INGENIERIA CIVIL UNIVERSIDAD DE SUCRE
CAPTACIÓN, ADUCCIÓN, TRATAMIENTO, CONDUCCIÓN Y ALMACENAMIENTO DE AGUAS EN LOS MUNICIPIOS DE SA SAN N ANTERO Y LORICA - CORDOBA SANIATRIA I
Sanitaria I Ing. Civil – Universidad de Sucre
SANITARIA I
INFORME DE VISITA DE CAMPO: CAPTACIÓN, ADUCCIÓN, TRATAMIENTO, CONDUCCIÓN, Y ALMACENAMIENTO DE AGUAS EN LOS MUNICIPIOS DE SAN S AN ANTERO ANTERO Y LORICA (CORDOBA)
PRESENTADO POR: LUIS E. CAUSADO JHON C. CARABALLO B. CLAUDIA DOMINGUEZ JULIETH MEJIA ING. CIVIL – VII SEMESTRE
PRESENTA PRESEN TADO DO A: ING. MARCO DE LEÓN ANGULO
UNIVERSIDAD DE SUCRE FACULTAD DE INGENIERIA PROGRAMA DE INGENIERIA CIVIL SINCELEJO, SUCRE 2!" # I 1
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TABLA DE CONTENIDO 1. INTRODUCCION............................................................................................... 3 2. OBJETIVOS....................................................................................................... 4 3. JUSTIFICACIÓN.................................................................................................5 4. MARCO TEÓRICO............................................................................................. 6 4.1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES................................................................. 6 5. PROCEDIMIENTO DE CAMPO.........................................................................1 6. RESULTADOS................................................................................................. 11 PARADA N!1................................................................................................... 11 6.1. CAPTACIÓN EN LORICA............................................................................11 6.2. SISTEMA DE BOMBEO ANTIGUO "4 TUBER#AS DE SUCCIÓN$...................14 6.3. INFORMACIÓN DE BOMBAS Y MOTOR.....................................................15 PARADA N! 2.................................................................................................. 16 6.4. PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE........................................16 6.5. VERTEDEROS.......................................................................................... 1% 6.6. SEDIMENTADORES.................................................................................. 1& 6.%. FILTROS................................................................................................... 1' PARADA N! 3.................................................................................................. 2 6.&. TAN(UE DE ALMACENAMIENTO Y DISTRIBUCIÓN POR GRAVEDAD DE AGUAS............................................................................................................ 2 %. AN)LISIS....................................................................................................... 21 &. CONCLUSIONES............................................................................................. 23 '. BIBLIOGRAFIA................................................................................................ 24 1. ANE*OS FOTOGRAFICOS.......................................................................... 25
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!. INTRODUCCION A través de la historia, el hombre ha necesitado de un suministro propicio de agua para su alimentación, salud y bienestar. El agua es una necesidad universal y es el principal factor limitante para la existencia de la vida humana. Por ello se hace necesario la creación de un sistema que brinde este preciado líquido de manera eficiente y saludable para la sociedad. El acueducto, es un sistema que hace posible lo anterior, pues este permite abastecer a una comunidad a través de un conunto de estructuras hidr!ulicas que facilitan la obtención potable de este preciado líquido. "urante mucho tiempo, la ingeniería ha estado desarrollando diversas tipos de estructuras hidr!ulicas en combinación con elementos, y equipos mec!nicos benefician al hombre y generan desarrollo a la humanidad. Por otra parte, el presente informe contiene una breve descripción de la visita técnica reali#ada al sistema de acueducto de los municipios de $an Antero y %orica, en el departamento de &órdoba, en los cuales se identificaron y reconocieron algunas de las etapas y elementos de dicho sistema como lo son la captación, aducción, tratamiento, conducción y almacenamiento de agua para su posterior distribución a esa parte de la región cordobesa.
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2. OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL •
'econocer las características y el funcionamiento de las estructuras hidr!ulicas para el abastecimiento de aguas desde fuentes superficiales fluviales, en cada una de sus etapas como lo son la captación, aducción, tratamiento, conducción, almacenamiento para su posterior distribución a la población.
OBJETIVOS ESPEC$FICOS •
'eali#ar una observación y toma de datos de las características principales de las diferentes tuberías, bombas, los elementos de la planta de tratamiento y el tanque de almacenamiento para luego hacer un an!lisis de
•
estos. Afian#ar los conocimientos teóricos y así tener los fundamentos necesarios en el eercicio de la profesión como ingenieros civiles al enfrentarse con obras de este tipo.
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%. JUSTIFICACIÓN El agua es fundamental para todas las formas de vida conocida, el hombre vive y siempre vivir! con la preocupación de como abastecerse del agua en sus condiciones m!s puras. %os recursos naturales se han vuelto escasos con la creciente población mundial y su disposición en varias regiones habitadas es la preocupación de muchas organi#aciones gubernamentales. &onociendo la gran importancia que tiene el agua para la humanidad y para el mundo en general, debemos conocer y estudiar todo lo relacionado con el preciado líquido sinónimo de vida( Por estos motivos pretendemos estudiar a cabalidad como se reali#a la captación y como es llevada a los hogares de una comunidad, ya que es deber de los ingenieros conocer las necesidades y como solucionar los problemas que se presenten en dicha comunidad. "e igual forma reconocer los equipos que conforman una bocatoma puesto a que con buena maquinaria lograremos los obetivos para subsistir. Es por todos y cada una de las anteriores ra#ones que mediante el presente informe pretendemos llevar a cabo el reconocimiento de características y funcionamiento de estructuras hidr!ulicas para abastecimiento de aguas desde fuentes superficiales fluviales, específicamente fundament!ndonos en la captación, aducción, tratamiento, conducción, almacenamiento y red de distribución observadas en la visita reali#ada en los sitios de obras de captación por bombeo, conducción, de la Planta de tratamiento de agua potable )P*AP+ de $an Antero )&órdoba+, con sistema de tubería compuesta, estaciones de bombeo, almacenamiento superficial y red de distribución por gravedad.
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&. MARCO TEÓRICO &.!. CONCEPTOS FUNDAMENTALES •
SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE: Es el conunto de obras, equipos y servicios destinados al abastecimiento de agua potable de una comunidad para fines de consumo doméstico, servicios pblicos, consumo industrial y otros usos.
AGUAS SUPERFICIALES: %as aguas superficiales se dividen en las corrientosas, como los ríos, canales y arroyos, y las de almacenamientos como las de lagos, embalses y los mares. Estas fuentes son las utili#adas para grandes abastecimientos por su abundancia. Presentan alta vulnerabilidad a la contaminación natural y artificial, por lo cual este o de fuente requiere tratamiento para su potabili#ación. •
T'*+ - -'/01: es el tramo de la tubería de alimentación de un sistema de distribución de agua, ubicada antes de la planta de tratamiento. )agua cruda+
•
T'*+ - 1-'/01: es el tramo de la tubería de alimentación de un sistema de distribución de agua, ubicada después de la planta de tratamiento, y comprende la tubería después de la planta de tratamiento hasta las redes de conducción.
•
ALMACENAMIENTO: $e lleva a cabo mediante tanques y tiene como obeto regular el servicio, por eemplo el agua que no se use durante la demanda mínima pueda ser usada en el momento de demanda m!xima. Esta regulación est! dada para períodos de tiempo de - horas y contemplan, adem!s, almacenamiento de volumen para incendios o interrupciones. Estos tanques pueden ser en nuestro medio superficiales o elevados.
•
BOCATOMA: /na bocatoma o captación, es una estructura hidr!ulica destinada a derivar desde unos cursos de agua, río, arroyo, o canal( o 6
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desde un lago( o incluso desde el mar, una parte del agua disponible en esta, para ser utili#ada en un fin específico, como pueden ser abastecimiento de agua potable, riego, generación de energía eléctrica, acuicultura, enfriamiento de instalaciones industriales, etc. •
BOMBA HIDR3ULICA: /na bomba hidr!ulica es una m!quina generadora que transforma la energía )generalmente energía mec!nica+ con la que es accionada en energía hidr!ulica del fluido incompresible que mueve. El fluido incompresible puede ser líquido o una me#cla de líquidos y sólidos como puede ser el hormigón antes de fraguar o la pasta de papel.
•
ACCESORIOS DE TUBER$AS: Es el conunto de pie#as moldeadas o mecani#adas que unidas a los tubos mediante un procedimiento determinado forman las líneas estructurales de tuberías de una planta de proceso. Entre los tipos de accesorios m!s comunes se puede mencionar0 1ridas, &odos, *es, 'educciones, &uellos o acoples, 2!lvulas, Empaques, *ornillos y niples.
•
R-'/01 1415*/: Es un accesorio reductor que se utili#a para disminuir el caudal del fluido aumentando su velocidad, manteniendo su ee.
•
R-'/01 6415*/0 Es un accesorio reductor que se utili#a para disminuir el caudal del fluido en la línea aumentando su velocidad perdiendo su ee.
•
V789'8 - C;'*5: Esta v!lvula efecta su cierre con un disco vertical plano o de forma especial, y que se mueve verticalmente al fluo del fluido. Por su disposición es adecuada generalmente para control todo3nada, ya que en posiciones intermedias tiende a bloquearse. *iene la ventaa de presentar muy poca resistencia al fluo de fluido cuando est! en posición de
•
apertura total. V789'8< - P'*=: generalmente se instalan en los puntos baos, para desocupar la tubería y permitir las reparaciones o la limpie#a periódica del material acumulado. Este accesorio funciona como v!lvula de lavado. %
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V789'8< - C/** 1 8 C1-'/01: pueden ser de compuerta, de mariposa o de globo y su función es aislar por tramos la tubería de conducción para efectuar reparaciones o mantenimiento.
•
V789'8 - *5: $e locali#an al inicio de la red principal y de las líneas ramales, su función en el sistema es el de abrir y cerrar pausadamente el paso de agua, evitando rupturas de tubería por sobrepresiones.
•
V15<<:
%as
ventosas
son
dispositivos
mec!nicos
sencillos,
imprescindibles en todo tipo de redes de distribución de agua, cuya misión es asegurar el correcto funcionamiento de las tuberías, regulando la cantidad de aire libre que existe en el interior de las mismas. %as ventosas protegen las tuberías resolviendo algunos problemas hidr!ulicos como aplastamiento o explosiones, desgaste de contadores, etc. •
T'*+ - <'/01: Es el tramo de tubería, compuesto de tubos y accesorios, que se usa para captar agua de una fuente natural superficial o subterr!nea y llevarla hacia una estación de bombeo.
•
T'*+ - /;'8
•
ESTACIONES DE BOMBEO: $e da este nombre a las estructuras, las instalaciones y equipos requeridos para tomar el agua de un sitio de menor altura a otro sitio de mayor altura. %as estructuras de las estaciones de bombeo son dise4adas para montar las instalaciones, equipos y accesorios para succionar e impulsar el agua a un lugar determinado previamente. %as estructuras se clasifican en tres grupos0 5lotantes0 en aguas superficiales, fias en aguas superficiales y fias en los po#os de aguas subterr!neas. %as principales instalaciones, equipos y accesorios de una estación de bombeo son0 %as bombas, motores, arrancadores, tableros de control, transformadores, v!lvulas y tuberías de succión e impulsión. %as
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estaciones de bombeo se clasifican de acuerdo a la succión de la bomba en positivas y negativas. •
PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE: $e denomina planta de tratamiento de agua potable )frecuentemente abreviado como P*AP+ al conunto de estructuras en las que se trata el agua de manera que se vuelva apta para el consumo humano.
•
DESARENADOR: Es una estructura dise4ada para retener la arena que traen las aguas servidas o las aguas superficiales a fin de evitar que ingresen, al canal de aducción, a la central hidroeléctrica o al proceso de tratamiento y lo obstaculicen creando serios problemas Existen varios tipos de desarenadores, los principales son0 desarenador %ongitudinal y desarenador de vértice.
FLOCULADOR: El obetivo del floculador es proporcionar a la masa de agua coagulada una agitación lenta aplicando velocidades decrecientes, para promover el crecimiento de los flóculos y su conservación, hasta que la suspensión de aguay flóculos salga de la unidad. %a energía que produce la agitación del agua puede ser de origen hidr!ulico o mec!nico.
". PROCEDIMIENTO DE CAMPO •
En primer lugar se llegó al sistema de captación 6bocatoma7 ubicada en la localidad de %orica en &órdoba.
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$e reali#ó el respectivo reconocimiento de la obra, para esto se hace necesario conocer la tubería que se est! utili#ando y su material de igual forma obtener las dimensiones tanto para la succión e impulsión, adem!s de los caudales que suministran las dos tuberías, también adquirir datos de que cada uno de los elementos de la estructura de captación como son las turbinas, las redes eléctricas que generan el buen funcionamiento y
los diferentes accesorios
utili#ados. •
Al pasar por la bocatoma reali#amos una segunda parada en
la planta de
tratamiento en la vía ubicada entre la localidad de $an Antero y el municipio de lorica. En la )P*AP+ se identificaron los diferentes circuitos de meoras que se le reali#an al agua captada antes de llegar a su destino final el municipio de san antero y posteriormente a los hogares. •
Por ltimo se identificaron las diversas partes del tanque de almacenamiento ubicado en una parte alta del municipio de san antero donde pudimos apreciar la entrada del agua al tanque por medio de la
tubería,
se
observó
también
la
magnitud que presenta el tanque y sus diferentes partes.
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>. RESULTADOS PARADA N?! >.!. CAPTACIÓN EN LORICA
F/='* !: 1ocatoma flotante )sistema actual+ %a captación de lorica se hace en el rio $in se hace por medio de bombeo con barca#a (@/='* !), en la cual sube o baa de acuerdo al nivel del rio y tiene una manguera flexible que también sube o baa de acuerdo al nivel del rio, anteriormente existían bombas de succión en la cual tiene unos elementos que no eran necesarios como una reducción al final o que la succión no se encontraba totalmente hori#ontal como debe ser( los sistemas de tuberías aéreas estaban unidos por medio de bridas que tienen forma de anillos que tienen unas circunferencias a los lados en las cuales se colocan unos pernos y dentro de ella tiene un empaque que permite la hermeticidad, los elementos que conforman la estación de bombeo necesitan de energía eléctrica para que estos puedan funcionar y esta contaba con una estación que transformaba la energía para su funcionamiento de 89-:: voltios a : voltios. (@/='* 2).
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F/='* 2: 1anco de condensadores y transformador. %a impulsión de la bomba tiene un codo, cheque y v!lvula de corte posiblemente esta contaba con un dispositivo para controlar el golpe de ariete puesto que cada ve# que la bomba se apaga este se produce, la adopción de la bomba la lleva hasta una planta de tratamiento puesto que se trata de agua cruda. %a captación de bombeo en el acueducto de lorica contaba con un motor, una bomba, impulsión, succión, v!lvulas de cheques y cortes, contaba con impulsiones que bombeaban hacia la misma tubería la cual estaba conectada eléctricamente con una especia de tablero eléctrico que los hace funcionar, la v!lvula de cheque nos indicaba el sentido en el cual iba el fluo en la tubería, las tuberías eran aéreas y son m!s pr!cticas en el momento de ver que si existe un problema es visible y se puede arreglar de una forma f!cil desmontando la tubería. 12
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$e midieron los di!metros externos de dos tuberías de polietileno0 %ongitud de la circunferencia %c8;<= cm, %c; π Dext ∗
"ext8;
Lc 1 π
;
87 cm
π
27.6929 cm
;
2.54
cm pulg
; 8:.>: pulg.
%ongitud de la circunferencia %c-; 8?: cm, %c;
"ext-;
Lc 2 π
;
160 cm
π
π ∗ D
50.92958 cm
;
2.54
cm pulg
; -:.:@ pulg.
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>.2. SISTEMA DE BOMBEO ANTIGUO (& TUBER$AS DE SUCCIÓN)
T'*+ - <'/01:
A<*/<:
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>.%. INFORMACIÓN DE BOMBAS Y MOTOR.
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PARADA N? 2 >.&. PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE. %a planta de tratamiento no se encontraba en funcionamiento pero se observó que contaba con desarenadores, floculadores, sedimentadores, filtros y tanques, en el proceso se le adiciona sulfato de aluminio para que el proceso de floculación para la formación de co!gulos y éstos tienen que tener una estancia recorrido por eso los vertederos tienen forma de s, ya medida que a un mayor recorrido la velocidad va disminuye. Es necesario contar con una velocidad tal que los co!gulos formados no se revienten ni para que sedimenten, a medida que sube el nivel del agua en los sedimentadores esta se filtra por medio de unos orificios de unos tubos que transportan el agua cristalina pero no potable, esta agua es llevada a los filtros mediante tuberías a los tanques en el tanque se le agrega sulfato de sodio que funciona como bactericida para matar las bacterias y el agua quede potable y de allí se bombea. $i se quiere saber el caudal que est! siendo transportado en cualquier tiempo, sólo se hace una medición a la altura del vertedero puesto que éstas est!n relacionadas en la fórmula del caudal del vertedero. (F/='* %)
F/='* %: Ecuación de vertedero 16
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%a estación contaba con tres unidades donde una se encontraba en stand by, se observaron accesorios como reducciones, ampliaciones, cheques, y v!lvula de corte, también se vio una unión flexible puesto que ésta no encaaba de la meor manera también estaba la flecha de cheque que indicaba sentido en el que se transportaba el fluo.
>.". VERTEDEROS
F/='* &: 2ertederos en formas de $
Estos canales permiten que se vaya disminuyendo la velocidad del agua y van aumentando la sección para así aumentar el caudal. (F/='* &)
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>.>. SEDIMENTADORES En esta parte de la planta de tratamiento se utili#an unas paletas con inclinación de ?: grados cuya función es retener y acumular los sedimentos que quedaron en el agua para que vayan al fondo del tanque. Presentan adem!s unas tuberías con agueros a todo lo largo de estos, por donde el agua pasa a una canal y luego es conducida hacia filtros (@/='* ").
F/='* ": sedimentadores
1&
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>.. FILTROS En esta etapa el agua pasa por un sistema de filtros (@/='* >) que tienen como función principal eliminar las pocas impure#as que tiene el agua al llegar a este punto y así lograr purificarla. Aunque cabe destacar que una ve# reali#ado este proceso el agua aun no es apta para el consumo humano por lo que de aquí se pasa a un sistema de aplicación de cloro.
F/='* >0 filtros
1'
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PARADA N? % >.. TANUE DE ALMACENAMIENTO Y DISTRIBUCIÓN POR GRAVEDAD DE AGUAS. El tanque de almacenamiento en este caso local puesto a que se encuentra ubicado en la #ona urbana del municipio de san antero, este recibe aproximadamente @::m9 de agua ya potabili#ada proveniente de la )P*AP+. Bste tanque de almacenamiento y distribución se encuentra en uno de los puntos m!s altos del municipio, por lo tanto la distribución del agua hacia los hogares se lleva a cabo por acción de la gravedad. El tanque est! compuesto por dos tuberías las cuales proporcionan a la red de distribución de aguas del municipio de san antero, existe una tercera tubería la cual evacuara los excesos que se produ#can en el tanque. Esta tercera tubería est! disponible cuando existan mantenimientos en el tanque y aun así sea necesario proporcionar el agua diaria en el municipio. El estudio del tanque no se reali#ó a cabalidad por el hecho de que no existía operario para el debido permiso. (F/='* )
F/='* : tanque de almacenamiento y distribución
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. AN3LISIS
!. Este tipo de bocatoma que posee sistema de captación flotante se emplean en ríos que presentan grandes variaciones del nivel de su superficie o cuando sus riberas no garanti#an la estabilidad de la estructura .Este sistema de captación que se encuentra en el rio $in contiene una plataforma flotante y móvil donde est!n instalados los equipos de bombeo que darían paso a la siguiente etapa para este sistema de captación, tratamiento, almacenamiento y distribución de agua potable. -. En la planta de tratamiento se tiene un sistema purificación con procesos estructurados y simples, pues el agua captada no posee un buen nivel de aceptación y no est! contaminada químicamente. El tratamiento biológico que se sigue aquí es una forma de meorar la calidad del agua haciéndola pasar por filtros de grava y arena donde se retiene la contaminación que trae el agua, aplicación de sulfato de aluminio como floculante, luego m!s adelante se da el uso de cloro gaseoso como protección del agua en la red de distribución 21
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9. /na ve# que el agua ha sido tratada debe distribuirse donde se va a consumir, pero antes esta es almacenada en un tanque elevado. Bste tanque de almacenamiento se encuentra en uno de los puntos m!s altos del municipio, por ende el agua se distribuye a la comunidad por acción de la gravedad, siendo este sistema, generalmente, el m!s adecuado para el abastecimiento puesto que el agua estar! disponible con la presión adecuado en cualquier hora del día, y sueto a la demanda, se eecutara el bombeo hacia el tanque. . %a comunidad demanda el consumo de agua potable para subsistir con niveles dignos de calidad de vida, recibiendo un agua potabili#ada por medio de un proceso de captación, tratamiento, almacenamiento y distribución del fluido, cumpliendo todos los requisitos de calidad que se exige para su tratamiento y no afecta la salud del consumidor.
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. CONCLUSIONES 5inali#ada la pr!ctica y reali#ado el presente informe, se concluye que0
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%a potabili#ación del agua se efecta para meorar sus condiciones físicas, químicas y bacteriológicas y poderla ofrecer para el consumo del hombre, sin afectar su salud.
3
%a purificación del agua demanda un compleo proceso hidr!ulico y sanitario para su obtención, grandes estructuras y un sin nmeros de elementos para su captación, conducción, tratamiento, almacenamiento y distribución.
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El tratamiento del agua es una acción que se lleva a cabo en las plantas de tratamiento de agua potable, las cuales son dise4adas de acuerdo con la calidad del agua de cada sitio. "e ahí que las plantas no sean todas iguales, pues su dise4o depende de las necesidades específicas.
3
El sistema de abastecimiento tiene como obetivo suministrar agua a la comunidad, sobre la base de los siguientes criterios &antidad &alidad, &ontinuidad, &osto, &ultura del agua y &apacidad de gestión
3
%a potabili#ación del agua se efecta para meorar sus condiciones físicas, químicas y bacteriológicas y poderla ofrecer para el consumo del hombre, sin afectar su salud.
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El meoramiento de los suministros de agua, la provisión de saneamiento adecuado y el fomento de buenas pr!cticas de higiene, son elementos primordiales para el desarrollo de la comunidad.
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$e cumplieron con todos los obetivos planteado al inicio del informe.
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. BIBLIOGRAFIA 3 &hoC, 2en*e. DPE &FAE% FG"'A/%H&$. IcJraC3Fill. 8>@>. 3 Hnternet K P!ginas Leb 3 Apuntes de clases3
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!. ANEOS FOTOGRAFICOS
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