Republica Bolivariana de Venezuela Ministerio del poder Popular Para la Educación Superior I.U.P. “Santiago Mariño”
ACUEDUCTOS, CLOACAS Y DRENAJE
Realizado por: Luisannys Villasana Rivas C.I: 20.325.038 Romiel Patiño C.I: 19.682.838
Porlamar 15/10/13
Índice Introducción………………………………………………………………………...…..3 Acueductos……………………………………………………………………………..4 Características de los sistemas de abastecimiento………………………………..4 Sistema de abastecimiento de aguas crudas y su respectivo tratamiento…....4,5 Fuentes…………………………………………………………………………………5 Obras de captación………………………………………………………………..…..5 Aducción…………………………………..……………………………………………5 Potabilización……………………………………………………………………….….6 Almacenamiento………………………………………………………………….……6 Conducción………………………………………………..……………………………6 Distribución…………….………….……………………………………………………6 Cloacas………………………………………………………………………………....7 Sistema de disposición de aguas servidas y su respectivo tratamiento…….…..7 Fuente de producción…………………………………………………………...…….8 Sistema de recolección……………………………………………………………….9 Unidades de tratamiento……………………………………………….…….….9, 10 Disposición final al cuerpo receptor………………………………………………..11 Drenaje………………………………………………………………………………..11 Tipos de tuberías para alcantarillas de hormigón…………………………….11,12 Conclusión………………………………………………………………………..…..13 Recomendaciones……………………………………………………………………14 Bibliografía…………………………………………………………………………….15 Anexos………………………………………………………………………..……16,17
Introducción
El acueducto es un sistema o conjunto de sistemas acoplados, que permite transportar en forma de flujo continuo desde un lugar en el que ésta es accesible en la naturaleza, hasta un punto de consumo distante. Cualquier asentamiento humano, por pequeño que sea, necesita disponer de un sistema de aprovisionamiento de agua que satisfaga sus necesidades vitales. La solución empleada desde antiguo consistía en establecer el poblamiento en las proximidades de un río o manantial, desde donde se acarrea el agua a los puntos de consumo. El desarrollo de zonas urbanas implica la dotación de servicio, acordes con la magnitud, importancia y auge que adquiriendo una región, ya sea en forma planificada o espontanea y que en todo proyecto se pueda anticipar en un plazo predeterminado. Existe una relación estrecha relación entre las cloacas y el acueducto, pues sería absurdo pensar en un sistema de recolección de aguas servidas, sin haber dotado a la región de un abastecimiento de agua, también la construcción del acueducto impone la necesidad de recoger y dar salida a las aguas servidas. Estas aguas usadas y recolectadas deben ser enviadas a un sitio de disposición final, de donde no tenga efectos ofensivos ni dañinos a la comunidad.
Acueductos El acueducto es un sistema o conjunto de sistemas de irrigación que permite transportar agua en forma de flujo continuo desde un lugar en el que está accesible en la naturaleza hasta un punto de consumo distante. Cualquier asentamiento humano, por pequeño que sea, necesita disponer de un sistema de aprovisionamiento de agua que satisfaga sus necesidades vitales. La solución empleada desde antiguo consistía en establecer el poblamiento en las proximidades de 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. Pero cuando el poblamiento alcanza la categoría de auténtica ciudad, se hacen necesarios sistemas de conducción que obtengan el agua en los puntos más adecuados del entorno y la lleven al lugar donde se ha establecido la población. Incluso cuando la población estaba a orillas de un río, la construcción de conducciones era la mejor forma de garantizar el suministro, en vez de extraer el agua del río que, aunque estuviera muy cerca, generalmente tenía un nivel más bajo que el poblado. En otras ocasiones se hacía el acueducto porque el agua era de mejor calidad que la del río. Para cubrir esta necesidad se emprenden obras de gran envergadura que puedan asegurar un suministro de agua. Características de los sistemas de abastecimiento domiciliarias, grifos públicos, o sistemas mixtos).
(conexiones
- Extensión de la red de distribución. - Sistema de tarifa para el pago del servicio. - Existencia o no de un sistema público de alcantarillado. - Nivel socioeconómico de la población. - Grado de industrialización. - Participación del sector comercial y público. - Pérdidas del sistema. Sistema de abastecimiento de aguas crudas Se puede decir que un sistema de abastecimiento de aguas está comprendido por un conjunto de instalaciones, infraestructura, maquinarias y equipos utilizados para la captación, almacenamiento y conducción de agua cruda.
Tipos de tratamiento del agua cruda Se dispone de distintos métodos de tratamiento del agua que emplean tecnología simple, de bajo coste. Estos métodos incluyen tamizado; aeración; almacenamiento y sedimentación; desinfección mediante ebullición, productos químicos, radiación solar y filtración; coagulación y floculación; y desalinización Fuentes Es el espacio natural desde el cual se derivan los caudales demandados por la población a ser abastecida. Deben ser básicamente permanentes y suficientes, pudiendo ser superficiales y subterráneas, suministrando el agua por gravedad o por bombeo.
Obras de captación Las obras de captación son las obras civiles y equipos electromecánicos que se utilizan para reunir y disponer adecuadamente del agua superficial o subterránea. Dichas obras varían de acuerdo con la naturaleza de la fuente de abastecimiento su localización y magnitud. Algunos ejemplos de obras de captación se esquematizan en la. El diseño de la obra de captación debe ser tal que prevea las posibilidades de contaminación del agua. Es necesario separar en el término general de “obra de captación” el dispositivo de captación propiamente dicho y las estructuras complementarias que hacen posible su buen funcionamiento. Un dique toma, por ejemplo, es una estructura complementaria, ya que su función es represar las aguas de un río a fin de asegurar una carga hidráulica suficiente para la entrada de una estabilidad y durabilidad. Un dispositivo de captación puede consistir de un simple tubo, la pichancha de una bomba, un tanque, un canal, una galería filtrante, etc., y representa parte vital de la obra de toma que asegura, bajo cualquier condición de régimen, la captación de las aguas en la calidad prevista. El mérito principal de los dispositivos de captación radica en su buen funcionamiento hidráulico.
Aducción La línea de aducción es la tubería asi como los accesorios, dispositivos y válvulas que conducen el agua desde la obra de captación hasta el estanque de almacenamiento, pasando antes por la planta de tratamiento. Se dice que el
agua conducida entre la captación y la planta de tratamiento es agua cruda y luego de pasar por la planta de tratamiento es agua tratada Potabilización La potabilización es un proceso que se lleva a cabo sobre cualquier agua para transformarla en agua potable y de esta manera hacerla absolutamente apta para el consumo humano. La potabilización, mayormente, se realiza sobre aguas originadas en manantiales naturales y en aguas subterráneas. En tanto, el agua potable es aquella agua que puede ser consumida por los seres humanos sin ningún tipo de restricción porque se encuentra absolutamente limpia de por ejemplo, sólidos suspendidos, aglomeración, de coloides, de organismos patógenos, de hierro y manganeso, sedimentación y corrosión, entre otras cuestiones. Tal situación es posible gracias al proceso que se lleva a cabo en las plantas potabilizadoras destinadas para tal fin. Almacenamiento Las lluvias no se reparten regularmente a lo largo de todo el año. Sin embargo, el hombre precisa del agua todos los días para sus distintas actividades. Mediante el almacenamiento del agua, podemos disponer de ella en épocas en que no llueve. Hay grandes embalses construidos por la Naturaleza donde se almacena el agua cuando llueve. Son los lagos y los acuíferos. Estos últimos se van llenando con las aguas infiltradas. Su nivel entonces sube. Si éste alcanza cierta altura, las aguas rebosan por las fuentes y manantiales. O bien, vierten subterráneamente al mar. Por tanto, una parte del agua que llevan los ríos procede de la descarga natural de los acuíferos. Agua que se almacenó en épocas de lluvias. También existen depósitos artificiales para almacenar agua. Son los embalses que se forman en los ríos mediante la construcción de presas. Conducción El diseñador deberá fijar actividades de inspección rutinarias a las redes de conducción de agua. De tal manera que se puedan determinar daños en la red o conexiones clandestinas y así mismo fijar su solución inmediata; estas pérdidas se ven reflejadas en una disminución de caudales en la planta de potabilización y se relacionan directamente con disminución de caudales en la fuente. Erosión por escorrentías de aguas y aumento de costos de operación. Para la determinación de fugas mayores.
Distribución Son el conjunto de tuberías o mangueras encargadas de llevar el agua hasta cada vivienda.
Cloacas Se define como un tipo de agua que está contaminada consustancias fecales y orina, procedentes de desechos orgánicos humanos o animales. Su importancia es tal que requiere sistemas de canalización, tratamiento y desalojo. Su tratamiento nulo o indebido genera graves problemas de contaminación. A las aguas residuales también se les llama aguas servidas, fecales o cloacales. Son residuales, habiendo sido usada el agua, constituyen un residuo, algo que no sirve para el usuario directo; y cloacales porque son transportadas mediante cloacas (del latín cloaca, alcantarilla), nombre que se le da habitualmente al colector. Algunos autores hacen una diferencia entre aguas servidas y aguas residuales en el sentido que las primeras solo provendrían del uso doméstico y las segundas corresponderían a la mezcla de aguas domésticas e industriales. En todo caso, están constituidas por todas aquellas aguas que son conducidas por el alcantarillado e incluyen, a veces, las aguas de lluvia y las infiltraciones de agua del terreno. Sistema de disposición de aguas servidas y su respectivo tratamiento Las aguas servidas o aguas negras son los desechos líquidos provenientes del uso doméstico, comercial e industrial. Llevan disueltas o en suspensión una serie de materias orgánicas e inorgánicas. Provienen de la descarga de sumideros, fregaderos, inodoros, cocinas, lavanderías (detergentes), residuos de origen industrial (aceites, grasas, curtiembres, etc.). Donde existen sistemas de alcantarillado todas confluyen a un sistema colector de aguas cloacales, que debería terminar en una planta de tratamiento. El contenido orgánico susceptible de ser descompuesto en forma natural (biodegradación) puede llegar al 80% de las sustancias de las aguas servidas. En su depuración natural (autodepuración) o artificial (plantas de tratamiento de aguas residuales) ese contenido es eliminado o transformado, incluyendo parte de las sustancias inorgánicas.La parte de la materia orgánica contaminadora se mide internacionalmente en términos de la demanda bioquímica de oxígeno (DBO), que es la cantidad de oxígeno absorbida por la oxidación biológica de los componentes orgánicos biodegradables de una muestra de agua. Se expresa en partes por millón (ppm) o miligramos por litro (mg/1) de oxígeno consumido. El ciudadano urbano, normalmente, produce entre 40 y 60 gramos DBO/día El tratamiento de las aguas servidas se divide en cuatro etapas principales: -Tratamiento primario: consiste en la separación dé la materia suspendida por medios mecánicos (cribado, coagulación, floculación y sedimentación). Se
obtiene una purificación del 30 al 50%. Se puede hacer mediante una laguna artificial, donde converja el agua servida. - Tratamiento secundario: después del tratamiento primario, las aguas son sometidas a la acción de microorganismos a través de Iodos activados, filtros percoladores y del lecho de contacto o lecho bacteriano. La eficiencia lograda oscila entre 85 y 93%. “eficiencia en la eliminación de sales minerales (fósforo, nitrógeno) es baja. En poblados pequeños y medianos se puede lograr esto con una segunda laguna artificial a continuación de una primera. -Tratamiento terciario o tratamiento avanzado: es el procedimiento final, capaz de remover contaminantes reacios como las sales solubles (fosfatos y nitratos). Se usan diversos procedimientos, según el uso posterior que se quiera dar al agua. La adición de alúmina férrica y cloración produce agua limpia, libre de bacterias, adecuada para la industria. Con filtros rápidos y coaguladores (sulfato de aluminio, poli electrolitos, sustancias orgánicas poliméricas) se logran eliminar las sales minerales. Este proceso es capaz de eliminar el 98% de los contaminantes. - Tratamiento de los lodos: los restos sedimentados o Iodos, provenientes de las aguas servidas, deben ser tratados y transformados en abonos orgánicos. Hoy en día existen tecnologías muy adecuadas para estos tratamientos. Para poblados pequeños bastan tres lagunas contiguas, en lugares especiales y seguros. En esas lagunas se dejan crecer plantas (totora, carrizo, lirio de agua) que ayudan a purificar el agua.
Fuente de producción Fuente subterránea esta fuente es muy usada cuando no hay un sistema de acueducto en la zona y dependerá de la existencia de aguas subterráneas en superficie cantidad. El estudio de los pozos corresponde fundamentalmente al geólogo, el cual realiza las siguientes actividades: -
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Recopilación de las informaciones de los pozos que existan en los alrededores. Estudio de la geología superficial, con la finalidad de determinar la posibilidad de que haya agua subterránea; ubicada los sitios más convenientes para los pozos y estima aproximadamente la profundidad y producción que es de esperarse. Se perfora un pozo de prueba y se afora y de acuerdo con la producción y con la demanda requerida, se establece el numero de pozos necesarios, el geólogo los ubica convenientemente, de modo que no interfieran unos con otros.
En una urbanización es necesario tener dos o más pozos, aunque con uno sea suficiente; las normas exigen dos como mínimos, a fin de tener siempre uno como de reserva por razones de seguridad. La información de las ubicaciones de los pozos es importante para el arquitecto ya que él los deberá prever en el proyecto de urbanismo haciendo una evaluación de las ventajas de cada fuente.
Sistema de recolección Los sistemas de recolección son tan importantes como los de distribución. Pueden tener un severo impacto en el ambiente, así como problemas sanitarios, si la capacidad y mantenimiento no son adecuados. Los sistemas sobrecargados pueden derramar e inundar calles y sótanos con agua contaminada, que puede transportar y transmitir enfermedades. Las sobrecargas también aceleran la producción de hidrógeno que corroe el sistema. El suministro de agua potable tiene la primera prioridad, pero la segunda prioridad, a saber, deshacerse de las aguas residuales tiene una importancia similar. Los sistemas de alcantarillado requieren grandes inversiones iníciales y son costosos de mantener, sobre todo teniendo en cuenta que el desarrollo de la urbanización y los efectos del cambio climático aumentan la presión sobre los sistemas. Al incorporar soluciones innovadoras para la planificación y operación de sistemas más eficientes, se pueden reducir los costos de inversión y mantenimiento. Incluso los sistemas existentes pueden mejorar su uso mediante la implementación de sistemas de apoyo de decisión, que permitan a los operadores, maximizar la utilización de la capacidad disponible, de manera óptima. Etapas del tratamiento Genéricamente, todas las plantas de tratamiento obedecen el siguiente esquema básico: En la actualidad existen muchas formas de realizar cada una de las etapas, que van desde los métodos más simples y generalmente manuales, a los más complejos y automatizados. Tratamiento primario El objetivo en esta etapa es la remoción física de los sólidos en suspensión y materia orgánica. Los métodos para llevar a cabo esta etapa son:
Sedimentación: remoción de las partículas sedimentables, granulares y floculentas por la acción de la gravedad.
Flotación: separación de la materia suspendida. Se utiliza principalmente para lograr el espesamiento de suspensiones de barros químicos o biológicos. Consiste en la inyección de aire a presión en la masa líquida, la cual se conduce a un tanque a presión atmosférica, provocando la liberación del aire disuelto en pequeñas burbujas que permiten el ascenso de las partículas suspendidas, para ser recogidas en la superficie.
Coagulación: es el proceso de adición de reactivos químicos para producir la desestabilización de las partículas coloidales y permitir en la etapa de floculación su aglomeración con otras partículas suspendidas, de modo tal que se puedan formar agregados capaces de sedimentar en forma más rápida.
Floculación: consiste en la aplicación de agitación suave a la corriente que ha sido sometida a una etapa de coagulación, para promover el contacto entre las partículas y posterior formación de partículas mayores.
Tratamiento secundario El objetivo en esta etapa es la degradación de la materia orgánica en un reactor biológico, a través de la actividad microbiológica (generalmente bacteriana) que la utilizan como substrato y alimento. Estos reactores son el lugar donde tiene lugar la formación de la masa de microorganismos. Parte de esta biomasa se desprende y es arrastrada por el efluente, por lo que, generalmente, los reactores son seguidos por sedimentadotes. Los sólidos sedimentados se recirculan al reactor biológico pero parte se descarta, a fin de mantener bajo control la población de microorganismos. Los sistemas biológicos utilizados a nivel industrial que se aplican por lo general como tratamiento secundario pueden ser de tipo aerobio y anaerobio. Tratamiento terciario Este tipo de tratamiento, también conocido como tratamiento avanzado, tiene por objetivo el mejoramiento de la calidad del efluente que abandona la etapa de tratamiento secundario.
Intercambio iónico. Consiste en el intercambio de iones que se encuentran en solución por otros iones presentes en un medio. Esta operación se utiliza para la eliminación de dureza en el tratamiento de aguas y para la remoción de metales tóxicos o recuperación de metales preciosos en el tratamiento de efluentes líquidos. Existe una gran cantidad de sustancias naturales aptas para el intercambio de iones, aunque en la actualidad se ha desarrollado una amplia variedad de medios sintéticos, tales como las resinas, que son altamente específicos para algunos iones y que presentan elevada eficiencia de remoción.
Adsorción. Es la concentración de un soluto en la superficie de un sólido, dándose este fenómeno cuando la superficie se encuentra en contacto con la solución. La fase sólida se denomina adsorbente, siendo el carbón activado el más ampliamente utilizado, mientras que el soluto adsorbido recibe el nombre de adsorbato.
Disposición final al cuerpo receptor Curso de agua, océano o lago en el que se descarga un desagüe o vertido. En sentido más amplio se aplica a otros receptores no hídricos como desagües cloacales. Según opiniones, es en el ecosistema donde tienen o pueden tener distinto final los residuos peligrosos, una vez tratados con operaciones de eliminación. Son cuerpos receptores las aguas dulces superficiales, la atmosfera, los suelos, las estructuras geológicas estables y confinadas. Los cuerpos receptores no son considerados plantas de tratamiento ni disposición final.
Drenaje Es el sistema de tuberías, sumideros o trampas, con sus conexiones, que permite el desalojo de líquidos, generalmente pluviales, de una población. El drenaje funciona gracias a la gravedad. Las tuberías se conectan en ángulo descendente, desde el interior de los predios a la red municipal, desde el centro de la comunidad hacia el exterior de la misma. Cada cierta distancia se perforan pozos de registro verticales para permitir el acceso a la red con fines de mantenimiento. En el caso del drenaje pluvial, en el pavimento de las calles se establecen alcantarillas, conectadas directamente a la tubería principal, para captar el agua. Tipos de tuberías para alcantarillas de hormigón Son aquellas tuberías de hormigón reforzado para diámetros nominales entre 600 mm (24 Pulg) y 2750 mm (2.75 m), revestidas con láminas de polietileno de alta densidad de espesor igual o mayor a 1.5 mm, en donde una de las caras de la lámina este conformada con nervaduras en forma de T, espaciadas aproximadamente cada 65 mm las cuales permitirán anclaje con la superficie del concreto. Esta tubería debe cumplir con los requisitos de la norma ICONTEC "NTC 401 Ingeniería civil y arquitectura. Tubos de concreto reforzado para alcantarillado". Las tuberías de hormigón reforzado revestido con lámina de polietileno se instalan de la misma forma que las tuberías de hormigón reforzado convencionales, estas no deben presentar aberturas u orificios en el cuerpo de la tubería para izado del tubo, por el contrario deben
tener ganchos de izare de tal manera que se garantice la continuidad de la lámina de polietileno y que esta no se rompa, en la instalación también se debe tener en cuenta que al empatar la tubería se deben unir los extremos de la lámina de polietileno que sobresalen de los tubos. Los extremos de la lámina de polietileno para tuberías de diámetros nominales de 1000 mm (1.0 m) a 2000 mm (2.0 m) deben tener un ancho sobresaliente del tubo de 0.10 m y para tuberías de diámetro nominal de 2000 mm (2.0 m) a 2750 mm (2.75 m) debe tener un sobre ancho de 0.15 m. La unión de los extremos salientes de la lámina de polietileno se realiza de manera manual utilizando para este procedimiento una pistola de aire caliente. Las tuberías de hormigón reforzado revestidas con lámina de polietileno deben cumplir los requisitos del Ensayo de Abrasión de la norma "DIN 19565-1 Centrifugarla casta and filled polyester resin glas fibra reenfocad (UP-GF) pipes and fittings for buried drains and sewers; dimensions and technical delivery conditions".
Conclusión
Un acueducto arranca en un sistema de captación de agua. El agua pasa de forma controlada a la conducción desde un depósito de cabecera. La construcción de un acueducto exige el estudio minucioso del terreno que permitirá escoger el trazado más económico para permitir una pendiente suave y sostenida sin alargar demasiado el recorrido de la obra. Se usan canales (riui) sin presión (circulando en lámina libre) siempre que es posible y únicamente en ocasiones contadas se recurre a la conducción bajo presión. En todo caso, siempre que el agua se destina al consumo humano, el canal está cubierto por bóvedas, falsas bóvedas, placas de piedra o tégulas. El canal se acomoda al terreno por distintos procedimientos. Siempre que es posible, transcurre sobre el suelo apoyado en un muro (substructio) en el que se practican alcantarillas para facilitar el tránsito normal de las aguas de superficie. Si el terreno se eleva, el canal queda soterrado (riuus subterraneus) y forma una galería subterránea (specus) excavada directamente en la roca o construida dentro de una zanja. Cuando se ha de vencer una fuerte depresión, se recurre a la construcción de complicados sistemas de arquerías (arcuationes) que sostienen el canal y lo mantienen al nivel adecuado. Estanques de almacenamiento Los Tanques de Almacenamiento son estructuras de diversos materiales, por lo general de forma cilíndrica, que son usadas para guardar y/o preservar líquidos o gases a presión ambiente, por lo que en ciertos medios técnicos se les da el calificativo de tanques de Almacenamiento Atmosféricos. Los tanques de almacenamiento suelen ser usados para almacenar líquidos, y son ampliamente utilizados en las industrias de gases, del petróleo, y química, y principalmente su uso más notable es el dado en las refinerías por sus requerimientos para el proceso de almacenamiento, sea temporal o prolongado; de los productos y subproductos que se obtienen de sus actividades. Bomba contra la red En sistemas de abastecimientos de agua donde se bombea contra la red es necesario compensar las fluctuaciones de las demandas construyéndose depósitos de almacenamiento antes o después de la planta de tratamiento. Estos depósitos en general se construyen de concreto reforzado sobre el suelo y bajo este, la capacidad recomendable es el equivalente a 4 o 6 horas de abastecimiento. En cualquier forma deberá contar con capacidad que permita proporcionar suficiente agua para permitir un abastecimiento seguro en las 24 horas del día.
Recomendaciones
- Se recomienda como es la topografía del sitio, así como los puntos de abastecimiento y descarga pues son parámetros muy influyentes en el diseño de la red de distribución y red de aguas negras. Es necesario conocer el tipo de suelo del sitio para realizar la red de tuberías, pues determinara si la excavación debe realizarse con entibado o sin entibado, y tener así las precauciones en el momento de realizar la excavación. - Inspeccionar las juntas antes de la puesta en servicio para garantizar que no existan filtraciones que puedan perjudicar en un futuro al proyecto. - En proyectos requieren de cálculos y estudios más profundos. Sistemas para servir a las poblaciones futuras, pues pueden involucrar tuberías de diferentes diámetros, bocas de visita y otros elementos establecidos en las Normas.
Bibliografía
-
Alvaro Palacios Ruiz-Acueductos Cloacas Y Drenaje, Universidad Católica Andrés Bello.
-
Freddy Hernán Corcho Romero, José Ignacio Duque Serna –Acueductos Teoría Y Diseño.
-
wiki/Planta_de_tratamiento_de_liquidos_cloacales.
Anexos
