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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTÍN-TARAPOTO FACULTAD DE ECOLOGÍA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LA CAPTACION MANATIAL DE LADERA DE MARONA

CURSO: TECNOLOGIAS NO CONVENCIONALES EN AGUA Y SANEAMIENTO

ALUMNOS: Bardález Rojas Katherin Danitza Cayao Cubas Bittle Klintong Gutiérrez Cubas John Mori Mendoza Alex Junior Serquen Diaz Katherine Elizabeth

DOCENTE: Ing. César Augusto Álvarez Guzmán

Moyobamba-PERU 2019

INTRODUCCIÓN

La captación depende del tipo de fuente y de la calidad y cantidad de agua, el diseño de cada estructura tendrá características típicas. Cuando la fuente de agua es un manantial de ladera y , la captación constara de tres partes: la primera, corresponde a la protección del afloramiento; la segunda, a una cámara húmeda que sirve para regular el gasto a utilizarse; y la tercera, a una cámara seca que sirve para proteger la válvula de control. El compartimiento de protección de la fuente consta de una losa de concreto que cubre toda la extensión o 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. La cámara húmeda tiene un accesorio (canastilla) de salida y un cono de rebose que sirve para eliminar el exceso de producción de la fuente. OBJETIVOS 

Conocer las partes de una captación de Manantial tipo LADERA



Determinar los cálculos del diseño estructural de la captación tipo de manantial ladera de Marona

MARCO TEÓRICO

BASES TEÓRICA 1. Fuentes de abastecimiento Las fuentes de agua constituyen el principal recurso en el suministro de agua en forma individual o colectiva para satisfacer sus necesidades de alimentación, higiene y aseo de las personas que integran una localidad. Su ubicación, tipo, caudal y calidad del agua serán determinantes para la selección y diseño del tipo de sistema de abastecimiento de agua ha construirse. Cabe señalar que es importante seleccionar una fuente adecuada o una combinación de fuentes para dotar de agua en cantidad suficiente a la población y, por otro, realizar el análisis físico, químico y bacteriológico del agua y evaluar los resultados con los valores de concentración máxima admisible recomendados por la OMS. Además de estos requisitos, la fuente de agua debe tener un caudal mínimo en época de estiaje igual o mayor al requerido por el proyecto; que no existan problemas legales de propiedad o de uso que perjudiquen su utilización y; que las características hidrográficas de la cuenca no deben tener fluctuaciones que afecten su continuidad. 2. Tipos de fuentes de agua Agua de lluvia El agua de lluvia se emplea en aquellos casos en que no es posible obtener agua superficial de buena calidad y cuando el régimen de lluvia sea importante. Para ello se utilizan los techos de las casas o algunas superficies impermeables para captar el agua y conducirla a sistemas cuya capacidad depende del gasto requerido y del régimen pluviométrico Aguas superficiales

Las aguas superficiales están constituidas por los arroyos, ríos, lagos, etc. que discurren naturalmente en la superficie terrestre. Estas fuentes no son tan deseables, especialmente si existen zonas habitadas o de pastoreo animal aguas arriba. Sin embargo, no existe otra fuente alternativa en la comunidad, siendo necesario para su utilización, contar con la información detallada y completa que permita visualizar su estado sanitario, caudales disponibles y calidad de agua. 9 Aguas subterráneas Parte de las precipitaciones en la cuenca se infiltra en el suelo hasta la zona de saturación, formando así las aguas subterráneas. La explotación de éstas dependerá de las características hidrológicas y de la formación geológica del acuífero. La captación de aguas subterráneas se puede realizar a través de manantiales, galerías filtrantes y pozos (excavados y tubulares) 3. Abastecimiento de agua para consumo humano Parámetros de diseño Los parámetros de diseño que intervendrán en la preselección de la opción tecnológica poseen la siguiente estructura: Parámetros geo-sociales  Ámbito geográfico del proyecto  Grado de dispersión de la población Parámetros de la fuente de abastecimiento  Dotación de abastecimiento de agua para consumo humano  Tipo de fuente de abastecimiento de agua  Calidad de las aguas de la fuente de abastecimiento 3.1. Opciones tecnológicas convencionales C1: SGST con nivel de servicio por pileta publica Sistema constituido por:

 Captación de manantial o galería filtrante  Reservorio, en el que se realizara la desinfección  Línea de aducción y/o distribución hasta los puntos de suministro, qué serán piletas publicas 3.2.Tipos de sistemas De acuerdo a la ubicación y naturaleza de la fuente de abastecimiento, así como a la topografía del terreno, se consideran dos tipos de sistemas: Los de gravedad y los de bombeo. En los sistemas de agua potable por gravedad, la fuente debe estar ubicada en la parte alta de la población para que el agua fluya a través de tuberías, usando sólo la fuerza de la gravedad. En los sistemas de agua potable por bombeo, las fuentes de agua se encuentran en la parte baja de la población, por lo que necesariamente se requiere de un equipo de bombeo para elevar el agua hasta un reservorio y dar presión en la red 4. Captaciones de aguas subterráneas. 4.1.Aspectos generales Estructura que permite captar agua desde un cuerpo o corriente subterránea de forma continua, segura y sin disminución de las condiciones hidrológicas, geológicas y ecológicas en los alrededores o aguas abajo 4.2.Captación de manantiales Son obras que protegen los afloramientos naturales de agua subterráneas de cualquier tipo de contaminación y permiten el ingreso de agua a los elementos de conducción de agua hacia el tanque de almacenamiento o planta de tratamiento. Se aplicarán las siguientes directrices  La estructura de captación se construirá de material impermeable y se diseñará para obtener el máximo rendimiento del afloramiento  Deberá tener canales de drenaje en la parte superior y alrededor de la captación para evitar la contaminación por las aguas superficiales, así como cerco perimétrico

 Se diseñará con las válvulas y accesorios, tuberías de limpieza, rebose y tapa sanitaria de inspección con todas las protecciones sanitarias correspondientes  La tubería de salida del agua de la captación contara con su correspondiente canastilla o elemento protector que impida el paso de solidos Se debe tener en cuenta los siguientes aspectos: Cantidad La carencia de registros hidrológicos nos obliga a realizar una concienzuda investigación de las fuentes. Lo ideal sería que los aforos se realizarán en temporada crítica de rendimientos que corresponde a los meses de estiaje y lluvias, con la finalidad de conocer los caudales máximos y mínimos. El caudal mínimo debe ser mayor al valor del consumo máximo diario (Qmd). El Qmd representa la demanda de la población al final de la vida útil considerado en el proyecto, siendo por lo general, de 20 años para las obras de agua potable. Calidad Los requerimientos básicos para que el agua sea potable:  Estar libre de organismos patógenos causantes de enfermedades.  No contener compuestos que tengan un efecto adverso, agudo o crónico sobre la salud humana.  Ser aceptablemente clara (baja turbidez, poco color, etc.).  No salina.  Que no contenga compuestos que acusen sabor y olor desagradables.  Que no cause corrosión o incrustaciones en el sistema de abastecimiento de agua, y que no manche la ropa lavada con ella.

4.3.Tipologías Las captaciones de manantiales pueden ser:

De fondo: Cunado se capta agua que emerge en terreno llano, la estructura de captación es una cámara sin losa de fondo que rodea el punto de brote de agua, consta de cámara húmeda que sirve para almacenar agua y regula el caudal a utilizarse, y una cámara seca que protege las válvulas de control de salida, rebose y limpieza De ladera: Cuando se realiza la protección de una vertiente que aflora a una superficie tipo plano inclinado con carácter puntual o disperso, consta de una protección de afloramiento, una cámara húmeda donde se regula el caudal a utilizarse, y opcionalmente puede disponer de un volumen de almacenamiento, y una cámara seca. El ingreso a la cámara húmeda, al igual que el rebose y limpia, estará diseñado para el máximo rendimiento de la fuente. Dispondrá de dispositivos de salida a la línea de conducción y excedente de la fuente. De bofedal: Cuando el afloramiento de la vertiente se realiza por múltiples “venas de agua” anegando el terreno y debiendo emplearse un colector para captar la totalidad del agua. Es una variante de la captación mediante galería filtrante, con la singularidad de que se construye una pantalla para interceptar el flujo del agua. 4.3.1. Componentes principales Para el diseño de las captaciones de manantiales deben considerarse los siguientes componentes: Cámara de protección: Para las captaciones de fondo y ladera es muy importante no perturbar el flujo de agua que emerge de la vertiente, la cámara de protección, debe tener dimensiones y formas, tales que, se adapten a la localización de las vertientes y permitan captar el agua necesaria para el proyecto. Contaran con losa removible o accesible para mantenimiento del lecho filtrante Tuberías y accesorios: El material de las tuberías y accesorios deben ser inertes al contacto con el agua natural, los diámetros se calcularán en función al caudal máximo diario, salvo justificación razonada.

En el diseño de las estructuras de captación deberán preverse válvulas, accesorios, tubería de limpieza, rebose y tapa de inspección con todas las protecciones sanitarias correspondientes, al inicio de la tubería de conducción se instalara su correspondiente canastilla Cámara de recolección de aguas: Para las tomas de bofedal, es importante que la cámara de recolección este ubicada fuera del terreno anegadizo y permita la recolección del agua de todas las tomas (pueden haber más de un dren) Protección perimetral: La zona de captación deberá estar adecuadamente protegida para evitar la contaminación de las aguas. Deberá tener canales de drenaje en la parte superior y alrededor de la captación para evitar la contaminación por aguas superficiales 4.3.2. Criterios de diseño 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 la distancia entre el afloramiento y la cámara, el ancho de la pantalla, el área de orifico y la altura de la cámara húmeda, sobre la base de una velocidad de entrada no muy alta(se recomienda ≤ 0.6 m/s y al coeficiente de contracción de los orificios

5. Descripción de la captación de ladera a diseñar 5.1.1. Fuente La fuente de agua es el Manantial Huamachuco que cuenta con un caudal constante de 2.75 l/s, a partir de los que, se proyecta abastecer a 243 viviendas, 02 instituciones educativas, 01 en puesto de salud y 09 otras instituciones que actualmente se encuentran conectados, ya que la demanda máxima diaria en el periodo de diseño es de 1.63 l/s.

5.1.2. Captación

Se proyectará la captación Tipo Toma Ladera “Huamachuco”, en la cota 1039.36 m.s.n.m en las coordenadas E: 288095.451 m y N: 9326452.764, en la progresiva 0+000. Se construirá una nueva captación en el “Manantial Huamachuco”, que tiene un aforo de 2.75 l/s, el cual es suficiente para abastecer ya que el caudal máximo diario es Q=1.63 l/s que necesita la población. La estructura proyectada será de concreto armado, con resistencia de F’c= 210 kg/cm2, la dimensión de la cámara húmeda será de 1.30m de Largo x 1.00 m de Ancho y 1.00 m de Altura, con dos aletas de 1.00 m de largo, los espesores de los muros serán de 0.15 cm. Tiene una caseta de válvulas de dimensiones 2.00 m de Largo y 0.70 m de Ancho y una altura de 0.80 m. Para el ingreso del caudal requerido se instalará 02 orificios de 1½”; con una capacidad portante del suelo de 0.84 kg/cm2; las dimensiones fueron tomadas según diseño, y se encuentran a detalle en los planos respectivos del proyecto.

5.1.3. Tipo de suelo

Suelo de tipo II: (Rocoso) Este sector corresponde a las calicatas C-6. En este caso en particular no se ha podido extraer muestras para los ensayos correspondientes al encontrar lecho rocoso (GM), roca estratigráficada y fragmentada en la captación.

CONCLUSIONES

ANEXOS

BIBLIOGRAFIA