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• EL MUNDO DE LA INGENIERIA

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La captación es considerado como el punto de origen de un sistema de abastecimiento de agua para el consumo humano. La captación consiste en recolectar y almacenar el agua proveniente de diversas fuentes, para su uso benéfico.

MANANTIALES

POZOS

TIPOS DE CAPTACIÓN

• LADERA • FONDO • ARTESANALES • PROFUNDOS O TUBULARES

Las aguas subterráneas serán conducidas por tuberías PVC o por la línea de conducción, donde estas aguas serán almacenadas directamente en un reservorio.

RIOS, ARROYO, CANALES

BOCATOMA

• LATERAL • TIROLESA

La captación de aguas superficiales serán conducidas por tuberías o por una línea de conducción, hasta una planta de tratamiento, posteriormente serán almacenas en un reservorio.

MANANTIALES

Cuando la fuente de agua es un manantial de ladera y concentrado, la captación constará de tres partes: 1° Corresponde a la protección del afloramiento. La protección de la fuente consta de una losa de concreto que cubre toda la extensión del área adyacente al afloramiento de modo que no exista contacto con el ambiente exterior, quedando así sellado para evitar la contaminación. Junto a la pared de la cámara existe una cantidad de material granular clasificado, que tiene por finalidad evitar el socavamiento del área adyacente a la cámara y de aquietamiento de algún material en suspensión.

2° Corresponde a la cámara húmeda para regular el gasto a utilizarse. La cámara húmeda tiene una canastilla de salida para conducir el agua requerida y un cono de rebose para eliminar el exceso de producción de la fuente.

3° Corresponde a la cámara seca que sirve para proteger la válvula de control.

MANANTIALES

Cuando la fuente de agua un manantial de fondo y concentrado, la estructura de captación podrá reducirse a una cámara sin fondo que rodee el punto donde el agua brota. Constará de dos partes: 1° Corresponde a la cámara húmeda para regular el gasto a utilizarse. La cámara húmeda estará provista de una canastilla de salida y tuberías de rebose y limpia.

2° Corresponde a la cámara seca que sirve para proteger la válvula de control de salida y desagüe.

A) DISEÑO HIDRÁULICO Y DIMENSIONAMIENTO DE LA CAPTACION TIPO LADERA.  Para el dimensionamiento de la captación es necesario conocer el caudal máximo de la fuente, de modo que el diámetro de los orificios de entrada a la cámara húmeda sea suficiente para captar este caudal o gasto. Conocido el gasto, se puede diseñar el área de orificio sobre la base de una velocidad de entrada no muy alta y al coeficiente de contracción de los orificios. Calculo de la distancia entre el afloramiento y la cámara húmeda.  Es necesario conocer la velocidad de pase y la pérdida de carga sobre el orificio de salida Según la ecuación de Bernoulli éntrelos puntos 0 y 1, resulta:



Considerando los valores de Po, Vo, P1, y h1, igual a cero, se tiene:

Donde: 

ho = Altura entre el afloramiento y el orificio de entrada(se recomiendan valores de 0.4 a 0.5 m.).



V, = Velocidad teórica en m/s.



g = Aceleración de la gravedad (9.8 1 m/s2).



Mediante la ecuación de continuidad considerando los puntos 1 y2, se tiene:

•

Siendo A, = A,

• • •

Donde: V, = Velocidad de pase (se recomiendan valores menores o iguales a 0.6 m/s). Cd = coeficiente de descarga en el punto 1 (se asume 0.8).Reemplazando el valor de V, de la ecuación anterior en la ecuación de h0, se tiene:

Donde: • Qmax. = Gasto máximo de la fuente en l/s. • V = Velocidad de paso (se asume 0.50 m/s, siendo menor que el valor máximo recomendado de 0.60 m/s.). • A = Área de la tubería en m2. • Cd = Coeficiente de descarga (0.6 a 0.8). • g = Aceleración gravitacional (9.81 m/s2). • h = Carga sobre el centro del orificio (m). Despejando de la ecuación:

La carga requerida es determinada mediante la ecuación:

Donde:  H =carga requerida en m.  V =Velocidad promedio en salida de la tubería de la línea de conducción en m/s.  g =Aceleración de la gravedad igual 9.81 m/s2 Dimensionamiento de la canastilla. Para el dimensionamiento se considera que el diámetro de canastilla debe ser 2 veces el diámetro de la tubería de salida a la línea de conducción (DC)Área total de las ranuras (At) sea el doble del área de la tubería de la línea de conducción y que la conducción; y que la longitud de la canastilla (L) sea mayor a 3 Dc y menor a 6 Dc.

Conocidos los valores del área total de ranuras y el área de cada ranura se determina el número de ranuras:

Tubería de rebose y limpieza. En la tubería de rebose y de limpieza se recomiendan pendientes de 1 a1.5% y considerando el caudal máximo de aforo, se determina el diámetro mediante la ecuación de Hazcen y Williams.

Donde: D =Diámetro en pulgada Q =Gasto máximo de la fuente en l/s. hf =Perdida de carga unitaria en m/m

B) DISEÑO ESTRUCTURAL. Para el diseño estructural se considera el muro sometido al empuje de latiera cuando la caja está vacía. Si está llena, el empuje hidrostático tienen componente en el empuje de la tierra, favoreciendo de esta manera la estabilidad del muro. Las cargas consideradas son: el peso propio, el empuje de la tierra y la sub presión. Para garantizar la estabilidad del muro, se debe verificar que la carga unitaria sean igual o menor a la capacidad de la carga del terreno; mientras que para garantizar la estabilidad del muro al deslizamiento yal volteo, se deberá verificar un coeficiente de seguridad no menor a 1,6.

POZOS Se trata de pozos realizados, excepto en los casos más modernos, mediante la excavación manual del suelo (con picos, palas, etc.). En general son poco profundos (entre 8 y 20 metros) son revestidos con anillos prefabricados de concreto simple o concreto armado de a 10 a 5 cm de espesor, de acuerdo al caso y con una altura de 0.50 m, para facilitar su manipulación. Debido a esta escasa profundidad, son los que presentan mayor riesgo de contaminación.

POZOS Un pozo profundo es una perforación hecha en el terreno a través de diferentes formaciones Geológicas, hasta profundidades mayores a 30m., con la finalidad de interceptar un Acuífero y explorarlo con fines de abastecimiento para el consumo humano y que ha sido debidamente revestida con tubería.

BOCATOMA Las obras de toma o bocatomas son las estructuras hidráulicas construidas sobre un río o canal con el objeto de captar, es decir extraer, una parte o la totalidad del caudal de la corriente principal. Las bocatomas suelen caracterizarse principalmente por el Caudal de Captación, el que se define como el gasto máximo que una obra de toma puede admitir.

La bocatoma lateral es un sistema de suministro acuífero el cual inicia a través de la captación, definiéndose una vez escogida la fuente para un diseño posterior. Cuando esta fuente pertenece a una quebrada o río, su captación puede hacerse por la bocatoma lateral, la cual asegura mediante su obra y localización un suministro o flujo permanente. La bocatoma lateral, permite captar el flujo a través de un canal lateral, por lo que generalmente es un brazo del río, de manera que el agua ingresa de forma directa a una caja para posteriormente derivarla a través de un canal o tuberías.

BOCATOMA

Una toma tirolesa es una estructura de entrada de agua en la que el agua se extrae del flujo principal a través de una rejilla sobre una canaleta. Normalmente, la canaleta está hecha de hormigón y se construye en el lecho del río

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