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Red de abastecimiento de agua potable

Acueducto en Arizona, que transporta agua no tratada.

La red de abastecimiento de agua potable es un sistema de obras de ingeniería, concatenadas que permiten llevar hasta la vivienda de los habitantes de una ciudad, pueblo o área rural con población relativamente densa, el agua potable. Índice

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1Origen del agua 2Componentes del sistema de abastecimiento o 2.1Captación o 2.2Almacenamiento de agua bruta o 2.3Tratamiento o 2.4Almacenamiento de agua tratada o 2.5Red de distribución 3Impacto ambiental de un sistema de abastecimiento de agua potable 4Véase también 5Referencias 6Enlaces externos

Origen del agua Los sistemas de abastecimiento de agua potable se pueden clasificar por la fuente del agua, del que se obtienen:     

Agua de lluvia almacenada en aljibes. Agua proveniente de manantiales naturales, donde el agua subterránea aflora a la superficie; Agua subterránea, captada a través de pozos o galerías filtrantes; Agua superficial (lleva un previo tratamiento), proveniente de ríos, arroyos, embalses o lagos naturales; Agua de mar (esta debe necesariamente ser desalinizada).

Según el origen del agua, para transformarla en agua potable deberá ser sometida a tratamientos, que van desde la simple desinfección y filtración, hasta ladesalinización.

Componentes del sistema de abastecimiento[editar] El sistema de abastecimiento de agua potable más complejo, que es el que utiliza aguas superficiales, consta de cinco partes principales:     

Captación; Almacenamiento de agua bruta; Tratamiento; Almacenamiento de agua tratada; Red de distribución abierta

Captación[editar] La captación de un manantial debe hacerse con todo cuidado, protegiendo el lugar de afloramiento de posibles contaminaciones, delimitando un área de protección cerrada. La captación de las agua superficiales se hace mediante bocatomas, en algunos casos se utilizan galerías filtrantes, paralelas o perpendiculares al curso de agua para captar las aguas que resultan así con un filtrado preliminar. La captación de las aguas subterráneas se hace mediante pozos o galerías filtrantes.

Almacenamiento de agua bruta[editar]

El almacenamiento de agua bruta se hace necesario cuando la fuente de agua no tiene un caudal suficiente durante todo el año para suplir la cantidad de agua necesaria. Para almacenar el agua de los ríos o arroyos que no garantizan en todo momento el caudal necesario se construyen embalses. En los sistemas que utilizan agua subterránea, el acuífero funciona como un verdadero tanque de almacenamiento, la mayoría de las veces con recarga natural, sin embargo hay casos en que la recarga de los acuíferos se hace por medio de obras hidráulicas especiales.

Tratamiento

Planta de tratamiento de agua potable.

El tratamiento del agua para hacerla potable es la parte más delicada del sistema. El tipo de tratamiento es muy variado en función de la calidad del agua bruta. Una planta de tratamiento de agua potable completa generalmente consta de los siguientes componentes:     

Reja para la retención de material grueso, tanto flotante como de arrastre de fondo; Desarenador, para retener el material en suspensión de tamaño fino; Floculadores, donde se adicionan químicos que facilitan la decantación de sustancias en suspensión coloidal y materiales muy finos en general; Decantadores, o sedimentadores que separan una parte importante del material fino; Filtros, que terminan de retirar el material en suspensión;

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Dispositivo de desinfección.

En casos especiales, en función de la calidad del agua se deben considerar, para rendir estas aguas potables, tratamientos especiales, como por ejemplo:   

la osmosis inversa; tratamiento a través de intercambio iónico; filtros con carbón activado.

Obviamente estos tratamientos encarecen el agua potable y solo son aplicados cuando no hay otra solución.

Almacenamiento de agua tratada[editar] El almacenamiento del agua tratada tiene la función de compensar las variaciones horarias del consumo, y almacenar un volumen estratégico para situaciones de emergencia, como por ejemplo incendios. Existen dos tipos de tanques para agua tratada, tanques apoyados en el suelo y tanques elevados, cada uno dotado de dosificador o hipoclorador para darle el tratamiento y volverla apta para el consumo humano. Desde el punto de vista de su localización con relación a la red de distribución se distinguen en tanques de cabecera y tanques de cola:  

Los tanques de cabecera, se sitúan aguas arriba de la red que alimentan. Toda el agua que se distribuye en la red tiene necesariamente que pasar por el tanque de cabecera. Los tanques de cola, como su nombre lo dice, se sitúan en el extremo opuesto de la red, en relación al punto en que la línea de aducción llega a la red. No toda el agua distribuida por la red pasa por el tanque de cola.

Red de distribución[editar]

Tubería de agua potable de hormigón.

La línea de distribución se inicia, generalmente, en el tanque de agua tratada. Consta de:

Estaciones de bombeo; Las estaciones de bombeo son estructuras destinadas a elevar un fluido desde un nivel energético inicial a un nivel energético mayor. Su uso es muy extendido en los varios campos de la ingeniería, así, se utilizan en: 

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Redes de abastecimiento de agua potable, donde su uso es casi obligatorio, salvo en situaciones de centros poblados próximos de cadenas montañosas, con manantiales situados a una cota mayor; Red de alcantarillado, cuando los centros poblados se sitúan en zonas muy planas, para evitar que las alcantarillas estén a profundidades mayores a los 4 - 5 m; Sistema de riego, en este caso son imprescindibles si el riego es con agua de pozos no artesianos; Sistema de drenaje, cuando el terreno a drenar tiene una cota inferior al recipiente de las aguas drenadas; En muchas plantas de tratamiento tanto de agua potable como de aguas servidas, cuando no puede disponerse de desniveles suficientes en el terreno; Un gran número de plantas industriales.

Generalmente las estaciones de bombeo constan de las siguientes partes:     

Rejas; Cámara de succión; Las bombas propiamente dichas; Línea de impulsión. Servicios auxiliares:  Dispositivos de protección contra el golpe de ariete;  Línea de alimentación de energía eléctrica o instalación para almacenamiento de combustible;  Sistema de monitoreo y telecomunicaciones

Tuberías principales, secundarias y terciarias;

Tubería

Para otros usos de este término, véase Tubería (desambiguación).

Tuberías en una sala de calderas

Una tubería es un conducto que cumple la función de transportar agua u otros fluidos. Se suele elaborar con materiales muy diversos. También sirven para transportar materiales que, si bien no son propiamente un fluido, se adecuan a este sistema: hormigón, cemento, cereales, documentos encapsulados, etcétera.

Denominaciones Debe distinguirse entre el término tubería, que en general designa las conducciones de sección circular y los conductos que pueden tener otras secciones y que no son propiamente tuberías. A menudo, cuando se trata de tuberías de una instalación de suministro de agua con tubería de acero galvanizado, se llaman cañerías. Se debe a que hubo antiguas instalaciones que se hicieron con cañas y de ahí que quedase ese término para las tuberías fabricadas más antiguas: las de acero, y su conjunto recibió el nombre de cañería. Cuando el líquido transportado es petróleo, se utiliza el término oleoducto. Cuando el fluido transportado es gas, se utiliza el término gasoducto.

Materiales Las tuberías se fabrican en diversos materiales en función de consideraciones técnicas y económicas. Suele usarse el poliéster reforzado con fibra de vidrio (PRFV), hierro fundido, acero, latón, cobre, plomo, hormigón, polipropileno, PVC,1 y termoplástico polietileno de alta densidad (PEAD), etcétera.

Tubos de acero[ Hay tres métodos de fabricación de tuberías de acero: 1 Acero estirado o Sin costura (sin soldadura). La tubería es un lingote cilíndrico que se calienta en un horno antes de la extrusión. En la extrusión se hace pasar por un dado cilíndrico y posteriormente se hace el agujero mediante un penetrador. La tubería sin costura es la mejor para la contención de la presión gracias a su homogeneidad en todas sus direcciones. Además, es la forma más común de fabricación y por tanto la más comercial. 2 Con costura longitudinal. Se parte de una lámina de chapa, la cual se dobla para darle forma a la tubería. La soldadura que une los extremos de la chapa doblada cierra el cilindro. Por tanto, es una soldadura recta que sigue toda una generatriz. Variando la separación entre los rodillos se obtienen diferentes curvas y con ello diferentes diámetros de tubería. Esta soldadura será la parte más débil de la tubería y marcará la tensión máxima admisible. 3 Con soldadura helicoidal (o en espiral). La metodología es la misma que el punto anterior, con la salvedad de que la soldadura no es recta sino que recorre la tubería siguiendo la tubería como si fuese roscada.

Tubos de acero galvanizado La tubería de acero galvanizado es una tubería de acero (estirado o con soldadura), como en el caso anterior, pero a la que se ha sometido a un proceso de galvanizado interior y exteriormente. El galvanizado se aplica después de formado el tubo. Al igual que la de acero al carbón, se dobla la placa a los diámetros que se requiera. Existen con costura y sin costura y se utiliza para transportar agua potable, gases o aceites.

Tubos de hierro fundido Una tubería de hierro fundido se fabrica mediante una colada en un molde o mediante inyección del hierro fundido en un proceso llamado fundición, en el cual la tubería sale sin costura. La ventaja de este sistema es que las tuberías tienen gran durabilidad y resistencia al uso. Por contra son más frágiles ante los golpes.

Tubos de cobre Tubos de fibrocemento

Las tuberías de fibrocemento comenzaron a utilizarse en las primeras décadas del 1900, y hasta la década de 1960-1970 se utilizó ampliamente tanto en sistemas de abastecimiento de agua potable como en sistemas de riego por presión.2 En Europa, a partir de la década de 1980 su uso empieza a decaer y para la de 1990 se comienza a prohibir en algunos países europeos; en España se prohíbe su uso y comercialización a partir de junio de 2002, ya que la exposición frecuente al amianto, por medio de la inhalación de sus pequeñas fibras, podría ocasionar enfermedades irreversibles, como la asbestosis y el cáncer de pulmón. Al 2010, la mayoría de los organismos financiadores multilaterales tenían prohibido su uso..

Tubos de gres Ventajas 

Los tubos de gres, sobre todo los vitrificados, son muy resistentes a la abrasión, y al ataque de muchas sustancias químicas. Desventajas 

Los tramos de tubos son cortos, y generalmente no superan una longitud de un metro, lo que incrementa el número de uniones y, consecuentemente, aumenta el peligro de fugas.

Tubos de hormigón La tubería de cemento, hormigón u hormigón armado es eficaz, económica y ecológica para redes hidráulicas que trabajan en régimen libre o en baja presión. La experiencia en su utilización es amplia, ya que el uso del hormigón como material de construcción es muy antiguo y ha tenido, a lo largo del tiempo, muchas modificaciones, tanto en la composición de los materiales utilizados para el hormigón como en los procedimientos constructivos. Los tubos de hormigón pueden ser de:   

hormigón centrifugado hormigón armado hormigón pre-tensado

Evidentemente las tuberías de hormigón, como todas las otras tuberías, tienen ventajas e inconvenientes. Las principales son: Ventajas 

Los tubos de hormigón pueden ser construidos en lugares próximos al lugar donde serán empleados, con parte de los materiales encontrados en el lugar.  Los procedimientos constructivos son relativamente simples.  Pueden construirse en una faja de dimensiones muy amplia.  Son relativamente fáciles de instalar.  Una de las ventajas diferenciales del tubo de hormigón armado es que permite adecuar el tubo a las cargas del terreno y sobrecargas externas a que en cada posición del trazado esté sometida la tubería, y la resistencia de la tubería puede adaptarse a las circunstancias reales a que vaya a estar sometida. Desventajas 

Son susceptibles a la corrosión interna y externa, en presencia de sulfuros.3

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Exige un número considerable de juntas, lo que propicia las infiltraciones, ya sea desde adentro de la tubería, con lo cual puede contaminarse el suelo, o desde el externo del tubo, lo que produce un incremento del caudal transportado.

Tubos de materiales plásticos

Usos de las tuberías Sistemas de abastecimiento de agua Véanse también: Red de abastecimiento de agua potable e Instalación de distribución de agua

en edificios. Los materiales más comunes con los que se fabrican tubos para la conducción de agua son: PRFV, cobre, PVC,1 polipropileno, polietileno (PEAD, acero y hierro dúctil (ISO-2531)（ GB/T13295-2008）. Hasta la década de 1960-1970 eran muy utilizadas las tuberías de fibrocemento. Se dejaron de utilizar al hacerse cada vez más evidentes las propiedades cancerígenas del asbesto que se utilizaba en la fabricación del fibrocemento. Actualmente ya casi no se utiliza el fibrocemento, y las redes construidas con este material se han ido sustituyendo paulatinamente por otros materiales. Entre los sistemas de abastecimiento de agua, está el abastecimiento a los sistemas de protección de incendios, tanto para llevar agua a las bocas equipadas (BIE) y a las no equipadas (hidrantes de incendio) como a los sistemas de rociadores que se abren cuando la temperatura supera cierto nivel, dejando pasar el agua para controlar incendios.

Desagües Véanse también: Alcantarillado e Instalación de saneamiento de edificios.

Los materiales más comunes para el desalojo de aguas servidas son: PRFV, hierro fundido, PVC,1 hormigón o fibrocemento.4 Hasta la década de 1950-1960 se utilizaban tubos de desagüe en plomonota 1 . Los nuevos materiales que están reemplazando a los tradicionales son el PRFV (poliéster reforzado con fibra de vidrio), PEAD (polietileno de alta densidad) y PP(polipropileno).

Gas Suelen ser de cobre o acero (dúctil o laminar, según las presiones aplicadas), según el tipo de instalación, aunque si son de un material metálico es necesario realizar una conexión a la red de toma de tierra.nota 2 También se están comenzando a elaborar de PRFV, politicen reforzado con fibra de vidrio.5 en el caso de tuberías de conducción con requerimientos térmicos y mecánicos menos exigentes; además, soportan altas presiones.

Calefacción, climatización Artículos principales: Calefacción y Climatización.

Tradicionalmente se ha usado el acero negro, el más adecuado para radiadores de ese material o de fundición. Actualmente se usa el cobre, material muy usado en las instalaciones nuevas, pero da problemas por contacto con otros metales en presencia de agua (corrosiones) especialmente con emisores de aluminio (muy corrosible), por lo que también se utilizan tuberías de material plástico. No deben emplearse tuberías galvanizadas porque el agua, a temperaturas superiores a 60 °C, destruye la protección de zinc. En redes enterradas se emplea tubería pre-aislada.

Uso industrial Energía Artículo principal: Energía

En el transporte de vapor de alta energía6 se emplea acero aleado con cromo y molibdeno. Para grandes caudales de agua (refrigeración) se emplea poliéster reforzado con fibra de vidrio (PRFV-hasta DN3200), hierro fundido dúctil (hasta 2m de diámetro) o acero al carbono. En el caso de la última, la tubería se fabrica a partir de chapa doblada que posteriormente es soldada (tubería con costura). En el ámbito de la producción de energía hidráulica se llama tubería forzada. Petroquímica Artículo principal: Petroquímica

Dada la variedad de productos transportados se encuentran materiales muy distintos para atender a las necesidades de corrosión, temperatura y presión. Cabe reseñar materiales como el PRFV, Monel o el Inconel para productos muy corrosivos. Transporte Artículo principal: Transporte por tubería

Transporte por tubería se construye para facilitar el transporte de agua, petroquímica, gases, u otras a distancias largas o en veces cercanos. La necesidad constante del recurso transportado dicta la necesidad de transportar por tubería, cuando es más eficaz que el transporte por barco, carril, o camiones dado al terreno o faltas de carreteras.

Códigos Internacionales A continuación se enumeran algunos códigos que contemplan el diseño de sistemas de tuberías.

ISO/EN/ASME/ANSI Artículo principal: ASME Artículo principal: ANSI Artículo principal: ISO

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ASME B31.1 - Tuberías en plantas de generación ASME B31.3 - Plantas de proceso ASME B31.4 - Transporte de hidrocarburos líquidos, gas petrolero, Andhydroys Anmonia y Alcoholes ASME B31.5 - Tuberías para refrigeración ASME B31.8 - Conducciones de gas ASME B31.9 - Tuberías para edificios de servicios ISO2531 - Tubos, racores y accesorios de fundición dúctil y sus uniones para la aplicación de agua o gas ISO8179 - Tubos de fundición dúctil – Revestimiento exterior de zinc y capa de acabado Parte I – Cinc Metálico con Capa de Acabado Parte II – Pintura de Cinc Rico con Capa de Acabado

EURO CÓDIGO Artículo principal: Comité Europeo de Normalizan

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EN 13480 Tuberías industriales metálicas EN 10255 Tamaño de tubería EN 545-2010 Tubos, racores y accesorios de fundición dúctil y sus uniones para canalizaciones de agua – Requisitos y métodos de ensayo

Tanques de almacenamiento intermediarios; Válvulas que permitan operar la red, y sectorizar el suministro en casos excepcionales, como son: en casos de rupturas y en casos de emergencias por escasez de agua; Dispositivos para macro y micro medición. Se utiliza para ello uno de los diversos tipos de medidores de volumen; Derivaciones domiciliares.

Las redes de distribución de agua potable en los pueblos y ciudades son generalmente redes que forman anillos cerrados. Por el contrario las redes de distribución de agua en las comunidades rurales dispersas son ramificadas.

Impacto ambiental de un sistema de abastecimiento de agua potable] Los proyectos de agua potable incluyen los siguientes elementos: la construcción, expansión o rehabilitación de represas y reservorios, pozos y estructuras receptoras, tuberías principales de transmisión y estaciones de bombeo, obras de tratamiento y sistemas de distribución; las provisiones para la operación y mantenimiento de cualquiera de las instalaciones arriba mencionadas; el establecimiento o fortalecimiento de las funciones de colocación de medidores, facturación y colección de pagos; y el fortalecimiento administrativo global de la empresa de agua potable. Si bien un sistema de abastecimiento de agua potable tiene sin lugar a dudas un impacto sumamente positivo en la salud y el bienestar de muchas personas, la construcción de sus diversos componentes acarrea, potencialmente, algunos problemas que son los mismos que se describen en los siguientes artículos:   

Manejo de recursos terrestres e hidráulicos Represas y reservorios Tuberías de petróleo y gas.