PROGRAMA DE ACUEDUCTO

1. PROGRAMA DE ACUEDUCTO UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE SANTIAGO (UTESA) Prof. José Pabel Batista. Tel:809-582-0417,Cel:809-973-8347 pabelbastistawordpress.com

2. DESCRIPCION • En esta asignatura se desarrollan los temas concernientes al diseño de los elementos componentes de un sistema de captación, producción de agua para una población determinada, haciendo especial énfasis en el sistema de distribución.

3. OBJETIVO GENERAL Aplicar principios de diversas ciencias para planear y diseñar eficazmente sistemas de abastecimiento de agua potable. Así como describir las actividades mas relevantes de la administración, operación y conservación de estos sistemas.

4. OBJETIVOS ESPECIFICOS Identificar la información esencial que se debe recopilar para la realización de proyectos de sistemas de abastecimiento de agua potable. Conocer los criterios generales de diseño de las obras de captación. Diseñar las diferentes partes que integran una línea de conducción para abastecimiento de agua potable. Así como diseñar una red de distribución de agua potable.

5. CONTENIDO UNIDAD I

6. Introducción. Importancia del suministro de agua. • Información básica para el proyecto. Periodos de diseños de cada componente. • Consumos y variaciones. Población de diseño. • Fuentes Superficiales y subterráneas. Tipos, capacidad, calidad, factibilidad técnico-económica. • Fuentes subterráneas. Acuífero libre y confinado. Capacidad-Manantiales, galerías y filtraciones. Pozos.

7. El agua constituye entre un 60 y un 70% (del peso) de todos los organismos vivos y es fundamental para la fotosíntesis. • La cantidad total de agua en la Tierra cambia muy poco año tras año. El ciclo hidrológico de evaporación y precipitación hace circular el agua de la Tierra entre los océanos, la tierra y la atmósfera. • El agua cubre el 75% de la superficie terrestre; el 97,5% del agua es salada, sólo el 2,5% es dulce. • Los casquetes de hielo y los glaciares contienen el 74% del agua dulce del mundo. La mayor parte del resto se encuentra en las profundidades de la tierra o encapsulada en la tierra en forma de humedad. Sólo el 0,3% del agua dulce del mundo se encuentra en los ríos y lagos.

8. Características del Agua Potable

9. Olor • Son Inodoras, ni tampoco después de 10 días a 26º C en recipiente cerrado. Los olores del Agua pueden ser: -Productos Químicos indeseables. -Materia Orgánica en descomposición. -Actinomicetos. - Bacterias. • El olor puede ser indicativo de Contaminación de diversos tipos. Un Agua Potable debe tener un sabor débil y agradable.

10. Sabor • Las aguas muy puras son menos agradables, debido a que tienen menos Minerales.Los Cloruros dan sabor salobre. El Magnesio lo produce amargo. El Aluminio sabor terroso • Salvo el sabor debido a Minerales que es fácilmente apreciable, el resto son indicadores de Contaminación o existencia de Algas Verdes - azuladas que dan sabor podrido y Algas Verdes sabor a Hierba. • Nunca probar el Agua si desconoce el Origen.

11. Color • No tiene Color • Si aparece color se debe a sustancias en suspensión o en solución. Color verde se debe a algas. Color Amarillo a pardo puede ser por presencia de Hierro y Manganeso, también desechos de cromato dan Color Amarillo. • Siempre que hay Color la calidad es deficiente. Turbidez • Toda agua Potable debe ser transparente, y no tener partículas insolubles en suspensión como Limo, Arcilla, Materia Mineral, Algas, etc.

12. Conductividad eléctrica • La medida de conductividad depende de la actividad y tipos de iones del agua. Por medio de la conductividad conocemos de forma global el grado de mineralización del agua, y podemos detectar infiltraciones de aguas superficiales de mineralización diferente, o detectar la infiltración de aguas contaminadas. Nitratos • Los nitratos existentes en el agua son, consecuencia de la nitrificación del nitrógeno orgánico o al atravesar el agua terrenos con ellos. Contaminación orgánica (aguas residuales) o por abonos químicos. • Los nitratos pasan a nitritos en el estomago, luego a sangre y forman metahemoglobina, con lo cual la absorción del oxígeno por la sangre disminuye, produciendo asfixia interna.

13. Nitritos • Los nitritos son indeseables en aguas potables de consumo publico, algunas aguas debido a terrenos por donde discurren o a las condiciones de almacenamiento, pobre en oxígeno, pueden presentar cierto contenido en nitritos. • La presencia de nitritos es indicador de contaminación • Las nitrosaminas que se pueden formar a partir de los nitritos producen cáncer de vías digestivas superiores y de hígado en animales de experimentación Cloruros • Depende mucho de los terrenos por donde atraviesan, pueden ser debidos al agua del mar, a suelos áridos lavados por la lluvia, o bien por contaminación de aguas residuales.

14. Magnesio • El magnesio junto al calcio sirven para calibrar la dureza del agua. La cantidad de Magnesio depende de los terrenos que el Agua atraviesa. • El Magnesio es indispensable para el Crecimiento Humano. • Concentraciones superiores a 125 mg/l tienen efecto Laxante. Dureza • La dureza es producida por los iones de calcio, magnesio, estroncio y bario. En suelos de basalto, arenisca y granito las aguas son blandas. En Suelos de Cal, Yeso, y dolomitas es Agua Dura. • Las blandas son aguas agresivas y facilita la disolución de metales de las cañerías, saturnismo (plomo). • Las duras precipitan el jabón, pueden presentar problemas de incrustaciones

15. El propósito Principal de un sistema de abastecimiento de Agua es suministrar Agua segura para el Consumo Humano a un costo razonable. El grado de tratamiento y la combinación de los procesos de potabilización dependen de la fuente de Agua y de su calidad. • La cantidad de Agua para mantener la vida de una persona es pequeña, pero al agruparse formando Comunidades, la cantidad se incrementa.

16. La Planeación, Diseño, Construcción y Supervisión de los Sistemas de Agua Potable han sido por largo tiempo una responsabilidad de Ingenieros Civiles. COORDINADORES

17. Servicio actual de Agua Potable

18. Descripción de las partes componentes del Sistema, estado de Conservación y grado de aprovechamiento de las mismas. I. Fuente(s) de Abastecimiento: • Ubicación con respecto a la localidad: Distancia y Niveles. • Gastos de Explotación y Potencial. • Calidad de Agua: Análisis Físicos, Químicos y Bacteriológicos. • Obra de captación: Plano detallado.

19. II. Conducción. Plano (s) de Planta y Perfil con indicaciones de gasto conducido, Diámetro, clase y estado de Conservación de la Tubería y Accesorios. III. Bombeo (s) • Planos de localización y detalle. • Número y Características de Bombas, Motores y Subestaciones Eléctricas y estado de Conservación.

20. IV. Potabilización. • Planos actualizado de localización y detalle. • Descripción y Características de las Unidades. • Gasto tratado, capacidad de proyecto y eficiencia. • Estado de conservación de las Unidades de proceso y del equipo. • Productos Químicos utilizados en el periodo de operación de la Planta y Consumos actuales. • Costos unitarios de potabilización: Máximo, Medio, Mínimo. • Problemas especiales de Potablilización, por cambios en la calidad del Agua Cruda.

21. V.Regularización. Plano de localización y de detalle del o de los tanques. Estado de conservación. VI. Distribución. Plano actualizado de la red indicando: • Escala. • Nombre de Calles. • Longitudes, Diámetros y clase de Tubería. • Válvulas. • Hidrantes para toma Publica. • Hidrantes contra incendio. • Estado de conservación de tuberías y accesorios. • Presión Manométrica en las horas de Máximo y Mínimo consumo en diferentes puntos de la red.

22. VII. Tomas • Cantidad (con Medidor y Sin Medidor) • Características. • Estado de Conservación. VIII. Estados Financieros

23. Período De Diseño

24. En la solución de un proyecto de abastecimiento de agua potable, el proyectista debe considerar el tiempo de vida útil de la obra, tomando en cuenta principalmente, aspectos económicos y la tendencia de crecimiento de la zona en estudio. • Es el intervalo de tiempo durante el cual se estima que la obra por construir llega a su nivel de saturación; este período debe ser menor que la vida útil.

26. Vida Útil

27. Es el tiempo que espera que la obra sirva a los propósitos de diseño, sin tener gastos de operación y mantenimiento elevados que hagan antieconómico su uso o que requiera ser eliminada por ineficiente.

29. SISTEMAS DE AGUA POTABLE • LOS COMPONENTES PRINCIPALES SON: • FUENTE DE ABASTECIMIENTO • CONDUCCIONES • DEPOSITOS DE ALMACENAMIENTO Y REGULARIZACION DEL REGIMEN DE CONSUMO • DISTRIBUCION • PIEZAS ESPECIALES: VALVULAS DE SECCIONAMIENTO, DE REGULACION DE CAUDAL, DE REGULACIÓN DE PRESION, MEDIDORES DE CAUDAL, HIDRANTES.

30. SISTEMAS DE AGUA POTABLE • DEPENDIENDO DE LAS CONDICIONES TOPOGRÁFICAS Y DE LA MAGNITUD DEL SISTEMA, SE PUEDEN REQUERIR: • ESTACIONES DE BOMBEO • ESTACIONES DE REFORZAMIENTO DE LA DESINFECCION

32. Consumos y Variaciones Demanda de incendio En las localidades donde sea necesario atender la demanda contra incendio, deben ubicarse hidrantes en función de las necesidades, equipo disponible y experiencia del cuerpo de bomberos. En condiciones de emergencia se acepta que el suministro de la red de distribución se destine a la zona de conflicto, mediante el manejo de válvulas, disminuyendo el servicio a los usuarios.

33. DOTACIONES CONSUMO DOMÉSTICO

34. Consumos y Variaciones DOTACIONES habitantes 300 lit/hab/dias

35. Estimación de la Población

36. Es la cantidad de personas que se espera tener en una localidad al final del Periodo de diseño del sistema de Agua Potable o Alcantarillado. • El Crecimiento de las Ciudades está sujeto a planes de desarrollo. Para su crecimiento se consideran las Zonas de Reserva previstas para el desarrollo de la Ciudad a corto mediano y largo plazo. PLANIFICACION URBANA.

37. En el Caso de aprovisionamiento básico de Saneamiento, es necesario conocer la definición de los usos del Suelo, según los Programas al respecto, para poder predecir la Población a servir y Diseñar la infraestructura de estos servicios con Proyección futura. • Debido a que la población es siempre un factor relevante en la estimación futura del Consumo de Agua, en la ocupación del suelo disponible, en la ampliación del fondo legal, en la generación de bienes y servicios, etc., es necesario predecir de alguna manera, cual será el incremento de la misma en tiempos determinados.

38. En el Diseño y Operación de sistemas relacionados con el Agua (suministro, tratamiento y desalojo), se requieren estimaciones de la Población a corto plazo (1 – 10 años) y a Largo Plazo (10 – 50 años). • Las predicciones de la Población son complejas y ciertamente las estimaciones pueden ser erróneas en cierto grado,dependen de componentes o factores particulares que pueden alterar el desarrollo Demográfico de la Comunidad.

39. Los factores que influyen en la Población y la tasa de su Crecimiento, incluyen: • Tasas de Nacimiento – Defunciones. • Tasas de Emigración – Inmigración. • Anexión. • Urbanización. • Políticas de descentralización de actividades Económicas. • Descubrimiento de nuevos Recursos Naturales. • Desarrollo de nuevas Industrias. • Actividad Comercial. • Uso del suelo. • Incremento en la esperanza de Vida.

40. Una vez fijada la vida útil de la obra, realizadas las investigaciones preliminares y la combinación de otros factores, se determina el desarrollo futuro que probablemente tendrá la población en estudio, considerando el incremento de habitantes, así como el tipo, número y magnitud de actividades. • Entonces es válido decir, en cierta medida, que la estimación del consumo o la aportación de agua potable está en función de la variación de la población basada en la proyección histórica de la misma; simultáneamente a una estimación a futuro del uso del agua para los diferentes propósitos.

41. La fuente de información más importante para obtener datos, son los censos levantados por el Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática (INEGI), que los realiza cada diez años. • Las Estimaciones de la población se obtienen aplicando los Métodos existentes para el cálculo de la población en un tiempo deseado (intercensal o postcensal), basándose en la interpolación y la extrapolación, según distintos Modelos Matemáticos.

42. Concluyendo que la cuantificación de la evolución Demográfica puede ser definida anticipadamente con cierta precisión; y en donde hay que proceder con cautela y aplicar la experiencia para decidir algún Método de predicción a usar.

43. Los Métodos más usuales para la estimación de la población a futuro o de Proyecto son: • Método Aritmético. • Método del Porcentaje Uniforme. • Método Prolongación de la Curva a ojo. • Método Logístico. • Método de Crecimiento Declinante. • Método de la Proporción.

44. Método Aritmético

45. Su Hipótesis se basa en el hecho de que la tasa de crecimiento es constante. La validez de este método se puede verificar examinando el crecimiento de la comunidad para determinar si se han producido incrementos aproximadamente iguales entre los Censos Recientes.

46. En términos Matemáticos, la Hipótesis puede ser expresada como: dp = K dt En donde dp/dt es la tasa de cambio de la población y K es una constante. K se puede determinar gráficamente, o a partir de las poblaciones en censos sucesivos, como: K=ΔP Δt La Población futura es luego estimada a partir de Pt = Po + Kt Pt = Población en algún tiempo futuro. Po= Población Actual. t = Periodo de la Proyección.

47. población actual y futura • Población actual • Ejem.: • Una urbanización de 300 viviendas. • 6habitantes por viviendas. • Pac= 300x6=1800 personas • Población futura • Pf=Pac(1+R)^n • R=tasa de crecimiento anual(2.5%). • N=período de diseño( 20 @ 40 ). • Pf=1800( 1+2.5/100)^20=2,950 personas

48. PERÍODOS DE DISEÑOS