermeable. Suelen ser abundantes. Los cursos

subterráneos a veces se calientan por el contacto con rocas ígneas y afloran como aguas termales.

La composición del agua de los manantiales varía según la naturaleza del suelo o la roca de su lecho. El caudal de los manantiales depende de la estación del año y del volumen de las precipitaciones. Los manantiales de filtración se secan a menudo en periodos secos o de escasas precipitaciones; sin embargo, otros tienen un caudal copioso y constante que proporciona un importante suministro de agua local.

A las sales minerales que llevan disueltas las caldas se le reconocen propiedades medicinales, motivo por el cual se han construido en esas zonas muchos balnearios. Esta práctica es antigua, y ya en tiempos de los romanos eran muy apreciados los baños públicos con aguas minerales.

Fotografía de Croacia (http://www.viajesok.com/croacia.html)

2.2. CLASIFICACIÓN

Normalmente se clasifica los manantiales o nacientes por el volumen de agua que descargan. Los más grandes son de «primera magnitud,» definidos como tales cuando descargan agua a una velocidad de 2.800 litros por segundo, por lo menos. La escala es la siguiente:

Primera Magnitud- > 2.800 ℓ/s

Segunda Magnitud– 280 a 2800 l/s (10 a 100 pies³/s)

Tercera Magnitud– 28 to 280 l/s (1 a 10 pies³/s)

Cuarta Magnitud- 6,3 a 28 l/s (100 galones EE. UU./min a 1 pie³/s o 448 galones [EE. UU.]/min)

Quinta Magnitud- 0.63 a 6.3 l/s (10 a 100 galones/min)

Sexta Magnitud- 63 a 630 ml/s (1 a 10 galones/min)

Séptima Magnitud- 8 a 63 ml/s (1 pinta a 1 galones/min)

Octava Magnitud- Menos de 8 ml/s (1 pinta/min)

Magnitud cero– No fluye (ex sitios / Naciente histórico)

Manantial en Colombia (http://www.taringa.net)

3. CISTERNAS DE AGUA LLUVIA

La importancia de captar, almacenar y utilizar el agua de lluvia para uso doméstico y consumo humano es de gran relevancia para la mayoría de las poblaciones, sobre todo aquellas que no tienen acceso a este líquido. Esta opción permite satisfacer las necesidades básicas de la población; asimismo, ayuda a prevenir la presencia de enfermedades gastrointestinales

.

3.1. QUÉ ES EL SISTEMA DE CISTERNAS DE AGUA LLUVIA

Existen tres opciones diferentes de reciclaje de agua en el hogar. Se pueden reciclar las aguas grises, las aguas negras y se puede aprovechar así mismo el agua de lluvia que cae sobre nuestro tejado.

La recuperación de agua pluvial consiste en filtrar el agua de lluvia captada en una superficie determinada, generalmente el tejado o azotea, y almacenarla en un depósito.

3.2. CÓMO FUNCIONA

Este sistema funciona normalmente en 3 etapas

Captación: cuando empieza a llover por medio de canaletas, tubos que están ubicados estratégicamente en las zonas altas de la edificación el agua entra al interceptor y lo empieza a llenar.

Interceptor de primeras aguas: Recuerda que en las primeras lluvias y en los primeros 15 minutos de cada precipitación el aguacero arrastran la mayoría de la contaminación del aire y polvo del techo por tal motivo se crea el interceptor que es el que después de llenarse con los primeros 10 o 15 minutos de agua más sucia, mediante un mecanismo recolecta el agua más sucia y empieza a enviar por medio de otros tubos el agua mas limpia a el tanque de almacenamiento.

Cuando el agua más limpia que sigue cayendo sale del interceptor hacia la cisterna, dejando el agua sucia adentro, el agua sucia del interceptor se drena con la llave. Es buena para baños, plantas y lavado de pisos, pero no la queremos en la cisterna.

El interceptor debe drenarse al menos cada tres días para estar listo para separar los primeros minutos del siguiente aguacero. Si quieres, puedes dejar abierta la llave del drenado para que solito se desagüe cada día. Aprovechar esta agua para usos secundarios.

El interceptor acumula mucha tierra y sedimentos gracias a que los detiene para que no pasen a la cisterna. Por lo tanto se ensucia rápidamente y hay que lavar el interceptor al menos cada mes durante la época de lluvias.

Almacenamiento: finalmente el agua más limpia es ubicada en un tanque de almacenamiento desde el cual será suministrada.

Distribución: desde el depósito de almacenamiento el agua será enviada por medio de la tubería para los diferentes usos domésticos, de agricultura y demás.

3.3. ILUSTRACIÓN

Ilustración en su etapa de captación, interceptor de primeras aguas.

Ilustración de las dos últimas etapas Almacenamiento y distribución.

3.4. UTILIZADO EN LA ACTUALIDAD

Hay varios criterios para juzgar si la cisterna de agua de lluvia es apropiada o no para un área determinada, pues la importancia de captar, almacenar y utilizar el agua de lluvia para uso doméstico y consumo humano es de gran relevancia para la mayoría de las poblaciones que no tienen acceso al agua por medio de algún otro sistema de acueducto.

Se puede decir que los tanques de agua lluvia resultan más adecuados en las siguientes áreas:

- Islas donde la penetración del agua salada contamina el agua subterránea y proveniente de otras fuentes.

- Áreas donde el agua de los ríos tiene poca calidad o hay grandes distancias entre el usuario y la fuente de agua. Incluso en áreas donde la precipitación pluvial es escasa, el sistema de cisterna puede ser aún más eficiente.

- Los trópicos, especialmente en áreas como las de las Filipinas e Indonesia, donde hay abundante precipitación pluvial anual, pero ninguna durante la estación de seca.

Sin embargo y a pesar de las ventajas que hay en este sistema de acueducto de los 6500 millones de habitantes en el mundo, 1400 se encuentran sin acceso a la distribución de agua entubada, 80 millones en América Latina y el Caribe y 13 millones en México, cifras tan elevadas del carecimiento de éste servicio, no van acorde al “derecho humano al agua”.

4. NACIMIENTOS EN ZONAS PANTANOSAS

4.1. QUÉ ES EL NACIMIENTO EN ZONAS PANTANOSAS

Los pantanos son terrenos donde, por efecto del nivel freático, el agua se mantiene muy superficial y poco profunda en la cual crece una vegetación acuática a veces muy densa.

La característica principal está en la profundidad del nivel freático la cual es poca, con la constante variación del sistema del suelo y a pesar de estas características la vegetación se adapta a estas condiciones y existen dos clases la primera se nombra hidrófita, que es cuando se ubica sobre zonas inundadas de agua; y la segunda se nombra freatofita cuando estas zonas se ubican sobre zonas de agua oculta; en estos casos se reemplaza a las especies terrestres normales.

4.2. FUNCIONES

La función principal, aparte de ser un gran ecosistema y un importante hábitat para muchos seres vivos, es que actúan como filtradores naturales de agua, esto se debe a que sus plantas hidrófitas, gracias a sus tejidos, almacenan y liberan agua, y de esta forma hacen un proceso de filtración. Antiguamente eran drenadas por ser consideradas una simple inundación de los terrenos, pero hoy en día se sabe que representan un gran ecosistema y se los valora más.

4.3. ILUSTRACIÓN

PANTANO DE CENTLA: (http://www.eltabasqueno.org/blog/pantanos-de-centla/)

4.4. UTILIZADO EN LA ACTUALIDAD

A pesar de su importancia, las tierras húmedas en todo el mundo se encuentran amenazadas. Estos peligros provienen de la conversión intensiva a la agricultura o acuicultura, desarrollo industrial, cambios hidrológicos artificiales o degradación por medio de la explotación excesiva. Siendo este uno de los temas más importantes de cara a su futura conservación.

5. GALERÍA DE INFILTRACIÓN

La galería de infiltración es un sistema de interceptación de agua subterránea que fluye hacia un río o un lago. Puede ser superficial o profunda, según la naturaleza de la hidrogeología del sector. La galería tipo zanja cubierta es similar al sistema utilizado para la captación de aguas en ciénagas, mientras que la galería tipo conducto se muestra a continuación:

El uso de estas obras de captación de agua, se limita en casos en que el agua

subterránea se encuentre a una profundidad de 5 8 metros por debajo del suelo.

Son recomendados cuando se va a captar el agua subterránea de acuíferos de poca

profundidad con un pequeño espesor saturado y además en zonas costeras en

donde el agua dulce se encuentra por encima del agua salada.

Tipos de galerías de infiltración.

Tomado de: LÓPEZ CUALLA, Ricardo. Elementos de Diseño para Acueductos y Alcantarillados; pg. 27.

5.1. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Consiste en un tubo perforado o ranurado, rodeado de una capa de grava o

piedra triturada graduada instalada en el acuífero superficial, o en el caso de

captación indirecta de aguas superficiales, en el estrato permeable que se

comunica con dichas aguas.

En los extremos aguas arriba de la galería y a una longitud aprox. De 50 m,

normalmente se coloca un pozo de visita. En el extremo aguas abajo se

construye un tanque o pozo recolector, de donde se conducen las aguas por

gravedad o por bombeo hacia el sistema de distribución. El tubo de

recolección usualmente es de concreto o de fibrocemento. Su diámetro es

función del gasto, siendo más recomendable del orden 200 a 250 mm.

Galería de infiltración. Tomado de: Cartilla de Saneamiento Agua. Pág.17.

5.2. CRITERIOS PARA LA UBICACIÓN DE LAS GALERÍAS DE

INFILTRACIÓN

La galería de infiltración se orienta con la dirección predominante del flujo

subterráneo. Cuando la velocidad de un río es pequeña y existen extractos

de alta permeabilidad que se conectan, la galería normalmente se instala

paralela al eje del mismo; en este caso, la dirección del flujo subterráneo

principalmente es desde el río hacia la galería, aunque desde el lado opuesto

de la misma también penetrara el agua, ya que el río y la instalación de la

galería será análoga.

En caso de cursos rápidos y extractos de baja permeabilidad, será necesario

investigar la dirección del flujo subterráneo, a fin de interceptar el paso del

mismo con la galería de infiltración. Normalmente, unos ramales

perpendiculares al eje del río dan los resultados deseados.

Cuando no existen extractos permeables con la excepción de unos bancos

de arena o grava depositados por el río en un lecho limitado, la galería se

instala por debajo del río, normal a su eje. La misma solución se emplea

cuando el acuífero es de muy baja permeabilidad.

6. MOLINOS DE VIENTO

Actualmente existen dos maneras de utilizar la energía eólica para bombear agua:

Bombeo mecánico: Funciona a baja velocidad de viento y requiere una bomba en forma de pistón; ésta succiona el agua subterránea y la expulsa hacia un depósito de acumulación. El motivo por el cual funciona a baja velocidad es para reducir la resistencia de la circulación del agua y evitar daños a las tuberías.

Bombeo eléctrico: Utiliza una bomba eléctrica que va conectada a un generador eólico para sustraer agua. Es decir, el molino de viento genera la electricidad necesaria para manejar la bomba de agua.

Estas bombas de agua eólicas generalmente son utilizadas a pequeña escala, para abastecer de agua potable a comunidades rurales, o en pequeños sistemas de riego.

El molino de viento es una torre construida que sirve como máquina o artefacto, cuyo objeto es aprovechar la energía del viento haciendo uso de unas aspas. Éstas, que están unidas a un eje, transmiten dicha energía hacia unas piedras cilíndricas y la transforman de este modo en trabajo útil.

Con el tiempo, el molino de viento tuvo diferentes usos, entre los cuales encontramos la función de ser usado como una bomba de agua, sin embargo tuvo que ser modificado para cumplir con este trabajo.

Molino de Viento (http://enciclopedia.us.es/index.php/Molino_de_viento)

7. ARIETE HIDRÁULICO

7.1. FUNCIONAMIENTO El agua se conduce a la caja de válvulas del ariete. La caja de válvulas contiene dos válvulas automáticas, una válvula de descarga que abre hacia abajo y otra de suministro que abre hacia arriba. Encima de esta última hay una cámara de aire en cuya base se encuentra la tubería de suministro. Con la válvula de suministro cerrada existe un flujo continuo por la válvula de descarga. Si la válvula de suministro se cierra intempestivamente se desarrollan presiones por el golpe de ariete que obligan a la válvula de suministro a abrirse permitiendo la entrada de algo de agua a la tubería de salida. Una vez llegue la onda de presión negativa de la toma, la válvula de suministro se cierra y la de descarga se abre automáticamente. Entonces se produce un flujo de agua gradualmente acelerado a través de la válvula

Ariete Hidráulico

(http://es.wikipedia.org/wiki/Ariete_hidr%C3%A1ulico)

El ariete hidráulico es una bomba de chorro de agua que actúa por choque. Este levanta agua empleando la fuerza que se genera cuando una masa de agua en movimiento se detiene repentinamente. A este fenómeno se le da el nombre de golpe de ariete y se produce por la transformación de energía cinética a energía de presión. Lo que se hace con el ariete es llevar una parte de un caudal grande de agua con poca caída a una cota mayor.

El ariete hidráulico fue patentado en 1796, por Joseph Montgolfier (1749- 1810), y consiste en una máquina que aprovecha únicamente la energía de un pequeño salto de agua para elevar parte de su caudal a una altura superior. A partir de su invención, el ariete hidráulico tuvo una amplia difusión por todo el mundo.

de descarga que ocurre hasta que la fuerza neta ejercida hacia arriba en la válvula supera su peso y en ese momento esta se cierra para comenzar un nuevo ciclo. La cámara de aire sirve como amortiguador de flujo en la tubería de salida reduciendo las fluctuaciones. El ariete funciona de la siguiente manera: el agua llega a la toma desde la fuente y de allí se hace circular por caída natural en una tubería que la conduce hacia el ariete, el diámetro de la tubería de entrada debe ser en todo caso mayor a la de salida. La válvula de descarga que se encuentra abierta por su propio peso se cierra con el empuje del agua como se explicó anteriormente. Con el cierre de esta se produce el golpe de ariete en la bomba y obliga a la válvula de suministro a abrirse. Se forza el agua a través de esta a la cámara de aire. Una vez amortiguada la sobrepresión por la entrada del agua a la cámara de aire, se cierra la válvula de suministro y se abre la de descarga permitiendo una vez más el comienzo de un nuevo ciclo. Una válvula roncadora o de admisión de aire, admite aire para que la cámara de aire reponga el aire que absorbe el agua en el bombeo. Se puede repetir este procedimiento de 40 a 200 veces por minuto dependiendo de las características del ariete; esta iteración genera una presión en la cámara de aire que llega a ser suficiente para bombear el agua hasta la cota deseada donde se encuentra el depósito.

Tomado de: http://www.terra.org/data/ariete_super.pdf

El ariete hidráulico es una máquina que provoca continuos cierres bruscos de un circuito con agua en aceleración y que aprovecha las sobrepresiones para mandar parte del caudal a una gran altura.

7.2 RENDIMIENTO

El rendimiento del ariete hidráulico representa el porcentaje de agua que se puede

bombear en relación al total de la canalizada por el ariete, y varía en función del

cociente H/h. Al aumentar el valor resultante, el rendimiento disminuye. En la tabla

siguiente puede verse cómo varía el rendimiento energético.

7.3 LA ALTURA DE ELEVACIÓN (H)

Como puede deducirse de la tabla anterior, a partir de 12 veces la altura (h), el

rendimiento de los arietes disminuye en gran medida. Este detalle no nos ha de

desalentar. Aunque sólo subamos a gran altura un 1% del agua que pasa por

nuestro ariete, este funciona las 8.760 horas del año, ¡y sin combustible!

7.4 EL CAUDAL ELEVADO (Q)

Depende del rendimiento (R), el caudal de alimentación (Q), el desnivel de trabajo

(h) y la altura de elevación (H). La ecuación por la que se relacionan es la siguiente:

q = R · Q · h / H

Por ejemplo: Q (Caudal de alimentación) = 100 litros/minuto

h (desnivel de trabajo) = 3 metros

H (Altura de elevación) = 24 metros

La relación H/h = 8, luego el rendimiento del ariete en estas condiciones equivale al

57% (0’57).

El caudal elevado q = 0,57 · 100 · 3 / 24 = 7,125 litros/minuto = 10260 l/día.

7.5 EL CAUDAL DE ALIMENTACIÓN (Q)

El ángulo de inclinación del tubo de alimentación (α) debe estar entre los 10º y los

45º con la horizontal. El caudal de alimentación del ariete dependerá del diámetro

de dicho tubo de acometida. En la siguiente tabla se pueden ver relacionados estos

parámetros, para tubería de hierro galvanizado, que es la más recomendable para

alimentar arietes hidráulicos.

Hay que tener en cuenta que el agua que se acelera en el tubo de alimentación, es

la que provoca el “golpe de ariete”, por lo que este ha de tener una longitud,

inclinación y diámetro adecuados, sin curvas ni estrechamientos que provoquen

pérdidas de carga por rozamiento.

7.6 ARIETE HIDRÁULICO UNIVERSAL

8. CONCLUSIONES

Los sistemas de acueducto primarios son adecuados para comunidades muy pequeñas ya que se presentan como una alternativa o solución a la escasez de agua en lugares de difícil accesibilidad como lo son algunas comunidades rurales, teniendo en cuenta aspectos como su bajo costo y su facilidad de operación, pues no requiere de personal calificado para manejarlo, ya que son sistemas creados por la necesidad del líquido vital que es el agua, constituyen una solución ligera, eficaz y amigable con el ambiente; por algo esos mecanismos y sistemas utilizados por décadas y décadas en algunos sitios emblemáticos existen y son importantes para la humanidad.

9. BIBLIOGRAFÍA

- "Ciencias de la Tierra 8 Edición – Una Introducción a la Geología Física. Edward J. Tarbuck, Frederick K. Lutgens". [CONSULTA: 19 Agosto 2013]. Disponible en: http://www.rutageologica.cl/index.php?option=com_content&view=article&id=393&Itemid=95&limitstart=13

- Aguas subterráneas [CONSULTA: 19 Agosto 2013]. Disponible en: http://www.astromia.com/tierraluna/aguasubterraneas.htm

- Captación de agua de lluvia [CONSULTA: 19 Agosto 2013]. Disponible en: http://www.organi-k.org.mx/7/ecotecnias/captacion-de-agua-de-lluvia

- SISTEMA PARA RECOLECCIÓN DE AGUA DE LLUVIA, [CONSULTA: 19 Agosto 2013]. Disponible en: http://idl-bnc.idrc.ca/dspace/bitstream/10625/25094/1/111607.pdf

- CAPTACIÓN DE AGUA DE LLUVIA: MANUAL DE USO Y MANTENIMIENTO PARA UN SISTEMA RESIDENCIAL, [CONSULTA: 19 Agosto 2013]. Disponible en: http://irrimexico.org/pdf/Manual_captacion_IRRI.pdf

- HISTORIA DE LOS SISTEMAS DE APROVECHAMIENTO DE AGUA LLUVIA, [CONSULTA: 19 Agosto 2013]. Disponible en: http://www.lenhs.ct.ufpb.br/html/downloads/serea/6serea/TRABALHOS/trabalhoH.pdf

- LÓPEZ CUALLA, Ricardo. ELEMENTOS DE DISEÑO PARA ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS. Sistemas Primarios, Galería de infiltración, pag. 27. Editorial Escuela Colombiana de Ingeniería, 2ª. Edición.

- GALERÍAS DE INFILTRACIÓN, [CONSULTA: 19 Agosto 2013]. Disponible en: http://www.slideshare.net/MIA-CIEMA/galerias-de-infiltracion

- DEFINICION DE MOLINO DE VIENTO, [CONSULTA: 19Agosto 2013]. Disponible en: http://www.madridejos.net/todomolinos/generalidades.htm

- MOLINO DE VIENTO COMO BOMBA DE AGUA, [CONSULTA: 19 Agosto 2013]. Disponible en: http://vidaverde.about.com/od/Tecnologia-y-arquitectura/tp/Para-Que-Sirve-El-Molino-De-Viento.htm

-

- ARIETE HIDRÁULICO, [CONSULTA: 19 Agosto 2013]. Disponible en: http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/flujoentuberias/elarietehidraulico/arietehidraulico.html