GUA PARA EL DISEO Y CONSTRUCCIN DE

CAPTACIN DE MANANTIALES

Lima, 2004

El presente documento fue elaborado por el consultor ingeniero Roger Agero para la Unidad de Apoyo Tcnico en Saneamiento Bsico Rural del Centro Panamericano de Ingeniera Sanitaria y Ciencias del Ambiente.OPS/CEPIS/04.107

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Contenido

Introduccin3

Captulo IGeneralidades

1.1 Definiciones4

Captulo II Fuentes de abastecimiento, tipos de sistemas y periodos de diseo

2.1 Fuentes de abastecimiento5

2.1.1 Tipos de fuentes de agua52.2 Tipos de sistemas62.3 Poblacin, periodos y caudales de diseo7

Captulo III Captacin de manantiales

3.1 Tipos de captacin9

3.2 Captacin de un manantial de ladera y concentrado103.3 Captacin de manantial de fondo y concentrado17

Captulo IV Construccin de captacin

4.1 Construccin de captacin en manantial de ladera20

4.2 Construccin de captacin en manantial de fondo22

Bibliografa24OPS/CEPIS/04.107

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INTRODUCCIN

El objetivo de esta gua es el de proporcionar a los profesionales informacin y conceptos actualizados, y las herramientas necesarias para el diseo y construccin de captaciones de agua de manantiales para sistemas de agua potable. Para tal efecto, la gua estar dividida en cuatro captulos.

El primero incluir informacin sobre los aspectos generales relacionados a las definiciones y glosario de trminos. Asimismo, el segundo captulo se detallar informacin sobre las fuentes de abastecimiento, tipos de sistemas y periodos y caudales de diseo.

El tercer captulo desarrollar los diseos de las obras de dos tipos de captaciones; por un lado, de un manantial de ladera y concentrado y, por otro, de un manantial de fondo y concentrado. En cada caso, se detallar su diseo hidrulico, su dimensionamiento y su diseo estructural.

En el captulo cuarto, se presentar informacin para la construccin de captaciones en manantiales de ladera y de fondo.

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Gua para el diseo y construccin de captacin de manantiales

Captulo I. Generalidades

Definiciones

.Afloramiento: Punto o zona por donde fluye el manantial hacia la superficie..Aforo: Medicin del flujo del manantial expresado generalmente en lt/seg.

.Aleros: Parte de la estructura de la captacin que acta como barrera impermeable, marca el lmite lateral de la captacin y permite que el agua sea conducida a la cmara hmeda.

.rea de captacin: rea comprendida entre la cmara hmeda, los aleros y la zona o punto de afloramiento.

.rea de proteccin: Sector circular comprendido entre la captacin y un radio de 100 a 150 m hacia atrs como medida de recarga del acufero.

.Barraje: Presa que permite concentrar el caudal del manantial para conducirlo a la cmara hmeda..Cmara hmeda: Compartimiento donde se colecta toda el agua captada.

.Cmara seca: Compartimiento donde se ubican las vlvulas y accesorios de control de la captacin.

.Lmite de proteccin: Permetro alrededor de la caja de captacin que debe ser preservada como proteccin a la contaminacin.

.Manantial de ladera: Agua subterrnea que fluye hacia la superficie por efecto de la gravedad.

.Material permeable: Grava clasificada por donde discurre el agua entre el punto de afloramiento y la cmara hmeda.

.Rebose: Sistema que permite evacuar el excedente de agua hacia el exterior de la captacin.

.Sellado: Capa de concreto o material impermeable que se dispone sobre el material permeable, para evitar la contaminacin de las aguas colectadas..Ventana: Orificio por donde fluye el agua hacia la cmara hmeda.

.Zanja de coronacin: Es un canal perimetral ubicado en la parte superior de la captacin, que permite colectar las aguas superficiales producto de las precipitaciones. Protege a la captacin de contaminacin por aguas superficiales.

.Manantial de fondo: Agua subterrnea que fluye hacia la superficie por efecto de la presin ejercida por el acufero confinado, tambin denominado de flujo artesiano.

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Captulo II. Fuentes de abastecimiento, tipos de sistemas y periodos de diseo

Fuentes de abastecimiento

Las fuentes de agua constituyen el principal recurso en el suministro de agua en forma individual o colectiva para satisfacer sus necesidades de alimentacin, higiene y aseo de las personas que integran una localidad.

Su ubicacin, tipo, caudal y calidad del agua sern determinantes para la seleccin y diseo del tipo de sistema de abastecimiento de agua ha construirse. Cabe sealar que es importante seleccionar una fuente adecuada o una combinacin de fuentes para dotar de agua en cantidad suficiente a la poblacin y, por otro, realizar el anlisis fsico, qumico y bacteriolgico del agua y evaluar los resultados con los valores de concentracin mxima admisible recomendados por la OMS. Adems de estos requisitos, la fuente de agua debe tener un caudal mnimo en poca de estiaje igual o mayor al requerido por el proyecto; que no existan problemas legales de propiedad o de uso que perjudiquen su utilizacin y; que las caractersticas hidrogrficas de la cuenca no deben tener fluctuaciones que afecten su continuidad.

Tipos de fuentes de agua

Agua de lluvia

El agua de lluvia se emplea en aquellos casos en que no es posible obtener agua superficial de buena calidad y cuando el rgimen de lluvia sea importante. Para ello se utilizan los techos de las casas o algunas superficies impermeables para captar el agua y conducirla a sistemas cuya capacidad depende del gasto requerido y del rgimen pluviomtrico.

Aguas superficiales

Las aguas superficiales estn constituidas por los arroyos, ros, lagos, etc. que discurren naturalmente en la superficie terrestre. Estas fuentes no son tan deseables, especialmente si existen zonas habitadas o de pastoreo animal aguas arriba. Sin embargo, no existe otra fuente alternativa en la comunidad, siendo necesario para su utilizacin, contar con la informacin detallada y completa que permita visualizar su estado sanitario, caudales disponibles y calidad de agua.

Aguas subterrneas

Parte de las precipitaciones en la cuenca se infiltra en el suelo hasta la zona de saturacin, formando as las aguas subterrneas. La explotacin de stas depender de las caractersticas hidrolgicas y de la formacin geolgica del acufero.

La captacin de aguas subterrneas se puede realizar a travs de manantiales, galeras filtrantes y pozos (excavados y tubulares).

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Tipos de sistemas

De acuerdo a la ubicacin y naturaleza de la fuente de abastecimiento, as como a la topografa del terreno, se consideran dos tipos de sistemas: Los de gravedad y los de bombeo.

En los sistemas de agua potable por gravedad, la fuente debe estar ubicada en la parte alta de la poblacin para que el agua fluya a travs de tuberas, usando slo la fuerza de la gravedad. En los sistemas de agua potable por bombeo, las fuentes de agua se encuentran en la parte baja de la poblacin, por lo que necesariamente se requiere de un equipo de bombeo para elevar el agua hasta un reservorio y dar presin en la red.

En la mayora de las poblaciones rurales se utilizan dos tipos de fuentes de agua: Las superficiales y las subterrneas, siendo la de mejor calidad las fuentes subterrneas representadas por los manantiales, que usualmente se pueden usar sin tratamiento, a condicin de que estn adecuadamente protegidos con estructuras que impidan la contaminacin del agua. Estas fuentes son las que se utilizan en los sistemas de agua potable por gravedad sin tratamiento, que comparado con los de bombeo y/o de tratamiento, son de fcil construccin, operacin y mantenimiento; tienen mayor continuidad; menores costos, y la administracin del servicio es realizada por la misma poblacin.

9 Manantiales

Se puede definir al manantial como un lugar donde se produce el afloramiento natural de agua subterrnea. Por lo general el agua fluye a travs de una formacin de estratos con grava, arena o roca fisurada. En los lugares donde existen estratos impermeables, stos bloquean el flujo subterrneo de agua y permiten que aflore a la superficie.

Los manantiales se clasifican por su ubicacin y su afloramiento. Por su ubicacin son de ladera o de fondo; y por su afloramiento son de tipo concentrado o difuso.

En los manantiales de ladera el agua aflora en forma horizontal; mientras que en los de fondo el agua aflora en forma ascendente hacia la superficie. Para ambos casos, si el afloramiento es por un solo punto y sobre un rea pequea, es un manantial concentrado y cuando aflora el agua por varios puntos en un rea mayor, es un manantial difuso.

Cantidad

La carencia de registros hidrolgicos nos obliga a realizar una concienzuda investigacin de las fuentes. Lo ideal sera que los aforos se realizarn en temporada crtica de rendimientos que corresponde a los meses de estiaje y lluvias, con la finalidad de conocer los caudales mximos y mnimos. El caudal mnimo debe ser mayor al valor del consumo mximo diario (Qmd). El Qmd representa la demanda de la poblacin al final de la vida til considerado en el proyecto, siendo por lo general, de 20 aos para las obras de agua potable.

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Calidad

Los requerimientos bsicos para que el agua sea potable:

Estar libre de organismos patgenos causantes de enfermedades.

No contener compuestos que tengan un efecto adverso, agudo o crnico sobre la salud humana. Ser aceptablemente clara (baja turbidez, poco color, etc.). No salina.

Que no contenga compuestos que acusen sabor y olor desagradables. Que no cause corrosin o incrustaciones en el sistema de abastecimiento de agua, y que no manche la ropa lavada con ella.

En cada pas existen reglamentos en los que se consideran los lmites de tolerancia en los requisitos que debe satisfacer una fuente. Con la finalidad de conocer la calidad de la fuente que se pretende utilizar se deben realizar los anlisis fisicoqumico y bacteriolgico y conocer los rangos tolerables de la OMS, que son los referentes en el tema.

Poblacin, periodos y caudales de diseo

Poblacin de diseo

El proyectista adoptar el criterio ms adecuado para determinar la poblacin futura, tomando en cuenta para ello datos censales y proyecciones u otra fuente que refleje el crecimiento poblacional, los que sern debidamente sustentados.

Perodo de diseo

Los perodos de diseo de los diferentes elementos del sistema se determinarn considerando los siguientes factores:

Vida til de las estructuras y equipos.

Grado de dificultad para realizar la ampliacin de la infraestructura. Crecimiento poblacional. Capacidad econmica para la ejecucin de obras.

El perodo de diseo recomendado para la infraestructura de agua y saneamiento para los centros poblados rurales es de 20 aos, con excepcin de equipos de bombeo que es de 10 aos.

Dotacin y consumo

Mientras no exista un estudio de consumo, podr tomarse los siguientes valores guas, teniendo en cuenta la zona geogrfica, clima, hbitos y costumbres, y niveles de servicio a alcanzar.

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Para los centros poblados sin proyeccin de servicios de alcantarillado: Costa: 50 l/h/d

Sierra: 40 l/h/d Selva: 60 l/h/d

Para los centros poblados, con proyeccin de servicios de alcantarillado: Costa: 120 l/h/d

Sierra: 100 l/h/d Selva: 140 l/h/d

Para el consumo mximo diario (Qmd) se considera un valor de 1,3 del consumo promedio diario anual (Qm); mientras que para el consumo mximo horario (Qmh) se considera un valor de 2 del consumo promedio diario anual (Qm).

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Captulo III. Captacin de manantiales

Elegida la fuente de agua e identificada como el primer punto del sistema de agua potable en el lugar del afloramiento, se construye una estructura de captacin que permita recolectar el agua, para que luego pueda ser transportada mediante las tuberas de conduccin hacia el reservorio de almacenamiento. La fuente en lo posible no debe ser vulnerable a desastres naturales, en todo caso debe contemplar las seguridades del caso.

El diseo hidrulico y dimensionamiento de la captacin dependern de la topografa de la zona, de la textura del suelo y de la clase del manantial; buscando no alterar la calidad y la temperatura del agua ni modificar la corriente y el caudal natural del manantial, ya que cualquier obstruccin puede tener consecuencias fatales; el agua crea otro cauce y el manantial desaparece.

Es importante que se incorporen caractersticas de diseo que permitan desarrollar una estructura de captacin que considere un control adecuado del agua, oportunidad de sedimentacin y facilidad de inspeccin y operacin.

Tipos de captacin

Como la captacin depende del tipo de fuente y de la calidad y cantidad de agua, el diseo de cada estructura tendr caractersticas tpicas.

Cuando la fuente de agua es un manantial de ladera y concentrado, la captacin constar de tres partes: La primera, corresponde a la proteccin del afloramiento; la segunda, a una cmara hmeda para regular el gasto a utilizarse; y la tercera, a una cmara seca que sirve para proteger la vlvula de control. El compartimiento de proteccin de la fuente consta de una losa de concreto que cubre toda la extensin del rea adyacente al afloramiento de modo que no exista contacto con el ambiente exterior, quedando as sellado para evitar la contaminacin. Junto a la pared de la cmara existe una cantidad de material granular clasificado, que tiene por finalidad evitar el socavamiento del rea adyacente a la cmara y de aquietamiento de algn material en suspensin. La cmara hmeda tiene una canastilla de salida para conducir el agua requerida y un cono de rebose para eliminar el exceso de produccin de la fuente.

Si se considera como fuente de agua un manantial de fondo y concentrado, la estructura de captacin podr reducirse a una cmara sin fondo que rodee el punto donde el agua brota. Constar de dos partes: La primera, la cmara hmeda que sirve para almacenar el agua y regular el gasto a utilizarse; la segunda, una cmara seca que sirve para proteger las vlvulas de control de salida y desage. La cmara hmeda estar provista de una canastilla de salida y tuberas de rebose y limpia.

Si existen manantiales cercanos unos a otros, se podr construir varias cmaras de las que partan tubos o galeras hacia una cmara de recoleccin de donde se inicie la lnea de conduccin. Adyacente a la cmara colectora se considera la construccin de la cmara seca cuya funcin es la de proteger la vlvula de salida de agua.

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Captacin de un manantial de ladera y concentrado

Diseo hidrulico y dimensionamiento

Para el dimensionamiento de la captacin es necesario conocer el caudal mximo de la fuente, de modo que el dimetro de los orificios de entrada a la cmara hmeda sea suficiente para captar este caudal o gasto. Conocido el gasto, se puede disear el rea de orificio sobre la base de una velocidad de entrada no muy alta y al coeficiente de

contraccin de los orificios.

Figura 1.1 Flujo de agua en un orificio de pared gruesa

Calculo de la distancia entre el afloramiento y la cmara hmeda.

Es necesario conocer la velocidad de pase y la prdida de carga sobre el orificio de salida (figura 1.1). Segn la ecuacin de Bernoulli entre los puntos 0 y 1, resulta:

P0 +h0 +V02 =P1 +h1 +V122g 2g

Considerando los valores de P0, V0, P1 y h1 igual a cero, se tiene:

V 2

h =1

(1)

0

2g

Donde:

h0= Altura entre el afloramiento y el orificio de entrada (se recomienda

V1valores de 0,40 a 0,50 m.)

= Velocidad terica en m/s.

g= Aceleracin de la gravedad (9,81 m/s2).

Mediante la ecuacin de continuidad considerando los puntos 1 y 2, se tiene:

Q1 = Q2

Cd x A1 x V1 = A2 x V2

Siendo A1 = A2

V =V2(2)

1Cd

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Donde:

V2 = Velocidad de pase (se recomienda valores menores o iguales a 0,6 m/s).

Cd= Coeficiente de descarga en el punto 1 (se asume 0,8).

Reemplazando el valor de V1 de la ecuacin (2) en la ecuacin (1), se tiene:

h0 =1.56 V22

Cd

h0 es definida como la carga necesaria sobre el orificio de entrada que permite producir la velocidad de pase.

En la figura 1.2 se observa:

H = Hf + h0

Figura 1.2 Carga disponible y prdida de carga

Donde Hf es la prdida de carga que servir para determinar la distancia entre el afloramiento y la caja de captacin (L).

Hf = H ho

Hf = 0.30 x L

L = Hf / 0.30

Ancho de la pantalla (b)

Para determinar el ancho de la pantalla es necesario conocer el dimetro y el nmero de orificios que permitirn fluir el agua desde la zona de afloramiento hacia la cmara hmeda. Para el clculo del dimetro de la tubera de entrada (D), se utilizan las siguientes ecuaciones.

Qmx. = V x A x Cd Qmx. = A Cd (2 g h )1/2 Donde: Q mx. = Gasto Mximo de la fuente en l/s.

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= Velocidad de paso (se asume 0,50 m/s, siendo menor que el valor mximo recomendado de 0,60 m/s). A=rea de la tubera en m2

Cd=Coeficiente de descarga (0,6 a 0,8).

G=Aceleracin de la gravedad (9,81 m/s2)

h=Carga sobre el centro del orificio (m).

El valor deA resulta:

A =Qmx.D2

=

CdxV

4

Considerando la carga sobre el centro del orificio el valor de A ser:

A =Qmx.D 2

=

Cd (2gh)1/ 2

4

El valor de D ser definido mediante:

D = 4A

Nmero de orificios: Se recomienda usar dimetros (D) menores o iguales de 2. Si se obtuvieran dimetros mayores, ser necesario aumentar el nmero de orificios (NA), siendo:

=rea del dimetro calculado + NA 1

rea del dimetro asumido

Figura 1.3 Distribucin de los orificios de pantalla frontalD 2NA = 1 +1D2

Para el clculo del ancho de la pantalla, se asume que para una buena distribucin del agua los orificios se deben ubicar como se muestra en la figura 1.3.

Siendo:

d el dimetro de la tubera de entrada b el ancho de la pantalla

Conocido el nmero de orificios y el dimetro de la tubera de entrada, se calcula el ancho de la pantalla (b) mediante la siguiente ecuacin:

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b = 2(6D) + NA D + 3D (NA 1) b = 12 D + NAD + 3 NAD 3D b = 9D + 4 NAD

Donde:

b= Ancho de la pantallaD=Dimetro del orificioNA=Nmero de orificios

Altura de la cmara hmeda

En base a los elementos identificados de la figura 1.4, la altura total de la cmara hmeda se calcula mediante la siguiente ecuacin:

Ht = A + B + H + D + E

Donde:

= Se considera una altura mnima de 10 cm. Que permite la sedimentacin de la arena. = Se considera el dimetro de salida.

H= Altura de agua sobre la canastilla.= Desnivel mnimo entre el nivel de ingreso del agua del afloramiento y el nivel de agua de la cmara hmeda (mnimo 5 cm.). = Borde libre (mnimo 30 cm).

Figura 1.4 Altura total de la cmara hmeda

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rea de ranurasOPS/CEPIS/04.107

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Para determinar la altura de la captacin, es necesario conocer la carga requerida para que el gasto de salida de la captacin pueda fluir por la tubera de conduccin. La carga requerida es determinada mediante la siguiente ecuacin:

H =1.56V 2

2g

Donde:

H=Carga requerida en m

V=Velocidad promedio en la salida de la tubera de la lnea de conduccin en

m/s

G=Aceleracin de la gravedad igual 9,81 m/s2

Se recomienda una altura mnima de H = 30 cm

Dimensionamiento de la canastilla

Para el dimensionamiento se considera que el dimetro de la canastilla debe ser dos veces el dimetro de la tubera de salida a la lnea de conduccin (Dc); que el rea total de ranuras (At) sea el doble del rea de la tubera de la lnea de conduccin; y que la longitud de la canastilla (L) sea mayor a 3 Dc y menor de 6Dc.

Figura 1.5 Canastilla de salida

At = 2 Ac

Donde:

D2Ac = 4c

Conocidos los valores del rea total de ranuras y el rea de cada ranura se determina el nmero de ranuras:=rea total de ranuras +N ranuras1

Tubera de rebose y limpia

En la tubera de rebose y de limpia se recomienda pendientes de 1 a 1,5% y considerando el caudal mximo de aforo, se determina el dimetro mediante la ecuacin de Hazen y Williams (para C=140).=0.71Q0.38DS0.21

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Donde:

D=Dimetro en pulgadasQ=Gasto mximo de la fuente en lps= Prdida de carga unitaria en m/m

Diseo estructural

Para el diseo estructural se considera el muro sometido al empuje de la tierra cuando la caja est vaca. Si est llena, el empuje hidrosttico tiene un componente en el empuje de la tierra, favoreciendo de esta manera la estabilidad del muro.

Las cargas consideradas son: el peso propio, el empuje de la tierra y la

subpresin.

Figura 1.6 Muro de gravedad

Para garantizar la estabilidad del muro, se debe verificar que la carga unitaria sea igual o menor a la capacidad de la carga del terreno; mientras que para garantizar la estabilidad del muro al deslizamiento y al volteo, se deber verificar un coeficiente de seguridad no menor a 1,6.

9 Empuje del suelo sobre el muro (P)

P =Cah2sh 2

Donde:

Cah = Coeficiente de empuje

1sen

=

C

ah

1+sen

s =Peso especfico del suelo tn/m3

= altura del muro sujeto a presin del suelo en m

= ngulo rozamiento interno del suelo (cohesin)

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9 Momento de vuelco (Mo)

Mo = P x Y donde Y =h3

Momento de estabilizacin (Mr) Mr = W x X

Donde:

= Peso de la estructura

= Distancia al centro de gravedad

Para verificar si el momento resultante pasa por el tercio central se aplica la siguiente frmula:

a =M r M o Wt

Chequeo por vuelco, por carga mxima unitaria y por deslizamiento

Por vuelco

Cdv =M r donde deber ser mayor de 1,6M o

Por mxima carga unitaria

P1 =(4L 6a W)t

L2

P2 =(6a 2L W)t

L2

El mayor valor que resulte de P1 y P2 debe ser menor o igual a la capacidad de carga del terreno.

Por deslizamiento

Chequeo =FP

F = u x Wt

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Donde:

u=Coeficiente de friccin, suelo estructura concretoWt=Peso total de la estructura.

Captacin de manantial de fondo y concentrado

Diseo hidrulico y dimensionamiento:

Clculo del ancho de la pantalla

El ancho de la pantalla se determina sobre la base de las caractersticas propias del afloramiento, quedando definido con la condicin que pueda captar la totalidad del agua que aflore del subsuelo.

Clculo de la altura total (Ht)

Para determinar la altura total de la cmara hmeda (Ht) se considera los elementos identificados, los cuales se muestran en la figura 1.7.

Ht = A + B + C + H Altura natural que alcanza el agua

Donde:

= Altura del filtro (se recomienda de 10 cm)

= Dimetro de la tubera de salida H=Altura de agua sobre la canastillaE=Borde libre (se recomienda como mnimo 30 cm)

Figura 1.7 Altura total de la cmara hmeda

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rea de ranurasOPS/CEPIS/04.107

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Para determinar la altura de la captacin, es necesario conocer la carga requerida para que el gasto de salida de la captacin pueda fluir por la tubera de conduccin. La carga requerida es determinada mediante la siguiente ecuacin:

H =1.56 V 2 2g

Donde:

H = Carga requerida en m.

= Velocidad promedio en la salida de la tubera de la lnea de conduccin en m/s. Se debe considerar la velocidad mnima recomendada para una lnea de conduccin. g = Aceleracin de la gravedad igual 9,81 m/s2.

Se recomienda una altura mnima de H = 5 cm, sobre la canastilla

9 Dimensionamiento de la canastilla

Para el dimensionamiento se considera que el dimetro de la canastilla debe ser dos

(2) veces el dimetro de la tubera de salida a la lnea de conduccin (Dc); que el rea total de ranuras (At) sea el doble del rea de la tubera de la lnea de conduccin; y que lalongitud de la canastilla (L) sea mayor a 3 Dc y menor de 6Dc.

Figura 1.7 altura total de la cmara hmeda

At = 2 Ac

Donde:

Ac =D4c2

Conocidos los valores del rea total de ranuras y el rea de cada ranura se determina el nmero de ranuras:=rea total de ranuras +N ranuras1

Tubera de rebose y de limpia

En la tubera de rebose y de limpia se recomienda pendientes de 1 a 1,5% y considerando el caudal mximo de aforo, se determina el dimetro mediante la ecuacin de Hazen y Williams (para C=140).

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D =0.71Q 0.38

S 0.21

Donde:

D=

Dimetro en pulgadas

Q=

Gasto mximo de la fuente en lps

S=

Prdida de carga unitaria en m/m.

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Capitulo IV. Construccin de captacin

La captacin es una estructura de concreto que sirve para proteger al manantial y recolectar el agua para abastecer a la poblacin. Asimismo, debe cumplir con las especificaciones de estructuras apoyadas de concreto para almacenamientos de lquidos en lo referente a ubicacin, encofrados y concretos.

Para el buzn de inspeccin se utiliza preferentemente la tapa metlica del tipo sanitaria. La ubicacin y dimensin del buzn adecuada para facilitar las labores de inspeccin, limpieza y desinfeccin.

Se construir el canal de escurrimiento, aguas arriba de la captacin a fin de evitar el ingreso de aguas superficiales hacia la captacin. Asimismo, se acondicionar un canal para evacuar la salida de la tubera de desage (limpia y rebose).

Construccin de captacin en manantial de ladera

Aspectos generales

La captacin en manantial de ladera es una estructura que permite recolectar el agua del manantial que fluye horizontalmente, llamado tambin de ladera.

Cuando el manantial es de ladera y concentrado, la captacin consta de tres (3) partes: La primera, corresponde a la proteccin de afloramiento; la segunda, a una cmara hmeda que sirve para almacenar el agua y regular el gasto a utilizarse; y la tercera, a una cmara seca que sirve para proteger a la vlvula de salida.

Zona de afloramiento

Para proteger la zona de afloramiento del agua se realizarn las siguientes acciones:

. Definir en campo las caractersticas de los componentes de la captacin, en previsin a desastres naturales en la zona. . Deber construirse muros en ala que sirvan de pantalla a las filtraciones subsuperficiales, las mismas que sern obligadas a ingresar en la cmara hmeda.

. Se realizar la impermeabilizacin del fondo del terreno excavado con una pendiente mnima de 2%, comprendido entre la cmara hmeda y las filtraciones a fin de que stos discurran sobre aqul, y puedan ingresar en ella a travs de los orificios perforados en el muro respectivo.

. Se colocar material clasificado en dos (2) capas. La capa inferior constituida por piedras con un dimetro mnimo de 2 colocadas hasta una altura de 5 cm por encima del orificio superior de entrada a la cmara recolectora. La capa superior, ser de material granular de espesor de a 1 hasta cubrir completamente el nivel de las filtraciones y la excavacin realizada.

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.Luego, se proceder al sellado con concreto 1:4:8 de espesor no menor de 5 cm cubriendo el rea comprendida entre los muros, y el comienzo de las excavaciones.

Cmara hmeda (colectora)

Es una estructura de concreto de seccin rectangular. En esta cmara se recolectar el agua del manantial y est prevista de una canastilla, por donde saldr el agua y pasar a la vlvula de salida de la cmara seca, de una tubera de limpia y un cono de rebose que se instalar en un nivel ms bajo que los puntos de afloramiento.

Cmara seca (de vlvulas)

Es una estructura de concreto de seccin rectangular. Estar separado de la cmara seca por un muro de concreto de 0,60 m de altura y 0,15 m de espesor. Se instalar una vlvula de control para el registro del agua de la lnea de conduccin.

Ubicacin

Ser ubicada lo ms cerca posible al afloramiento del manantial de ladera, con la proteccin necesaria ante la eventualidad de desastres naturales.

Excavacin

La excavacin para los cimientos tendr una profundidad mnima de 0,80 m.

Se remover el material de relleno que quede adyacente al afloramiento mismo, de tal manera que el acufero quede completamente descubierto. Se realizarn las excavaciones necesarias, a fin de garantizar la estabilidad de las zonas de afloramientos.

Por ningn motivo se utilizarn explosivos o detonantes para las excavaciones.

Cimientos

Debern cumplir con la finalidad estructural de estabilidad y, en caso que los planos indiquen, servirn de pantallas interceptoras de corrientes subsuperficiales de agua.

Sellados

Todas las excavaciones debern ser rellenadas y compactadas, si fuera necesario selladas con concreto pobre.

Prueba hidrulica

Se llenar de agua la cmara hmeda y se observar atentamente las fugas. Debido principalmente a la porosidad del concreto.

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La prueba durar 24 horas; si no se producen filtraciones se dar por terminada la prueba; en caso contrario, se har los resanes necesarios y se repetir la prueba hidrulica hasta obtener resultados satisfactorios.

Construccin de captacin en manantial de fondo

Aspectos generales

La captacin en un manantial de fondo concentrado es una estructura de seccin cuadrada que sirve para colectar al agua. Esta estructura recolectora estar situada directamente sobre el afloramiento.

La captacin consta de dos (2) partes: la primera, corresponde a una cmara hmeda que sirve para almacenar el agua y regular el gasto a utilizarse; y la segunda, a una cmara seca que sirve para proteger la vlvula de salida.

Cmara hmeda (colectora)

Es una estructura de concreto de seccin rectangular. En esta cmara se recolectar el agua del manantial y est prevista de una canastilla, por donde saldr el agua y pasar a la vlvula de salida de la cmara seca, de una tubera de limpia y de rebose que se instalar en un nivel ms bajo que los puntos de afloramiento. Asimismo, est prevista de una tubera de limpia.

El nivel de agua en esta cmara no deber sobrepasar la altura natural del afloramiento.

Cmara seca (de vlvulas)

Es una estructura de concreto de seccin rectangular. Estar separado de la cmara hmeda por un muro de concreto de 0,60 m de altura y 0,15 m de espesor. Se instalar una vlvula para el control del agua de la lnea de conduccin y una vlvula para limpia o desage.

Ubicacin

Sern ubicados lo ms cercano posible a los afloramientos (manantiales de ladera) o sobre ellas (manantiales de fondo).

Excavacin

La excavacin para los cimientos tendr una profundidad mnima de 0,80 m.

Se remover el material de relleno que quede adyacente al afloramiento mismo, de tal manera que el acufero quede completamente descubierto. Se realizar las excavaciones necesarias a fin de garantizar la estabilidad de la zona de afloramiento.

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Por ningn motivo se utilizarn explosivos o detonantes para las excavaciones.

Cimientos

Debern cumplir con la finalidad estructural de estabilidad y, en caso que los planos indiquen, servirn de pantallas interceptoras de corrientes subsuperficiales de agua.

Sellados

Todas las excavaciones debern ser rellenadas y compactadas, si fuera necesario selladas con concreto pobre.

Prueba hidrulica

Se llenar de agua la cmara hmeda y se observar atentamente las fugas. Debido principalmente a la porosidad del concreto.

La prueba durar 24 horas; si no se producen filtraciones se dar por terminada la prueba; en caso contrario, se har los resanes necesarios y se repetir la prueba hidrulica hasta obtener resultados satisfactorios.

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