Obras de Captació1 Lilyyyyy

7/24/2019 Obras de Captaci1 Lilyyyyy

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UNIVERSIDAD CATOLICA DE EL SALVADOR

Obras de captacin

Abastecimiento de agua y alcantarillado

Ana Lilian Sacalchote Mojica

06/09/2014


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INTRODUCCIN

Una obra de captacin se puede definir como una estructura destinada a captar o extraeruna determinada cantidad de agua corriente.

En general, las obras de captacin dependen de las caractersticas de las corrientes de aguaque la abastecen, desde este punto de vista encontramos corrientes de montaa y corrientesde valles aluviales, adems podemos distinguir dos tipos de corrientes superficiales sinregulacin y corrientes superficiales con regulacin de caudal.


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OBRAS DE CAPTACIN

Las obras de captacin son las obras civiles y equipos electromecnicos que se utilizanpara reunir y disponer adecuadamente del agua superficial o subterrnea. Dichas obrasvaran de acuerdo con la naturaleza de la fuente de abastecimiento su localizacin y

magnitud. Algunos ejemplos de obras de captacin se esquematizan en laFig 2.1 . Eldiseo de la obra de captacin debe ser tal que prevea las posibilidades de contaminacindel agua.

Fig. 2.1 Obra de Captacin


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Es necesario separar en el trmino general de obra de captacin el dispositivo decaptacin propiamente dicho y las estructuras complementarias que hacen posible su buenfuncionamiento. Un dique toma, por ejemplo, es una estructura complementaria, ya que sufuncin es represar las aguas de un ro a fin de asegurar una carga hidrulica suficiente parala entrada de una estabilidad y durabilidad. Un dispositivo de captacin puede consistir de

un simple tubo, la pichancha de una bomba, un tanque, un canal, una galera filtrante, etc.,y representa parte vital de la obra de toma que asegura, bajo cualquier condicin dergimen, la captacin de las aguas en la calidad prevista. El mrito principal de losdispositivos de captacin radica en su buen funcionamiento hidrulico.

OBRAS DE CAPTACIN METERICAS

CAPTACIN DE AGUAS PLUVIALES

La captacin de estas puede hacerse en los tejados o reas especiales debidamentedispuestas. En estas condiciones el agua arrastra las impurezas de dichas superficies, por loque para hacerla potable es preciso filtrarla. La filtracin se consigue mediante lainstalacin de un filtro en la misma cisterna. Un dispositivo de este tipo se ilustra enlafigura 2.2


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Fig. 2.2 Captacin de Agua Pluvial

La recoleccin de agua de lluvia como nica fuente de agua, slo es conveniente enregiones con lluvia confiable a lo largo del ao (o donde no estn disponibles otras fuentesde agua), debido a que las obras individuales de almacenamiento para todas las casas deuna comunidad rural pueden ser costosas. La cantidad de agua de lluvia que puede

recolectarse depende del rea de captacin y de la precipitacin promedio anual. Unmilmetro de lluvia en un metro cuadrado produce alrededor de 0.8 litros de agua,considerando la evaporacin y otras prdidas.

Cuando se disea un sistema de captacin de aguas pluviales es necesario determinar elrea de captacin y el volumen de almacenamiento.


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Vs= D x t x ( 1 + l) x P

Donde:

Vs : Volumen de almacenamiento necesario para satisfacer la demanda en poca de secas

D : dotacin, L/ hab./ da

t : tiempo que dura la temporada de secas, das

l : Factor de seguridad, mnimo 30 % en decimal

P : nmero de habitantes

El volumen anual de agua de lluvia captada se puede estimar a partir de la ecuacin ( 1 )

donde se relaciona la precipitacin media anual y rea de captacin. En diseosconservadores es conveniente considerar que se pueden aprovechar el 75 % de laprecipitacin total anual.

Vc = Prx A x n ( 1 )

Donde:

Vc: volumen anual captado, m3

Pr: precipitacin media anual, m

A : rea de captacin, m2

n : eficiencia de captacin del agua pluvial, decimal

Si el volumen anual captado es mayor que el volumen de almacenamiento necesario parasatisfacer la demanda durante la poca de secas, no existir problema de suministro. En elcaso contrario, se tendrn problemas de abastecimiento. Entonces, al considerar sistemas deabastecimiento con agua de lluvia, se deber garantizar al menos que el volumen captado esigual al volumen almacenado para satisfacer la demanda durante la poca de sequa.


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EJEMPLO 1

Calcular el volumen de agua que se debe almacenar en una cisterna para una poblacin de1500 habitantes si se les asigna una dotacin de 100 l/hab./da. La precipitacin mediaanual es de 90 cm, y la poca de lluvias dura 4 meses. Determinar el rea de captacin

requerida para satisfacer el volumen de almacenamiento requerido.

Solucin:

La duracin de la poca de sequa ser:

T = 8 meses x 30 das /mes = 240

El volumen necesario Vs, para el consumo en poca de secas, considerando un factor deseguridad de 30% ser.

Vs = 100 L / hab. d x 240 d x (1 + 0.30 ) x 1500 hab = 4.68 x 107Litros

Vs= 46, 800 m3

El volumen anual captado, considerando la precipitacin media anual de 0.90 m, y undiseo conservador (75 % de eficiencia de captacin), ser:

VC= 0.90 x A x 0.75 = 0.675 X A

Para que no exista problema de suministro, al menos debe tenerse que: VC= Vs

0.675 X A = 46800 m3

Por lo que el rea de captacin necesaria es :

A = 46800 / 0.675 = 69,333 m2

Es poco probable que la totalidad de las viviendas de la localidad considerada tengan lasuperficie de techos necesaria para proporcionar el rea requerida para captar el aguasuficiente, por lo que se requerira la construccin de patios de captacin de agua pluvial

para que sta fuera considerada una fuente confiable de abastecimiento.

Las superficies de captacin de agua de lluvia en piso pueden ser materiales impermeablesque han recibido acondicionamiento qumico (por ejemplo, la mezcla de sales de sodio concapas superficiales de suelo arcilloso) Si la superficie es lisa y el escurrimiento se almacenaen un depsito, las prdidas por evaporacin, saturacin del material base e infiltracin, soncasi nulas. Como regla general, las perdidas en superficies de captacin a nivel de piso con


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recubrimiento de concreto o asfalto son menores al 10 %; En techos aislados recubiertoscon brea (alquitrn) y grava esparcida son menores al 15 %; y en techos de lmina metlicaprcticamente no hay prdidas.

Se recomienda la construccin de trincheras que desven los escurrimientos superficiales

protejan el rea de captacin en piso. Asimismo, se recomienda instalar cercas para evitar elpaso de animales y personas.

Las tapas de registro deben estar bien selladas. Es conveniente que los tubos de ventilacinestn protegidos con rejillas para evitar el paso de animales e insectos, y se tengaprevisiones para evitar el paso de luz, polvo y agua superficial. La cisterna dealmacenamiento debe ser impermeable, con superficies interiores El orificio del registrodebe tener un brocal bien sellado y que sobresalga del nivel de piso por lo menos 10 cm. Latapa de registro debe cubrir el brocal y proyectar, por lo menos 5 cm, su pestaa haciaabajo. Para evitar contaminacin y accidentes la tapa del registro debe cerrarse con

candado.

Es importante contar con previsiones para desviar el agua de las primeras lluvias, poca enque se lava el rea de captacin despus del estiaje. Tambin, se recomienda contar condrenes al fondo de la cisterna de almacenamiento con el objeto de drenar sedimentosacumulados y facilitar el lavado de la misma. Ninguna tubera que entre o salga de lacisterna de almacenamiento deber conectarse al drenaje sanitario.

Las cisternas enterradas pueden construirse con tabique o piedra, aunque se recomienda elconcreto reforzado. Si se utiliza tabique o piedra, estos deben ser bajos en permeabilidad y

colocarse con juntas de cemento Prtland. Los tabiques deben humedecerse antes de sucolocacin. Un recubrimiento con mortero cemento-arena 1:3 ayudar a impermeabilizar eldepsito. Con el fin de conseguir una superficie dura y no absorbente, se utiliza una llanapara aplanar el recubrimiento antes de que se haya endurecido.

Es necesario mantener limpias todas las conducciones que colecten agua de lluvia hacia lacisterna. Los canales y techos deben mantenerse inclinados hacia la cisterna con el fin deevitar estacionamientos de agua.

Los techos utilizados para captar agua de lluvia no deben pintarse. Materiales tales comolas tejas vidriadas y el acero galvanizado son apropiados para superficies de captacin.

El agua atmosfrica susceptible de aprovecharse mejor, hasta ahora, es el agua de lluvia.

OBRAS DE CAPTACIN SUPERFICIALES.

Para el diseo de obras de captacin superficiales se requiere obtener, la informacinsiguiente:


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a).- Datos Hidrolgicos

Gasto medio, mximo y mnimo

Niveles de agua normal, extraordinario y mnimo

Caractersticas de la cuenca, erosin y sedimentacin

Estudios de inundaciones y arrastre de cuerpos flotantes

b).- Aspectos Econmicos

Planeamiento de opciones, eleccin de la ms econmica que cumpla con losrequerimientos tcnicos

Costos de construccin, operacin y mantenimiento

Costo de las obras de proteccin

Tipo de tenencia del terreno

Tipos de obras de toma.

Dependiendo de las caractersticas hidrolgicas de la corriente, las obras de captacinpueden agruparse en los siguientes cuatro tipos:

a).- Captaciones cuando existen grandes variaciones en los niveles de la superficie libre.

Torres para captar el agua a diferentes niveles, en las mrgenes o en el punto ms profundodel ro, (Fig. 2.3)


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Fig. 2.3 Torres para captar agua a diferentes niveles

Estaciones de bombeo flotantes. Tambin pueden usarse en lagos o embalses (figuras 2.4a.y 2.4b).


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Fig. 2.4 a) Estacin de bombeo Flotante

CAPTACIN EN RIO NAVEGABLE EMBALSES O EN LAGOS Y LAGUNAS

(Fig. 2.4 b)


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b).- Captacin cuando existen pequeas oscilaciones en los niveles de la superficie libre,como estaciones de bombeo fijas con toma directa en el ri o en un crcamo.(Figura 2.5)

Fig. 2.5 a) En un crcamo

Fig. 2.5 b) En ro


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Fig. 2.5 Estacin de bombeo

Canales de derivacin con o sin desarenadores. Una estructura de este tipo comprende,

esencialmente (Figura. 2.6 )

F ig. 2.6 Canal con deri vacin

Un muro equipado corrientemente de una compuerta en prevencin de las crecidas (V 1)

Una incisin de la margen provista de compuertas que permiten detener las aguas en excesoy cerrar la toma (V2).

Un canal ( C ) que, partiendo de la incisin cuente en su origen con un vertedor (D) quepermita el retorno del agua sobrante al ro, y

Una compuerta (V3) que permita cerrar completamente el canal.

c ).- Captaciones para escurrimientos con pequeos tirantes

muro con toma directa. (Fig. 2.7)


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F ig 2.7 Muro con toma dir ecta

Fig. 2.8 Muro vertedor con caja y vertedor lateral

Muro con caja y vertedor lateral. (F ig. 2.8)

Muro con vertedor y caja central. (Fig. 2.9)


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(Fig. 2.9) Muro vertedor con caja central y toma

d).- Captacin directa por gravedad o bombeo

Este es el caso comn para sistemas rurales por lo que se presentar con mayor detalle enun apartado especial.

Captacin directa

Cuando el agua de un ro est relativamente libre de materiales de arrastre en toda poca delao, el dispositivo de captacin ms sencillo es un sumergido. Es conveniente orientar la

entrada del tubo en forma tal que no quede enfrente la direccin de la corriente, y se debeproteger con malla metlica contra el paso de objetos flotantes(Fig 2.10 ).


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Fig. 2.10 Mtodos de proteccin de la entrada a la lnea de conduccin

La sumergencia del dispositivo debe ser suficiente para asegurar la entrada del pago delgasto previsto en el sistema. En vista de que la direccin y velocidad de la corriente nopueden determinarse con exactitud en la zona de acercamiento es conveniente suponer una

prdida de carga por entrada equivalente a la carga de velocidad (V2 / 2g), siendo V lavelocidad de flujo en el tubo para el dimetro y gastos dado y, g la aceleracin de lagravedad.

Esa prdida se aumenta considerablemente si la entrada est protegida con rejillas. Su valorpuede estimarse tomando en cuenta el rea libre de entrada al tubo y el coeficiente decontraccin del flujo a travs de la rejilla. Si por ejemplo, una rejilla reduce el rea del tuboen un 40 % y el coeficiente de contraccin es del orden de 0.5, la perdida por entrada serde.

hs= 1 x V2

0.6 x 0.5 2g

En el caso en que la captacin por gravedad no sea factible debido a la topografa el mtodode captacin recomendable es por bombeo. De las bombas disponibles comercialmente, labomba centrfuga horizontal tiene la ventaja de que la ubicacin del equipo de bombeo y elpunto de captacin pueden ser distintos, o sea que la estacin de bombeo pude construirseen el sitio ms favorable desde el punto de vista de cimentacin, acceso, proteccin contrainundaciones, etc. Su desventaja principal es que la altura de succin queda limitada y el

desnivel mximo permisible entre la bomba y el nivel de bombeo, es relativamentepequeo (Fig. 2.11)


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Fig. 2.11 Captacin directa con bomba centrfuga horizontal

De hecho, se puede afirmar que cuando se trata de la captacin directa de las aguassuperficiales, el tipo de bomba ms comnmente empleada es la bomba centrfugahorizontal.

Su localizacin recomendable se ilustra en la (Fig. 2.12)

Fig. 2.12 Localizacin recomendable de la toma directa en curvas

La bomba centrfuga vertical (tipo pozo profundo ) tiene mayor eficiencia, pero el costo delequipo es mayor y la estacin de bombeo tiene que ubicarse directamente por encima delpunto de captacin. Estas condiciones a veces representan problemas graves decimentacin, resultando obras de construccin sumamente costosas no compatibles consistemas rurales (fig. 2.13).


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F ig. 2.13 Captacin directa con bomba centr if uga vertical

OBRAS DE CAPTACIN DE AGUAS SUBTERRNEAS.

El agua subterrnea existe casi en cualquier parte por debajo de la superficie terrestre, laexploracin de la misma consiste bsicamente en determinar en dnde se encuentra bajo lascondiciones que le permitan llegar rpidamente a los pozos a fin de poder ser utilizada enforma econmica. La manera prctica de hacer lo anterior incluye la aplicacin deconocimientos tcnicos, experiencia en la perforacin y sentido comn.(Fig. 2.14

Identificacin de las aguas subterrneas).


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(F ig. 2.14)

A continuacin se describe un enfoque para realizar una exploracin del agua subterrnea.

Ciertos indicios tiles en la localizacin de abastecimientos de agua subterrnea son porejemplo, que sta probablemente se encuentra en mayores cantidades bajo los valles que enlas partes altas; en las zonas ridas cierto tipo de plantas; nos indican que el agua que lasnutre se encuentra a poca profundidad; asimismo en las reas en donde el agua aparecesuperficialmente como son manantiales, pantanos y lagos, tambin debe existir aguasubterrnea aunque no necesariamente en grandes cantidades o de buena calidad; sinembargo, los indicios ms valiosos son las rocas, ya que los hidrlogos y los gelogos lasagrupan sin importar que sean consolidadas como las areniscas, calizas, granitos ybasaltos; o no consolidadas como las gravas, arenas y arcillas.

La grava, la arena, y las calizas, son las mejores conductoras del agua, sin embargo, soloconstituyen una parte de las rocas que forman la corteza terrestre y no todas ellas aportan lamisma cantidad de agua.

La mayor parte de las rocas constituidas de arcilla, lutitas y rocas cristalinas son en generalpobres productoras, pero pueden aportar agua suficiente para usos domsticos en las reasen donde no se encuentran buenos acuferos.

Los lineamientos generales para realizar una exploracin del agua subterrnea son lossiguientes:


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Primero se elabora un plano geolgico que muestre los diferentes tipos de roca que aflorena la superficie y de ser posible, secciones y explicaciones anexas, deben mostrar justamentecules rocas son probables conductoras de agua y en donde se encuentran por debajo de lasuperficie.

Despus de reunirse toda la informacin respecto a la existencia de pozos, su localizacin,profundidad de perforacin, profundidad a nivel del agua, caudal promedio y el tipo derocas que se hayan encontrado al perforar.

La historia de los pozos en donde el perforista ha tenido el cuidado de registrar laprofundidad y el tipo de los diferentes estratos que ha ido encontrando al realizar laperforacin, siempre son de gran utilidad para conocer las condiciones geohidrolgicas decualquier regin.

La historia de un pozo es realmente til cuando incluye lo siguiente: Muestras de las rocas,

informacin de cules estratos contienen agua y con qu facilidad la ceden, la profundidada que se encuentre el nivel esttico del agua en los estratos que la contengan y los datos delas pruebas de aforo y bombeo de cada uno de los acuferos a fin de poder determinarcunta agua pueden aportar y cunto se abate el nivel del agua de acuerdo a los caudales debombeo.

Cuando no hay pozos o no existe la suficiente informacin sobre ellos, es necesarioperforar algunos pozos de exploracin, mediante los cuales se obtienen muestras delmaterial encontrado durante el avance de la perforacin, mismo que posteriormente esexaminado y analizado para determinar cules estratos son los que contienen agua y de que

tamao son las reas en que se extienden.

Los reportes y los planos que sobre las condiciones geohidrolgicas de cualquier regin seelaboren, deben mencionar los lugares en donde puede encontrarse el agua subterrnea, lacalidad qumica de sta y en forma muy general que cantidad puede obtenerse, asimismolos lugares en que tienen lugar la recarga y descarga natural de los acuferos.

RECONOCIMIENTOS GEOLGICOS:

Mediante los reconocimientos geolgicos es posible obtener conclusiones hidrogeolgicasde una regin, pudindose avanzar en forma rpida gracias al desarrollo que ha tenido altimas fechas la fotointerpretacin; sin embargo, en cualquier estudio siempre sernnecesarios los reconocimientos de campo, que permiten afinar lo observado en lasfotografas.

En la exploracin, el gelogo se sirve de la petrografa, de la estratigrafa de la geologaestructural y de la geomorfologa.


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La petrografa constituye uno de los renglones ms importantes dentro de losreconocimientos geolgicos, ya que mediante ella, es posible determinar la porosidad y lapermeabilidad caracterstica de los diferentes tipos de roca, eliminando en funcin dedichas caractersticas, las zonas que no representan condiciones favorables para lalocalizacin del agua subterrnea.

La porosidad determina la cantidad de agua que puede almacenarse y la permeabilidad lafacilidad con que sta puede extraerse.

CAPTACIN DE MANANTIALES:

Generalidades.

El principal objetivo es captar y aprovechar los pequeos manantiales, que se encuentrangeneralmente en las laderas de las montaas, con el fin de llevar el agua a las partes bajas,

donde se aprovechar para el consumo humano ( figura 2.1.a)

Los factores ms importantes que intervienen en la localizacin, direccin y rea deinfluencia de los afloramientos son:

- El ciclo hidrolgico de la regin

- La topografa

- La geologa de la cuenca

Las aguas de manantial generalmente fluyen desde un estrato acufero de arena y grava yafloran a la superficie debido a la presencia de un estrato de material impermeable, talcomo arcilla o roca, que les impide fluir e infiltrarse. Los mejores lugares para buscarmanantiales son las laderas de montaas. La vegetacin verde en un cierto punto de unrea seca puede indicar la presencia de un manantial en el lugar o aguas arriba. Loshabitantes de la zona son los mejores guas, y probablemente, conocen todos losmanantiales del rea.

El agua de manantial generalmente es potable, pero puede contaminarse si aflora en unestanque o al fluir sobre el terreno. Por esta razn el manantial debe protegerse conmampostera de tabique o piedra, de manera que el agua fluya directamente hacia unatubera, evitando as que pueda ser contaminada.

Para proteger el manantial debe excavarse la ladera donde el agua sale y construirse untanque o caja de manantial, como se muestra en la (Fig. 2.15) El detalle de la figuramuestra la unin de la tubera con los codos a 90o, con el fin de permitir que el filtro sealevantado sobre el nivel del agua para su limpieza. Debe tenerse el cuidado de no excavar


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demasiado en el estrato impermeable, ya que puede provocarse que el manantialdesaparezca o aflore en otro sitio.

Fig. 2.15 Caja de Manantial

Antes de construir el muro de la caja de manantial adyacente a la ladera, es convenienteapilar rocas sin juntear contra el ojo del manantial. Esto es con el fin de construir unacimentacin adecuada del muro posterior para evitar que al salir el agua deslave el materialdel acufero. Debe tenerse presente que despus de una lluvia el agua puede fluir msrpidamente por lo que el muro debe quedar firmemente colocado, para ello se puedenemplear rocas de gran tamao combinadas con algunas pequeas, grava e incluso arenapara llenar los espacios.

La tubera de salida debe estar colocada a cuando menos 10 cm sobre el fondo de la caja ybajo el nivel donde aflora el agua. Si el nivel del agua en la caja del manantial fuera muyalto, los sedimentos podran bloquear el afloramiento del agua. En el extremo de la tuberade salida, localizado en interior de la caja, debe instalarse un filtro para evitar que piedras,ramas u otros objetos obstruyan la tubera. Una manera de hacer este filtro es con un tramocorto de tubera de polietileno, taponado en un extremo y con pequeas perforaciones a sualrededor. Tambin debe instalarse una tubera de demasas de dimetro suficiente para


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desaguar el gasto mximo en poca de lluvias bajo el nivel de afloramiento del agua. Elextremo de la tubera de demasas localizado en el interior de la caja debe quedar cubiertocon un filtro adecuado para mantener fuera a los mosquitos y a las ramas. La losa de la cajadebe quedar al menos 30 cm arriba del nivel del terreno para evitar que el agua de lluviaentre a la caja. Tambin con esta finalidad, el registro que se construye en el

techo de la caja debe tener un reborde de 10 cm. La tapa de registro debe quedarasegurada con bisagras y candado. Una tercera tubera localizada en el fondo de la caja seinstala con la finalidad de extraer los sedimentos. Esta tubera debe tener en su extremo untapn que no pueda retirar cualquier persona sin herramientas.

Si no es posible hacer una excavacin suficiente para que el fondo de la caja del manantialest 10 cm por debajo de la tubera de salida, entonces puede usarse una tubera de 5 cm dedimetro y conducir el agua a otra caja localizada a una distancia no mayor de 50 m a lacual se le llama trampa de sedimentos(Fig.2.16). Esta caja tambin debe tener losa,

tubera de demasas a prueba de mosquitos y tubera de salida a 10 cm del fondo confiltro. Si el manantial tiene un rendimiento menor a 5 litros por minuto la trampa se puedeconstruir para varios manantiales, como se muestra en la (Fig. 2.16). Esta caja debecontar con registro


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Fig. 2.16 Tres manantiales protegidos conectados a una trampa de sedimentos

Los manantiales pueden ser de afloramiento, de emergencia, de grieta o filn segn losinsterticios de donde proviene el agua y de tipo artesiano segn su origen Fig. 2.17.


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(F ig. 2.17)

La captacin se puede hacer mediante cajas cerradas de concreto reforzado o mamposteradenominadas cajas colectoras. El agua se debe extraer solamente con una tubera queatraviese la caja. Se debe excavar lo suficiente para encontrar las verdaderas salidas del


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agua, procurando que la entrada del agua a la caja de captacin se efecte lo ms profundoposible, se debe de dotar a la caja de un vertedor de demasas

CAPTACIN POR GALERAS FILTRANTES.

Una galera filtrante se utiliza principalmente para captar el agua sublvea de corrientessuperficiales, construyndose de preferencia en los mrgenes, paralelamente a la corriente otransversalmente, tambin cuando el agua subterrnea est a profundidad moderada. Estasobras, en lo general, deben proyectarse de acuerdo con la posicin y forma del acufero, conel corte geolgico y con las curvas de nivel del terreno y de la superficie exterior del nivelfretico, a fin de orientar la galera con la direccin de la mayor pendiente de la superficieformada por el nivel de saturacin.

Las galeras filtrantes son excavaciones en tneles o a cielo abierto, revestidas o no, quepenetran en la zona de saturacin del terreno para captar y colectar por gravedad el agua

del subsuelo.

Se pude calcular el gasto de extraccin de una galera filtrante utilizando la ley de Darcy

Tomando en consideracin el tipo de terreno en cual se haya.

Si se tiene un excavacin uniforme el rea es funcin de Y; entonces

Q = K Ai


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Este gasto es unitario, es decir, por metro de longitud de galera y por lado ya querepresenta el aportado por una sola de sus paredes.

Donde:

Q = Gasto en m3/dia..

K = Coeficiente de permeabilidad y su valor vara segn el dimetro efectivo del materialadyacente como ya se explic.

R = Radio del crculo de influencia en m.

H = Carga esttica o distancia vertical del nivel esttico al estrato impermeable en m.

L = Longitud de la galera en m.

h' = Abatimiento observado.

El rea de penetracin queda definida por la grava de envoltura del tubo de recoleccin y lalongitud total del mismo. Para los afectos de adaptacin indirecta de aguas superficialesnormalmente se toma el rea de la cara hacia l rio, dejando el flujo desde el lado opuestocomo margen de seguridad. El gradiente hidrulico disponible es tomado desde el niveldel agua en l rio hasta la grava de envoltura. Por consiguiente, i = Z/L siendo Z laprofundidad de la grava de envoltura con respecto al nivel esttico de las aguassubterrneas y L, la distancia desde la orilla del rio hasta la galera. Como se puede ver en

esta forma se obtiene el gradiente mnimo, ya que para estratos de alta permeabilidad puedepresentarse el caso en que la depresin del nivel de las aguas subterrneas se inicie cerca dela galera, y la distancia L para el mismo valor de Z ser mucho menor. Esta condicin serefleja en una produccin superior a la estimada, por lo tanto, se tendr un factor deseguridad adicional.

Es de observarse, tambin, que tanto el nivel del ri como el nivel esttico de las aguassubterrneas vara segn la poca del ao. Evidentemente, habr que disear la galeratomando como base el nivel mnimo estimado.

El dimetro y la separacin de las perforaciones de la tubera de recoleccin se calculanpara obtener una velocidad de entrada tal que se evite un arrastre de partculas finas desdeel acufero hasta dicha tubera. Esta velocidad puede fijarse de 5 a 10 cm/s, logrando estevalor en la mayora de los casos sin dificultad alguna. El tamao de la grava de envolturaes funcin de la granulometra del acufero y de las perforaciones de la tubera derecoleccin empleando normalmente piedra picada de a 1 de dimetro nominal cerca delacufero y tamaos ligeramente mayores cerca del tubo.


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La posicin de la galera en un ro puede ser transversal a la corriente o paralela a elladentro o fuera del cauce, de acuerdo con la distribucin y la circulacin del agua fretica osublvea, que se determinarn por la observacin de los pozos de exploracin.

Localizacin.- Se pueden construir paralelas o perpendiculares a la corriente, lo primero es

lo ms recomendable, debindose hacer la construccin en el estiaje( figuras 2.22, 2.23,2.24, 2.25 y 2.26).

Galeras constru idas por medio de tubos.-En la captacin de agua por medio de galerasfiltrantes se utilizaron varios aos perforadas con dimetro menor a 45 cm.

El uso de tubos de concreto obligada a tener grandes dimetros y longitudes importantes degalera que encarecera mucho la obra; adems, el manejo de los tubos de concreto simpleperforados tena que ser muy cuidadoso.

Las galeras filtrantes se emplean tambin en la captacin de manantiales cuando sepresentan en las laderas o cuando afloran en una superficie y no en un punto definido(figuras 2.21e , 2.21.f y 2.21.g).

Hidrulica de las galeras.- Las formulas tericas que se han desarrollado para l clculode los gastos que se pueden captar con una galera filtrante estn basadosfundamentalmente en la Ley de filtracin de Darcy, y en las teoras sobre el

escurrimiento del agua en medios permeables, homogneos e isotrpicos.

Tambin el diseo de la galera se puede hacer como sigue: conocido el gasto requerido, se

elige un dimetro en los catlogos de tubera de acero ranurada por ademe, de preferencia lade tipo concha, con ranuras de 4.78 a 6.35 mm, obteniendo el rea de infiltracinrequerida, dividiendo el gasto entre la velocidad de entrada del agua a travs de las ranuras,considerando un valor de 1.0 cm/seg. La longitud de la tubera se obtendr dividiendo elrea obtenida entre el rea de infiltracin por metro, del dimetro considerado.

SISTEMA DE PUYONES.

Tambin se puede captar el agua fretica por un sistema llamado de puyones, cuando elmedio permeable es arenoso y superficial.

Este sistema consiste en hincar en el terreno una serie de tubos de pequeos dimetros ( 1"a 2" ) y de 4 o 5 metros de longitud ( figura2.28 ) .

Estos tubos se perforan y se hincan a distancias que fluctan entre 30 y 60 m. una de otra yse conectan todos a un tubo mltiple principal, que a su vez est conectado a una bombacentrfuga. Con ste sistema se captan pequeas cantidades de agua, pues cada puyn en


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stas condiciones capta ms de 1 lts./seg. Su empleo en nuestro medio depende de lascaractersticas del suelo y del nivel fretico.

La tubera de la galera quedar unida al crcamo de bombeo.

Para fijar la localizacin. Profundidad y caractersticas de la galera se efectuarnpreviamente pruebas de campo, haciendo perforaciones de exploracin con profundidad de4 a 8 m. espaciadas de 5 a 10 m. en el eje probable de la galera.

POZOS PROFUNDOS.

QUE ES UN POZO DE AGUA?

Es una perforacin forrada o encamisada que intercepta las corrientes o acumulaciones deaguas subterrneas con el fin de extraerlas.

Ya hemos visto que al agua artesiana est a presin diferente de la atmosfrica por estarconfinada entre dos capas de terreno impermeable.

De las aguas subterrneas, sta es la fuente que ms agua proporciona y a la que se recurrecuando se abastece a poblaciones de fuerte concentracin demogrfica.

Un pozo artesiano es aquel en el que el agua se eleva por encima del nivel en que seencuentra el acufero, debido a la presin del agua aprisionada en el acufero (Figura 2.29)


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Conclusin

Las captaciones pueden plantearse para diversos usos, en esta forma su diseo depender delas condiciones especficas del sitio y de la naturaleza del aprovechamiento requerido.Segn lo anterior, se pueden distinguir captaciones destinadas al abasto de agua potable

(acueductos rurales), captaciones de agua destinadas a la electrificacin rural (pequeascentrales hidroelctricas) y captaciones de agua con fines de uso agrcola (riegos).

El desarrollo de estos apuntes, por conveniencia se orientaran fundamentalmente al tipo deobras de captacin definidas anteriormente, en consecuencia, la presentacin obedecer a lasecuencia sealada; abasto de agua potable, electrificacin rural y riegos, es importanteanotar que las captaciones de las estaciones de bombeo, las captaciones en las fuentessubterrneas y otras captaciones como la desalinizacin no cubrirn respectivamente, larazn es que estas obras se tratan con profundidad en forma exclusiva en otras materias, porlo tanto escapan a los alcances del presente capitulo.

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Obras de Captació1 Lilyyyyy