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EVALUACIÓ DISTANCIA 2018-2 ACUEDUCTO Y ALCANTARILLADO

ESTUDIANTE: SANTIAGO MANUEL LEON GARCES CC. 1070822587

DOCENTE:

Andrés Villalba

UNIVERSIDAD SANTO TOMÁS VICERRECTORÍA DE UNIVERSIDAD ABIERTA Y A DISTANCIA CENTRO DE ATENCIÓN UNIVERSITARIO SANTO TOMAS (MONTERÍA) 22 SEPTIEMBRE de 2018

Tabla de contenido introducción.................................................................................................................................................. 3 objetivos........................................................................................................................................................ 4 punto1 ........................................................................................................................................................... 5 punto2 .......................................................................................................................................................... 6 punto 3 .......................................................................................................................................................... 6 punto 4 .......................................................................................................................................................... 7 punto 5…………………………………………………………………………………………………………………………………………………8 punto 6…………………………………………………………………………………………………………………………………………………9 punto 7…………………………………………………………………………………………………………………………………………………10 punto8………………………………………………………………………………………………………………………………………………12 punto 9 ……………………………………………………………………………………………………………………………………………15 punto 10…………………………………………………………………………………………………………………………………………15 punto 11…………………………………………………………………………………………………………………………...……………18 conclusión …………………………………………………………………………………………………………………………………………19 bibliografía…………………………………………………………………………………………………………………………………………20 anexos…………………………………………………………………………………………………………………………………………………21

introducción 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 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 más elemental consiste en establecer el poblamiento en las proximidades de un río o manantial, desde donde se capta el agua a los puntos de tratamiento y es bombeada a las redes domiciliarias. Se denomina alcantarillado o red de alcantarillado al sistema de estructuras y tuberías usados para el transporte de aguas residuales o servidas (alcantarillado sanitario), o aguas de lluvia, (alcantarillado pluvial) desde el lugar en que se generan hasta el sitio en que se realiza el pertinente proceso de tratamiento y después de cumplir con los parámetros dispuestos por los entes reguladores de cada municipio son vertidas. Todavía existen en funcionamiento redes de alcantarillado mixto, es decir, que juntan las aguas negras y las aguas de lluvia (sistemas unitarios). El sistema de acueducto y alcantarillado son dos sistemas que gracias a ellos podemos obtener dos grandes servicios que permiten el desarrollo de la sociedad modera, utilizando métodos y herramienta vanguardistas y gracias a los avances tecnología que brindan cada día el huso de materiales más livianos en la elaboración de sus componentes y manejables por los operarios. Permitiéndole mejores resultados al momento del diseño y construcción delos sistemas, gracia a estos avances se cumplen con ´parámetros y normas establecidas por los entes reguladores para el diseño de sistemas evitando la fuga de esta sustancia en el sistema de tuberías y evitar contaminación del medio ambiente.

objetivos

objetivo general realizar las investigaciones pertinentes en la empresa de acueducto y alcantarillado del municipio de residencia para darle solución alas incógnitas planteadas por el curso de acueducto y alcantarillado cumpliendo con las normas instituciones y de aprendizaje.

objetivos específicos   

Obtener el acceso a una planta de tratamiento de agua potable. identificar cuáles son los procesos de tratamiento de agua. identificar cuáles son sistemas que se utilizan para el proceso de tratamiento de agua potable.



obtener el acceso a una plata de tratamiento de agua residual.



identificar los equipos o sistemas para su depuración.



identificar el proceso de tratamiento del agua hasta el vertido a cuerpo de agua receptora.

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Describa los diferentes tipos de obras de captación o bocatomas y en qué casos se usan. Muestre casos prácticos mediante fotos e imágenes.

Toma lateral con muro transversal: se utiliza en ríos relativamente pequeños o quebradas, en donde la profundidad del cauce no es muy grande. Esta está compuesta por un muro transversal a manera de presa eleva la lámina de agua y esta es captada lateralmente a través de una rejilla colocada en uno de los muros laterales. Una desventaja de dicho tipo de bocatoma es que cuando la corriente arrastra mucho material en la época de lluvia, este de deposita en el pie del muro transversal, llegando a tapar completamente la rejilla y el desagüe. bocatoma de fondo: se utilizan en condiciones semejante alas bocatomas con muro transversal 3 bocatoma lateral con bombeo: se emplean para ríos con caudal grande y de una sección relativamente ancha. El número mínimo de bombas es dos, de modo que una de ella está en reserva. La rejilla tiene por objeto evitar el paso de elementos grandes que puedan llegar a obstruir la entrada al poso de succión o la misma coladera de la tubería de succión. se le debe dar protección al talud mediante muros de contención. 4 bocatoma lateral por gravedad: si se dispone de las condiciones hidráulicas y topográficas suficientes, la captación en ríos profundos puede hacerse por gravedad, demanda similar a la toma con muro trasversal, remplazando el muro por compuertas y la rejilla por otras de mayores dimensiones. En este caso se puede hacer el tratamiento primario de desarenador en forma inmediata, las compuertas pueden ser de sector o de tablero. 5 toma mediante estabilización del lecho: cuando el ancho del rio es muy grande y el lecho no es muy estable se hace una canalización de este; la toma puede ser lateral o de fondo. 6 toma en embalses de lagos: torre de captación por medio de una torre con orificios, se puede captar el agua sin importar el nivel al cual se encuentre; posteriormente, se conduce el agua un pozo de succión. Sifón: si las condiciones topográficas lo permiten, se puede hacer un sifón que conduzca el agua a un canal al otro lado del jarillo. Se requiere una bomba para cebar el sifón y una válvula reguladora de caudal, ya que la cabeza es variable. Toma de fondo: se emplea en rio de gran caudal y poca velocidad o en lagos. En el caso de ríos este tiene que ser de baja turbiedad, con el fin de no colmatar muy rápidamente el filtro de grava. Se debe disponer de un sistema de retro lavado de filtro

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Explique los aspectos básicos a tener en cuenta en el abastecimiento por agua subterránea. Indique casos prácticos en su zona de residencia.   

El agua subterránea es un recurso vital que proporciona la cuarta parte de toda el agua dulce destinada a la industria, agricultura y consumo humano. El agua subterránea no toda es de buena calidad. Estudios recientes sugieren que hay problemas serios de contaminación

Contaminación de las aguas subterráneas  La contaminación proviene de muchas fuentes  Muchas sustancias contaminantes son especial mente toxicas  Muchos de los compuestos químicos son conocidos o sospechosos de producir cáncer o son mutual génicos  Concentración de 10 ppb e inferiores indican contaminación Tipos de acuíferos  El agua subterránea que se encuentra en formaciones sin consolidar como grava, arena, arcilla, se consideran que están menos contaminadas  El agua que proviene de roca consolidada como calizas, lava, o roca fracturada, son más contaminadas. Alteración de la calidad de agua subterránea  Física: - turbidez color temperatura sabor y olor.  Quima: - aguas duras y aguas blandas.  Biológicas: - son muy importante en cuanto se refiere a la salud pública.  Radiológicas: - cuando el agua ha tenido contacto con sustancias radioactivas. 3

Describa los casos en que se usan las estaciones de bombeo de aguas en acueductos. Cite casos prácticos. Cuando la energía hidráulica de que se dispone en un conducto a presión no es suficiente para cumplir con los requerimientos del diseño se instalan estaciones de bombeo en las cuales se incrementa la energía existente mediante la aplicación de una energía extrema. La estación de bombeo consta de una o varias bombas con sus correspondientes pozos de bombeo, tuberías de succión y descarga, y de las instalaciones civiles y electromecánicas adecuadas para su operación. Elementos de las estaciones de bombeo Los componentes básicos de una estación de bombeo de agua potable son los siguientes: - Caseta de bombeo. - Cisterna de bombeo. - Equipo de bombeo. - Grupo generador de energía y fuerza motriz. - Tubería de succión. - Tubería de impulsión. - Válvulas de regulación y control. - Equipos para cloración. - Interruptores de máximo y mínimo nivel. - Tableros de protección y control eléctrico. - Sistema de ventilación, natural o mediante equipos. - Área para el personal de operación. - Cerco de protección para la caseta de bombeo.

Ubicación de la estación de bombeo La ubicación de la estación de bombeo debe ser seleccionada de tal manera que permita un funcionamiento seguro y continuo, para lo cual se tendrá en cuenta los siguientes factores: - Fácil acceso en las etapas de construcción, operación y mantenimiento. - Protección de la calidad del agua de fuentes contaminantes. Protección de inundaciones, deslizamientos, huaycos y crecidas de ríos. - Eficiencia hidráulica del sistema de impulsión o distribución. - Disponibilidad de energía eléctrica, de combustión u otro tipo. - Topografía del terreno. - Características de los suelos. 4

Elabore a mano alzada el corte y la planta de un desarenador, ¿cuáles son los parámetros de diseño? Diseño del desarenador en planta

Diseño del desarenador corte longitudinal A-A

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Explique cada una de las partes de una planta de tratamiento de agua potable y su funcionamiento. El proceso de tratamiento de agua potable comienza dese la bocatoma o captación del agua que se lleva a cabo en la cuenca del rio Sinú donde se encuentra la bocatoma de captación la cual permite el abastecimiento de agua para el proceso de tratamiento, mediante poderosas bombas es trasladada al desarenador, este es el encargado de retirar particular grande mediante la gravedad sedimentadas en el fondo de este, este debe estar lo más cerca posible de la bocatoma con el fin de evitar problemas de obstrucción. Coagulación Después de filtrar objetos grandes como peces y palos, se añaden coagulantes químicos al agua para lograr que las diminutas partículas en suspensión que enturbian el agua se atraigan entre sí para formar “flósculos” Floculación la formación de flósculos de mayor tamaño a partir de flósculos más pequeños— típicamente se logra por medio del agitado leve y constante del agua para estimular a las partículas y pequeños flósculos para que “choquen” entre sí, se adhieran, y formen un floculo de mayor tamaño. Sedimentación Cuando los flósculos son lo suficientemente grandes y pesados para sedimentarse, el agua se traslada a estanques calmos de sedimentación o decantación.

Filtración Cuando la mayoría de los sólidos se ha sedimentado, típicamente ocurre alguna forma de filtración ya sea por medio de arena o de membranas. Clora miento este es un sistema de desinfección más económicos que otros métodos la dosis de cloro que se emplea normalmente son de 1 a 2 mg/L; se obtiene residuos del orden de 0,5mg/L para prevenir contaminación posterior en la red de distribución. Para que el cloro actué efectivamente, se debe dejar un tipo de contacto del cloro con el agua de 15 a 20 minuto Almacenamiento es llevado a cabo en las instalaciones de la planta de tratamiento en tres contenedores de 3000 , 4000 y 6000 𝑐𝑚3 para el abastecimiento de gran parte de la ciudad de montería y sus alrededores permitiendo cumplir con el servicio en casos de limpiezas de las instalaciones Distribución El agua potabilizada es llevada a las estaciones de bombeo, desde donde se distribuye a inmuebles residenciales, comercios e instituciones a través de la red pública de tuberías. Estas redes de abastecimiento y distribución pública deben tener las menores pérdidas de agua potable posibles como también la circulación por el sueldo a mayor altura que las redes de aguas residuales, evitando su contaminación en caso de pérdidas de aguas sucias 6

Explique cómo se clasifican los sistemas de alcantarillado, convencionales y no convencionales. Presente casos prácticos. D.1.6.1.1 Sistemas convencionales Los alcantarillados convencionales son los sistemas tradicionales utilizados para la recolección y transporte de aguas residuales o lluvias hasta los sitios de disposición final. Los tipos de sistemas convencionales son el alcantarillado combinado y el alcantarillado separado. En el primero, tanto las aguas residuales como las pluviales son recolectadas y transportadas por el mismo sistema, mientras que en el tipo separado esto se hace mediante sistemas independientes; es decir, alcantarillado sanitario y alcantarillado pluvial. D.1.6.1.2 Sistemas no convencionales Debido a que los alcantarillados convencionales usualmente son sistemas de saneamiento costosos, especialmente para localidades con baja capacidad económica, en las últimas décadas se han propuesto sistemas de menor costo, alternativos al alcantarillado convencional sanitario, basados en consideraciones de diseño adicionales y en una mejor tecnología disponible para su operación y mantenimiento. Dentro de estos sistemas alternativos están los denominados alcantarillados simplificados, los alcantarillados condominiales y los alcantarillados sin arrastre de sólidos. Los sistemas no convencionales pueden constituir alternativas de saneamiento cuando, partiendo de sistemas in situ, se incrementa la densidad de población. 1. Los alcantarillados simplificados funcionan esencialmente como un alcantarillado sanitario convencional, pero teniendo en cuenta para su diseño y construcción consideraciones que permiten reducir el diámetro de los colectores tales como la disponibilidad de mejores equipos para su mantenimiento, que permiten reducir el número de pozos de inspección o sustituir por estructuras más económicas.

2. Los alcantarillados condominiales son sistemas que recogen las aguas residuales de un conjunto de viviendas que normalmente están ubicadas en un área inferior a 1 ha mediante colectores simplificados, y son conducidas a la red de alcantarillado municipal o eventualmente a una planta de tratamiento. 3. Los alcantarillados sin arrastre de sólidos son sistemas en los que el agua residual de una o más viviendas es descargada a un tanque interceptor de sólidos donde éstos se retienen y degradan, produciendo un efluente sin sólidos sedimentables que es transportado por gravedad en un sistema de colectores de diámetros reducidos y poco profundos. En los literales E.3.3 y E.3.4 se presentan los elementos para la concepción y diseño de estos tanques. Sirven para uso doméstico en pequeñas comunidades o poblados y su funcionamiento depende de la operación adecuada de los tanques interceptores y del control al uso indebido de los colectores. Desde el punto de vista ambiental pueden tener un costo y un impacto mucho más reducido. 7

Defina los siguientes términos técnicos: 

Velocidad a tubo lleno: Es la velocidad del agua cuando el tubo está lleno, es decir que q/Q = 1. Se calcula con la ecuación físicamente basada de Colebrook – White, suponiendo que el flujo del alcantarillado es uniforme y que la profundidad de flujo es igual al diámetro interno de la tubería seleccionada:  k 2.51 V  2 8 gRS log 10  s   14.8R 4 R 8 gRS 



   

Donde, V es la velocidad a flujo lleno en m/s, g es la aceleración de la gravedad en m/s2, R es el radio hidráulico en metros, S es la pendiente del tramo en valor absoluto (-), ks es la rugosidad absoluta de la tubería en metros y es la viscosidad dinámica en m2/s radio hidráulico: es un parámetro importante en el dimensionado de canales, tubos y otros componentes de las obras hidráulicas, generalmente es representado por la letra R, y expresado en m es la relación entre: El área mojada (A, en m²). El perímetro mojado (P, en m).Es decir: 𝑅=



𝐴 𝑃

pendiente de la tubería: D.3.2.9 Pendiente mínima El valor de la pendiente mínima del colector debe ser aquel que permita tener condiciones de autolimpieza y de control de gases adecuadas de acuerdo con los criterios del literal D.3.2.7. D.3.2.10 Pendiente máxima El valor de la pendiente máxima admisible es aquel para el cual se tenga una velocidad máxima real, según el literal D.3.2.8



coeficiente de rugosidad: Muchas investigaciones y experimentos de laboratorio y mediciones de campo se han llevado a cabo para determinar los coeficientes de fricción para varios materiales y condiciones. En el laboratorio se pueden obtener mediciones precisas, pero es difícil duplicar condiciones de flujo equivalentes a las de un alcantarillado. Por su parte, las mediciones de campo en colectores existentes pueden reflejar variables desconocidas propias del sistema analizado, así como errores en la medición e inhabilidad para controlar variables identificables. El coeficiente C de resistencia al flujo de Chézy puede estimarse a partir del coeficiente de fricción f de la fórmula de Darcy-Weisbach, el cual se evalúa con la fórmula de Colebrook-White. Esta fórmula se considera teóricamente la más completa, pues es aplicable a todos los regímenes de flujo, y depende del diámetro, el número de Reynolds y el coeficiente de rugosidad absoluta k propio de la superficie friccional. El coeficiente C puede estimarse también con fórmulas más empíricas como las de Ganguillet-Kutter y Bazin. El coeficiente de rugosidad de Manning es estimado a partir de mediciones de laboratorio y de campo, y depende en general del tipo de material del conducto. En el diseño de redes de recolección y evacuación de aguas residuales y pluviales, deben usarse valores de coeficientes de rugosidad que representen adecuadamente el efecto friccional en las condiciones de servicio que el colector experimentará durante su vida útil. Estas condiciones de servicio dependen de varios factores:

Material del conducto 2. Forma y tamaño del conducto 3. Profundidad de flujo 4. Tipo de uniones 5. Número de uniones por unidad de longitud 6. Desalineamiento horizontal del conducto 7. Desalineamiento vertical del conducto por efecto de las uniones 8. Depósitos de material en el conducto 9. Entrada de flujos laterales puntuales al conducto 10. Penetración de raíces 11. Crecimiento de biofilmes en el interior del conducto 12. Deformación del colector Para los niveles de complejidad de sistema medio alto y alto, el valor del coeficiente n de rugosidad de Manning en tuberías de pared lisa debe definirse entre 0.009 y 0.013, previa aprobación de la empresa prestadora del servicio de recolección y evacuación de aguas residuales. Este valor será establecido bajo la responsabilidad del diseñador con base en una sustentación técnico - económica incluidos los factores antes mencionados, la predicción razonable de que el alcantarillado va a ser adecuadamente construido, operado y mantenido y un diseño que tenga en cuenta estimaciones reales de caudal pico diario. Para los niveles de complejidad de sistema bajo y medio, donde las condiciones de mantenimiento preventivo se hacen en forma ocasional, el coeficiente n de rugosidad de Maning se debe establecer con base en la tabla D.2.2. 

factor de fricción: El factor de fricción o coeficiente de resistencia de Darcy-Weisbach (f) es un parámetro adimensional que se utiliza en dinámica de fluidos para calcular la pérdida de carga en una tubería debido a la fricción. El cálculo del factor de fricción y la influencia de dos parámetros (número de Reynolds, Re y rugosidad relativa, εr) depende del régimen de flujo.

 

gravedad: caudal de diseño: La estimación de caudales de diseño sanitario para colectores a construir en nuevos desarrollos, ya sean ejecutados por el sector público o privado, se tomarán de acuerdo a unas curvas definidas en las normas del Acueducto de Bogotá. El uso de estas ecuaciones se limita para áreas hasta 300 Ha. La figura contiene tres curvas

con los caudales unitarios en función del área. Para la zona 1 q  20.399 * Area 0.1804 Para la zona 2 q  13.555 * Area 0.1569 Para la zona 3 se recomienda remitirse a la gráfica Longitud: ingrese la longitud horizontal del tramo de centro a centro de pozo. Pendiente: ingrese la pendiente del tramo en porcentaje (%). Diámetro Nominal: ingrese el diámetro nominal de tuberías para alcantarillado 

caudal a tubo lleno: (Q): Es el caudal que transporta el tubo cuando está lleno. 𝐷2 𝑄 = 𝑉. 𝐴 = 𝑉. 𝜋 4



Plan maestro de alcantarillado: En el Plan Maestro se concibe el sistema de acueducto y alcantarillado como la dimensión estructurante y articuladora de los sistemas urbanos y territoriales y de las actuaciones urbanísticas públicas, privadas o mixtas, que se desarrollen en el territorio distrital. En consecuencia, constituye el soporte primario de las decisiones relacionadas con los demás sistemas urbanos y rurales regionales, así como un instrumento fundamental para lograr la concreción del modelo de ordenamiento del Plan de Ordenamiento Territorial (POT), y los propósitos de “equilibrio y equidad territorial para el beneficio social”, enunciados en el Artículo 1, numeral 8 del Decreto 190 de 2004.

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

Población servida: Número de habitantes que son servidos por un sistema de recolección y evacuación de aguas residuales.



Pozo de succión: Tanque o estructura dentro del cual las aguas residuales son extraídas por bombeo

Defina las actividades que se deben llevar a cabo para el diseño de redes de colectores que componen sistemas convencionales y no convencionales de recolección y evacuación de aguas residuales, pluviales o combinadas. D.2.2 CONSIDERACIONES GENERALES: Los aspectos generales para la concepción de proyectos de recolección y evacuación de aguas residuales y/o pluviales deben seguirse de acuerdo con el capítulo A.4 del Título A. En los literales D.2.2.1 y D.2.2.2 se establecen los requisitos y actividades que en general es necesario desarrollar en proyectos completos de recolección y evacuación de aguas residuales y pluviales. Para proyectos de expansión y rehabilitación, el diseñador debe establecer cuáles de éstos son relevantes para el caso específico. D.2.2.1 Requisitos que se deben cumplir: 1. Estudio de concepción del proyecto, elaborado con base en el capítulo A.4 del Título A.

2. Levantamiento planialtimétrico del área del proyecto y de sus zonas de expansión en escala 1:2000, o inferior según el nivel de detalle que se requiera, si es necesario, con curvas de nivel cada metro. Este intervalo puede variarse con justificación, dependiendo de las características de pendiente del terreno, requiriendo eventualmente un intervalo de 0,5 m o menor, si es muy plano. Para sistemas pluviales o combinados, la escala puede reducirse a 1:5000 en caso de grandes áreas de drenaje. En el capítulo G.5 del Título G se establecen los requerimientos mínimos de los levantamientos topográficos. 3. Planchas topográficas en escala mínima 1:25 000 de las cuencas, subcuencas y áreas de drenaje de interés para el proyecto. 4. Planes de desarrollo urbano y ordenamiento territorial del municipio según lo estipulado en la Ley 388 de 1997 o la que la reemplace. 5. Identificación de interferencias superficiales y subterráneas que puedan afectar el trazado de las redes del proyecto. 6. Obtención del catastro de red del sistema existente de recolección y evacuación de aguas residuales o pluviales. 7. Muestreos de suelos para determinar sus características geomecánicas y las condiciones de niveles freáticos. D.2.2.2 Actividades que se deben llevar a cabo: 1. Recopilación y complementación del presente Reglamento con requerimientos pertinentes de planeación municipal, empresas de servicios públicos o la prestadora del servicio, autoridad municipal ambiental, alcaldía, corporación autónoma regional y ministerios de Desarrollo, Medio Ambiente y Salud y otras entidades, que permitan establecer las restricciones particulares y los trámites consecutivos para la aprobación final del proyecto. 2. Delimitación de las cuencas y subcuencas de drenaje cuyas contribuciones puedan afectar al dimensionamiento de los componentes del sistema, incluyendo las zonas de expansión previstas y las áreas de drenaje del proyecto. 3. Obtención del catastro de red del sistema existente, y de otras redes de servicios públicos y de elementos específicos que puedan afectar la ubicación de componentes del proyecto. 4. Verificación de la capacidad del sistema existente y de cada uno de sus componentes. Determinación de componentes limitantes de la capacidad del sistema. 5. Definición del inicio de operación del proyecto y determinación del alcance del proyecto y las etapas de construcción de sus diferentes componentes. 6. Caracterización de los suelos y niveles freáticos en la zona del proyecto. 7. Caracterización de las aguas residuales y/o de escorrentía pluvial.

8. Estimaciones de población y/o caracterización de la precipitación de la zona 9. Estimación de las contribuciones iniciales y finales al sistema. 10. Trazado de la red del proyecto, ubicación de componentes e interrelación con el sistema existente. 11. Análisis de servidumbres, corredores y predios. 12. Consideraciones sobre retención de sólidos previa a la evacuación de las aguas residuales, en el caso de sistemas sanitarios sin arrastre de sólidos. 13. Consideraciones sobre la generación de sulfuros en las redes, en el caso de sistemas sanitarios o combinados. 14. Consideraciones sobre facilidad de operación y mantenimiento, estabilidad, vulnerabilidad, redundancia e impacto ambiental. 15. Consideraciones sobre sitios de entrega y disposición final de las aguas evacuadas de la localidad. 16. Dimensionamiento hidráulico del sistema y todos sus componentes. 17. Diseño del sistema y sus componentes. 18. Presentación del diseño con el siguiente contenido mínimo: análisis de alternativas y concepción básica del sistema; trazado del sistema en planta y perfil; memorias de cálculos hidráulicos, sanitarios, geotécnicos, estructurales, mecánicos, eléctricos, electrónicos y demás que se considere pertinente (ver capítulo A.6); diseños; planos (es requisito presentarlos también en medio magnético) y procesos constructivos (ver capítulo A.6); materiales, cantidades de obra y costos unitarios; especificaciones técnicas; servidumbres y predios; licencia ambiental; plan de manejo ambiental; impacto urbano; aspectos de operación y mantenimiento; manual de operación; aspectos de monitoreo y control; aspectos de vulnerabilidad. D.2.2.3 Periodo de diseño El periodo de planeamiento o de diseño, debe fijar las condiciones básicas del proyecto como la capacidad del sistema para atender la demanda futura, la densidad actual y de saturación, la durabilidad de los materiales y equipos empleados, y la calidad de la construcción, operación y mantenimiento. El periodo de planeamiento también depende de la demanda del servicio, la programación de inversiones, la factibilidad de ampliaciones y las tasas de crecimiento de la población, del comercio y de la industria. Como mínimo, los sistemas de recolección y evacuación de aguas residuales o lluvias deben proyectarse para los periodos de planeamiento que se presentan en la tabla D.2.1. La vida útil de los diferentes componentes de los sistemas de recolección y evacuación de aguas residuales o pluviales se definen en el literal A.4.9.

Tabla 1TABLA D.2.1 Periodo de planeamiento de redes de recolección y evacuación de aguas residuales y lluvias

Nivel de complejidad del sistema Bajo y medio Medio alto Alto

Periodo de diseño (años) 15 20 25

Para colectores principales o emisarios finales el periodo de diseño mínimo debe ser 25 años, para cualquier nivel de complejidad del sistema 9

A través de un esquema gráfico explique cuál es la función primordial que cumple un Pozo de Inspección. Localice uno en las inmediaciones de su localidad y de ser posible documente su operación a través de un registro fotográfico. (Recuerde mantener las normas de seguridad)

La unión o conexión de dos o más tramos de colectores debe hacerse con estructuras hidráulicas, denominadas estructuras de conexión. Usualmente, estas estructuras son pozos de unión o conexión o estructuras-pozo. Estas estructuras están comunicadas con la superficie mediante pozos de inspección, los cuales permiten el acceso para la revisión y mantenimiento de la red. El término pozo de inspección usualmente hace referencia al conjunto estructura de conexión-pozo de inspección. Por lo general, la forma de la estructurapozo es cilíndrica en su parte inferior y de cono truncado en su parte superior. Sus dimensiones deben ser suficientemente amplias para que el personal de operación y mantenimiento pueda ingresar y maniobrar en su interior. Para esto debe ser provista una escalera de acceso con pasos de hierro y los elementos mínimos de seguridad industrial para los operarios. La cañuela o piso de la estructura es una plataforma en la cual se hacen canales que prolongan los conductos y encauzan sus flujos, cuando esto se requiera. La parte superior remata en una protección de su desembocadura a la superficie donde se coloca la correspondiente tapa. Deben hacerse consideraciones sobre la ventilación de los pozos.

10 Usando como referencia la bibliografía del curso, elabore un cuadro descriptivo que defina y explique la función de las obras complementarias como: cámaras de inspección, cámaras de caída, aliviaderos, cunetas, sumideros, sifones, viaductos, cabezotes (recuerde usar esquemas, diagramas e imágenes que considere pertinentes) Cámara de inspección

Las cámaras de inspección son estructuras de concreto de forma cilíndrica, a excepción de casos especiales donde el diseño de la red amerite una estructura especial, cuentan en su parte superior con un

Cámara de caída

Aliviaderos

cono truncado y una tapa removible que permite la ventilación y el ingreso de personal para labores de operación y mantenimiento. Son estructuras de conexiones frecuentes entre terrenos con pendientes pronunciada, con el objeto de evitar velocidades mayores de la máxima permisible. Esta estructura debe conectar tramaos de tuberías con pendiente obligada menores alas del terreno donde hay una altura mayor de 0,5m entre conductores de entrada y conductores de salida de las cámaras. Tipo vórtice: la energía continua mente disipada por el efecto del cambio de dirección inicial y por la fricción de las paredes curvas internas. Tipo cámara escalonada: en este caso existe el fenómeno de aireación y disipación de la energía. Un aliviadero es un tipo de vertedor. Se llama vertedor a un dispositivo hidráulico que consiste en una escotadura a través de la cual se hace circular el agua. Los aliviaderos son estructuras de regulación y de protección que sirven para evacuar caudales de demasías o caudales superiores a los del diseño. Si estas aguas excedentes ingresarán a las diferentes obras que componen el sistema, podrían ocasionar daños de imprevisibles consecuencias.

Cunetas

Las cunetas recogen y concentran las aguas pluviales de las vías y de los terrenos colindantes.

sumideros

Los sumideros son los encargados de recoger la escorrentía producida en la superficie del área de drenaje y conducirlas al sistema de tuberías de alcantarillado dentro de unas condiciones seguras para los vehículos, las edificaciones y los peatones. La existencia de un sistema de sumideros permite controlar el nivel máximo y el ancho de la lámina de flujo en la zona urbana evitando que se presenten problemas asociados con las inundaciones. El sifón invertido es una obra de costo relativamente elevado y presenta dificultades de limpieza y desobstrucción, razón por la cual debe ser utilizado solamente después de un estudio comparativo con otras alternativas. El sifón invertido, presenta aproximadamente una forma de “U” interconectada con dos cámaras. En su entrada existe una cámara cuya función es orientar el flujo hacia el sifón propiamente dicho y a su salida otra cámara que permite guiar el flujo el afluente hacia el colector aguas abajo. Entre estas cámaras, el escurrimiento se produce por gravedad, en conducto forzado (a presión hidráulica

sifones

o sea a tubo lleno), siendo por lo tanto el nivel de agua en la cámara de entrada superior al de la cámara de salida.

Viaductos

Es una estructura que se construlle para permitir el paso de la tuberiaen una lus,puedeser el paso de un arrollo, rio, acantilado permitiendole una estabilida y protexion.

cabezotes

Se recomienda construir cabezales de concreto en todas las descargas de los sistemas de drenaje subsuperficial del pavimento, ya que ellos protegen de daño las tuberías de descarga, previenen la erosión del talud y facilitan la localización de los desagües para las futuras operaciones de mantenimiento. El extremo de la tubería de descarga deberá quedar perfectamente acoplado al cabezal. Los cabezales pueden ser prefabricados o fundidos en el lugar. Es recomendable la instalación de mallas en la boca de la tubería de descarga para prevenir el ingreso de animales que causan deterioros y construyen nidos dentro de la tubería. Las mallas deberán ser de fácil remoción para facilitar su mantenimiento y el de la tubería.

11 Explique la función de cada parte de una planta de tratamiento de aguas residuales. Tipos de procesos/tratamientos Tratamiento físico Tamizado - Remoción de gas – Remoción de arena – Precipitación con o sin ayuda de coagulantes o floculantes – Separación y filtración de sólidos Tratamiento biológico Lechos oxidantes o sistemas ecológicos – post-precipitación – liberación al medio de efluentes, con o sin desinfección según las normas de cada jurisdicción – La biodigestión aerobia, anaeróbica y los humedales artificiales utilizan la materia orgánica biodegradable de las aguas residuales, como nutrientes de una población bacteriana, a la cual se le proporcionan condiciones artificiales para su crecimiento, de esta manera se remueve la materia contaminante. Tratamiento químico Aplicación de productos químicos para la eliminación o conversión de los contaminantes – Precipitación, adsorción y desinfección. Las aguas residuales domesticas se generan en residencias, instituciones y locales comerciales e industriales. Estas pueden tratarse en el sitio donde se generan (por ejemplo, fosas sépticas, filtros anaerobios u otros medios de depuración) o bien pueden ser recogidas y llevadas mediante una red de tuberías –y eventualmente bombas– a una planta de tratamiento municipal. Los esfuerzos para recoger y tratar las aguas residuales domésticas de la descarga habitualmente están sujetos a regulaciones y normas locales, estatales y federales (regulaciones y controles). A menudo ciertos contaminantes de origen industrial presentes en las aguas residuales requieren procesos de tratamiento especializado. Por otro lado, se encuentran las aguas residuales de la industria y agroindustria las que están obligadas por normatividad a tener sus propios sistemas de tratamiento. Si bien los procesos aplicados para la limpieza del agua dependen del estado, contexto, herramientas y futuro uso deseado para la misma, de forma general se pueden asegurar 4 pasos en una PTAR: El pre-tratamiento, tratamiento primario, el tratamiento secundario y el tratamiento terciario. Pre-tratamiento Sistemas de enfriamiento, remoción de solidos flotantes mediante rejillas, remoción de arenas y grasas. 

Remoción de sólidos o cribado Los sólidos que se remueven son de gran tamaño por medio de rejillas grandes para evitar problemas de taponamiento de tuberías o que lleguen a dañar algún equipo.



Remoción de arena

Esta etapa (también conocida como escaneo o maceración) típicamente incluye un canal de arena donde la velocidad de las aguas residuales es cuidadosamente controlada para permitir que la arena y las piedras de ésta tomen partículas, pero todavía se mantiene la mayoría del material orgánico con el flujo. Tratamiento primario Este tratamiento es para reducir principalmente solidos sedimentables. 

Sedimentación Muchas plantas tienen una etapa de sedimentación donde el agua residual se pasa a través de grandes tanques circulares o rectangulares con tiempos de retención suficientes para que las partículas sólidas sean separadas por gravedad. La sedimentación es un proceso físico que aprovecha la diferencia de densidad y peso entre el líquido y las partículas suspendidas. Los sólidos, más pesados que el agua, se precipitan produciéndose su separación del líquido. Estos tanques son comúnmente llamados clarificadores primarios o tanques de sedimentación primarios. Los tanques son lo suficientemente grandes, tal que los sólidos fecales pueden depositarse y el material flotante como la grasa que no ha sido retenida en el pretratamiento sea retenida en este proceso. El propósito principal de la etapa primaria es producir un líquido homogéneo capaz de ser tratado biológicamente y unos fangos o lodos que pueden ser tratados separadamente.

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Tanque de homogenización Estos tanques son concebidos para reducir los picos de caudal, temperatura, pH y contenidos orgánicos para ser introducidos de manera homogénea en los reactores para su tratamiento.

Tratamiento secundario biológico El tratamiento secundario está diseñado para degradar sustancialmente el contenido biológico del agua residual, el cual deriva los desechos orgánicos provenientes de residuos humanos, residuos de alimentos, jabones, detergentes y en general residuos orgánicos de procesos industriales. La mayoría de las plantas municipales utilizan procesos biológicos aeróbicos para este fin. 

Fangos activados o lodos activados El nombre del proceso se deriva de la formación de una masa de ¨microorganismos activos¨ capaz de estabilizar un desecho orgánico en condiciones aerobias (el ambiente aerobio se logra mediante aireación difusa o mecánica en un tanque de aireación). En esencia es la agitación y aireación de una mezcla de agua residual y lodos biológicos, a medida que las bacterias reciben el oxígeno, consumen la materia orgánica del agua residual y la transforma en sustancias más simples. Este caldo bacteriano recibe el nombre de lodo activado. La

mezcla de lodos activados y agua residual recibe el nombre de licor mezclado que se lleva a un tanque de sedimentación para su purga. 

Reactor biológico de cama móvil El reactor biológico de cama móvil (MBBR, por sus siglas en inglés) asume la adición de medios inertes en vasijas de fangos activos existentes para proveer sitios activos para que se reúna la biomasa. Esta conversión da como resultado un sistema de crecimiento.

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Reactores biológicos de membrana Los reactores biológicos de membrana MBR son un sistema con una barrera de membrana semipermeable o en conjunto con un proceso de fangos. Esta tecnología garantiza la remoción de todos los contaminantes suspendidos y sólidos disueltos. La limitación de los sistemas MBR es directamente proporcional a la eficaz reducción de nutrientes del proceso de fangos activos.

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Sedimentación secundaria El paso final de la etapa secundaria del tratamiento es retirar los flósculos biológicos del material de filtro, y producir agua tratada con bajos niveles de materia orgánica y materia suspendida. En una planta de tratamiento rural, se realiza en el tanque de sedimentación secundaria.

Tratamiento terciario El tratamiento terciario proporciona una etapa final para aumentar la calidad del efluente al estándar requerido antes de que éste sea descargado al ambiente receptor (mar, río, lago, campo, etc.). Se trata de remover nitrógeno o fosforo del efluente tratado u otros contaminantes difíciles a remover. 

Filtración La filtración de arena retiene gran parte de los residuos de materia suspendida. El carbón activado sobrante de la filtración retiene las toxinas residuales.

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Lagunajo El tratamiento de lagunas proporciona sedimentación y mejora biológica adicional por almacenaje en charcos o lagunas artificiales. Se trata de una imitación de los procesos de autodepuración que un río o un lago somete las aguas residuales de forma natural. Estas lagunas son altamente aerobias y se da a menudo la colonización por micrófitos nativos, especialmente cañas.

Conclusión Mediante las investigaciones realizadas podemos decir que gracias a los sistemas de acueducto y alcantarillado las sociedades pueden tener una calidad de vida mucho más privilegiada a sociedad que no cuentan con estos sistemas. Ya que estas permiten el acceso a aguas de mejor calidad que están sometidas a parámetros que regulan su composición y que en estas no se presenten algún tipo de bacteria o sustancia que se nociva o toxica para la salud humana, gozando de unos del principal servicio ya que el agua potable es una de la necesidad primordiales en la actualidad para el diario vivir de las personas. las industrias sean peñas, medianas o grandes también hacen huso de este servicio se directamente para la elaboración de sus productos o para el huso del personal que labora en sus instalaciones. De igual mente el sistema de alcantarillado dependiendo del tipo de diseño se de aguas residuales, aguas lluvias o mixto. Nos brinda un mejoramiento en el bienestar de nuestras sociedades ya que gracias a este sisma podemos evacuar las aguas que no son útiles en nuestras viviendas que por el contrario hemos contaminado y sus sustancias provocan un daño al medio ambiente, como a las personas que nos rodean ya que estas con el tiempo emiten olores desagradables y contiene organismos nocivos para la salud y sustancias contaminantes en el caso de las industrias ya que en sus proceso industriales el agua utilizada está en contacto con sustancias toxicas y estas no pueden ser vetadas en este estado al medio ambiente por su parte el sistema de alcantarillado la traslada mediante tuberías a una planta de tratamiento de agua residual donde se le brinda el pertinente proceso para su descontaminación después de haber pasados todas la pruebas necesario para medir su contaminación de aprobarlas es vertido a un cuerpo de agua receptor.