Ciclo integral del agua. Abastecimiento

COLEGIO DE INGENIEROS DEL PERÚ.
CONSEJO DEPARTAMENTAL DE AREQUIPA.
Curso Internacional:
“Gestión responsable en el tratamiento de aguas para abastecimiento
y aguas residuales: Garantía para el progreso”.
Jornada V.19-Julio-2013:
Ponente: Ing. Gustavo Martín de Lucas. Mag. Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos por la U.P.M.
Director de AGEINSER, S.A.C. Agua, Estructuras e Infraestructuras de Servicios. Proyectos y Obras.
www.ageinser.com , gustavo.martin@ageinser.com; celular: 94345 0670

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COLEGIO DE INGENIEROS DEL PERÚ- C.D.
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INDICE DE ABASTECIMIENTO.
1.- IMPORTANCIA DEL AGUA PARA LA VIDA EN LA TIERRA.
1.1.- EL AGUA COMO BASE DE TODO.
1.2.- EL AGUA ES VIDA.
1.3.- CONCLUSIONES.
2.- CICLO INTEGRAL DEL AGUA.
2.1.- CONCEPCIÓN.
2.2.- FASES DEL CICLO INTEGRAL DEL AGUA.
2.3.- GESTIÓN DEL CICLO INTEGRAL DEL AGUA.
3.- ABASTECIMIENTO DE AGUA PARA CONSUMO HUMANO. DESCRIPCIÓN DE LA CONCEPCIÓN,
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE LAS DISTINTAS INFRAESTRUCTURAS PARA EL
ABASTECIMIENTO.
3.1.-CAPTACIONES.
3.2.- CONDUCCIONES DE TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN. ÓRGANOS DE CONTROL Y MANIOBRA.
3.3.- IMPULSIONES.
3.4.- ESTACIONES DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE (ETAP).
3.5.- DEPÓSITOS.

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• AGUA, como medio:
Origen de la vida.
Soporte de cualquier
reacción química (base
medio acuoso).
Disolvente universal:
sólidos, líquidos, gases.
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1.1.- ELAGUA COMO BASE DE TODO.

• AGUA: en la Tierra cualquier cosa que se produce tiene su huella hídrica.
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• Para la humanidad, dependencia vital del agua, no solo por lo que supone para el cuerpo humano (65%
de su composición) sino por la necesidad diaria de agua para consumo, aseo, actividades productivas
diarias.
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• Por ello el acceso al agua en calidad y cantidad suficiente y su saneamiento, fue
declarado Derecho Humano Fundamental el 28-Julio-2010:
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El 28 de julio de 2010, a través de la Resolución 64/292, la Asamblea
General de las Naciones Unidas reconoció explícitamente el derecho
humano al agua y al saneamiento, reafirmando que un agua potable
limpia y el saneamiento son esenciales para la realización de todos los
derechos humanos. La Resolución exhorta a los Estados y organizaciones
internacionales a proporcionar recursos financieros, a propiciar la
capacitación y la transferencia de tecnología para ayudar a los países, en
particular a los países en vías de desarrollo, a proporcionar un
suministro de agua potable y saneamiento saludable, limpio, accesible y
asequible para todos.
En noviembre de 2002, el Comité de Derechos Económicos, Sociales y
Culturales adoptó laObservación General nº 15 sobre el derecho al
agua. El artículo I.1 establece que "El derecho humano al agua es
indispensable para una vida humana digna". La Observación nº 15
también define el derecho al agua como el derecho de cada uno a
disponer de agua suficiente, saludable, aceptable, físicamente accesible
y asequible para su uso personal y doméstico.
Fuente: ONU-DAES (Departamento de Asuntos Económicos y Sociales).
• La ONU lo tiene enmarcado en el plan Decenio para la Acción “El agua fuente
de vida” 2005-2015.

• El agua de calidad y la salvaguarda de las fuentes no solo es necesario para el
hombre, sino para el resto de vida sobre la tierra. El preservar las fuentes, cursos de
agua, aguas subterráneas y marinas requiere del compromiso y responsabilidad
social, legislación, reglamentación y aplicación ordenada, efectiva y eficiente.
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• El agua lo necesitamos a diario.
• Cualquier tipo de concentración afecta al ecosistema que en él se desarrolla y
que de él depende: cadena trófica.
• Por ello el agua es el principal medio de transmisión de enfermedades.
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1.2.- ELAGUA ES VIDA.

A) VIRUS.
• Poliomelitis (infecciones víricas lentas).
• Gastroenteritis víricas (infecciones gastrointestinales).
• Hepatitis vírica (infecciones sistémicas).
B) ENFERMEDADES PRODUCIDAS POR BACTERIAS EN EL AGUA.
• Cólera (infección por el vibrio cholerae).
• Tifoidea o tifus abdominal (infección por el Bacilo de Ebert, por la Salmonella
Tiphi).
• Disentería bacilar (infección por shigella).
• Gastroenteritis (infección por escherichia coli).
• Leptospirosis (infección por leptospira).
• Yersiniosis (infección por la yersinia enterolítica).
• Gastroenteritis (infección por la campilobacter jejuni).
• Lesionelosis (infección por la legionella pneumophila).
• Tularemia (infección por la francisella tularensis).
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ENFERMEDADES TRANSMITIDAS POR MEDIO DELAGUA.
ENFERMEDADES HÍDRICAS Y GÉRMENES PATÓGENOS.

C) ENFERMEDADES TRANSMITIDAS POR VIA ACUÁTICA.
• Amebiasis (infección por entamoeba histólica).
• Giardiasis (infección por giardia lamblia).
• Cryptosporidiosis (infección por cryptosporidium parvum).
• Dracontiasis (infección por dracunculus medinensis).
• Equinococosis (infección por helmintos).
• Esquistosomiasis (infección por squistosoma).
• Intoxicación por cianobacterias.
• Intoxicación por bacterias gram negativas.
B) ENFERMEDADES DE ORIGEN QUÍMICO.
• Turbidez; Sodio (Na); Arsénico (As); Asbesto; Bario (Ba); Cadmio (Cd); Cromo (Cr);
Cobre (Cu); Fluor (F); Plomo (Pb); Mercurio (Hg); Nitratos (NO3
-); Nitritos (NO2
-);
Selenio (Se); Bencenos; insecticidas (diclorobencenos-p); disolventes industriales
(diclorobenceno-o); dicloroetilenos; tolueno; Radio 226/228; etc.
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• Ningún país, ninguna Sociedad puede permitirse el olvidar esto, pues de ello
depende la salud y salubridad de su población, por ende su progreso y futuro
próspero y saludable. No se trata de adoptar medidas paliativas o correctoras
sino de establecer y ejecutar medidas preventivas adecuadas, que se puedan
cumplir, se cumplan y se velo por ello. Esto es una parte muy importante de la
gestión integral del agua.
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1.3.- CONCLUSIONES.

• No todo agua, proveniente de cualquier fuente es posible dedicarlo al consumo
humano pues la eliminación de determinados contaminantes dan lugar a otros,
también dañinos a la salud, cancerígenos y otros efectos nocivos. De ahí la actuación
preventiva.
• La contaminación de las fuentes puede dar lugar a la imposibilidad de utilizar esas
aguas durante mucho tiempo ya que esos contaminantes no son fáciles de localizar y
aislar por estar a veces difusos y/o dispersos en el lecho del cauce o del terreno.
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1.3.- CONCLUSIONES (continuación).
Contaminación de las
fuentes.
Consumo humano y
otros seres vivos.
Intoxicación y destrucción.

• Tabla de parámetros de
calidad y LMP (Límites
Máximos Permitidos)
para agua destinado a
consumo humano,
datos de SUNASS
(Superintendencia
Nacional de Servicios
de Saneamiento del
Perú).
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1.3.- CONCLUSIONES
(continuación).

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Importante en cualquier etapa del ciclo integral:
•Diseño → adecuándose a los condicionantes.
•Proyecto (Estudio) completo → Antecedentes; Ubicación geográfica; Demanda
actual y futura en año horizonte; Geología y Geotecnia; Climatología
(temperaturas, horas de sol, orientación, lluvias, nieve, nieblas, vientos, presión
atmosférica); Hidrología; Hidraulica; Línea de agua; estructuras; Instalaciones
eléctricas, electromecánicas; Instalaciones de automatización,
telecomunicaciones, telemando y telecontrol; Instalaciones auxiliares
(alumbrado, PCI, gas, protección catódica); Estudio de Medio Ambiente; Estudio
de Seguridad y Salud; Residuos de Construcción y Demolición, etc.
•Construcción: conforme a proyecto, cuidando la calidad de materiales, su
recepción y puesta en obra, la calidad en la ejecución y su control.
•Explotación y mantenimiento: cuando se diseña se piensa en ello para
facilitarlo y hacerlo viable económicamente pues es aquí cuando se puede
mejorar a menor coste.
2.1.- CONCEPCIÓN.

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•Captación: superficial (embalses, rios), subterránea (pozos), marina.
•Conducción de transporte.
•Potabilización: ETAP (caso toma en mar → Desaladora).
•Conducción de transporte a depósitos de regulación (reservorios).
•Depósitos: de regulación, de carga, tipologías.
•Conducciones de distribución a puntos de consumo = acometidas clientes.
•Recogida de las aguas residuales (usadas): residuales, pluviales.
•Depuración de las aguas residuales. Reutilización. PTAR.
•Vertido a dominio público: cauce o mar (emisario submarino).
2.2.- FASES DEL CICLO INTEGRAL DELAGUA.
V.19-Julio-2013S.20-Julio-2013

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2.2.1.-Captación: superficial (embalses, rios), subterránea (pozos), marina.
Embalse, presa de materiales sueltos. Captación en embalse: toma flotante y su torre de toma.

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2.2.2.-Conducción de transporte: canal (gravedad), tubería en presión.
Conducción por gravedad: canal revestido de hormigón. Conducción en presión: tubería forzada.

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2.2.3.- Potabilizadora- ETAP (Estación de Tratamiento de Agua Potable),
Desaladora.
ESTACIÓN DE TRATAMIENTO DE AGUA
POTABLE, ETAP (a partir de agua dulce).
Desaladora de abastecimiento del agua
necesaria a Central Térmica.

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2.2.4.-Depósitos.
Depósito de regulación.
Depósito de carga:
depósito elevado.

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2.2.5.-Conducciones de distribución.
Red de distribución: FD, φ600 mm y φ300 mm. Red de distribución FD φ150 mm.

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2.2.6.-Recogida de aguas residuales.
Red unificada, mismo conducto: residuales y pluviales.
Red separativa, conductos independientes:
residuales y pluviales

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2.2.7.-Depuración (EDAR = PTAR).
Planta de Tratamiento de Aguas Residuales: equipada con terciario para reutilización de agua en
riego de jardines y baldeo de calles.

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2.2.8.-Vertidos de efluentes a dominio público: cauce y mar.
Vertido de efluente de EDAR (PTAR) mediante emisario submarino a través de difusor.

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Todas las fases del CICLO INTEGRAL DEL AGUA deben estar contempladas en el
concepto de la GESTIÓN INTEGRAL DEL AGUA ya que:
•El recurso hídrico de calidad es limitado.
•Los recursos económicos a destinar para conseguir que funcione todo el
ciclo para garantizar el suministro en calidad y cantidad y el saneamiento y
reutilización de forma eficiente también son limitados.
Por ello:
Las inversiones en la infraestructura, los gastos de explotación, conservación y
mantenimiento han de ser amortizados mediante fórmulas adecuadas, por
ejemplo, via impuestos pagados por los contribuyentes a la Administración
General y via tarifaria de los usuarios y beneficiarios pagado al Ente
responsable.
2.3.- GESTIÓN DEL CICLO INTEGRAL DELAGUA.

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3.1.- CAPTACIONES.- Diseño, proyecto, construcción, explotación y gestión.
Variedad, tipologías.
3.2.- CONDUCCIONES DE TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN. ÓRGANOS DE
CONTROL Y MANIOBRA.- Diseño, proyecto, construcción, explotación, gestión
y mantenimiento. Variedad (gravedad, presión).
3.3.- IMPULSIONES.
3.4.- ESTACIONES DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE (ETAP).- Diseño,
proyecto, equipamiento, construcción, explotación, gestión y mantenimiento.
ETAP’s menores.
3.5.- DEPÓSITOS.- Diseño, proyecto, equipamiento, construcción, explotación,
conservación y mantenimiento.

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3.1.- CAPTACIONES.-Superficiales y subterráneas.

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3.1.1.-CAPTACIONES SUPERFICIALES. TIPOS.
•Aljibes y superficies de recogida.
•Tomas directas.
•Tomas en embalses. Torres de toma y tomas flotantes.
•Para atender la demanda del suministro de agua, ante la imposibilidad de
disponer de ella en cantidad suficiente en el tiempo en régimen de flujo
natural, es necesario almacenarla. Por ello los embalses y aljibes.
•Los aljibes son solución para pequeñas poblaciones, demandas y
abastecimientos.
•Los embalses son para grandes consumos que necesiten ser garantizados
(garantía del embalse en tiempo y en volumen, para abastecimiento de
población e industria, 95-97%).
•Tomas directas: cuando el caudal fluyente siempre es mayor al demandado.
FUNDAMENTOS.

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ALJIBES.

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ALJIBES (continuación).
•Hay que captar el agua de lluvia → eras de captación, tejados. Tienen
polvo y suciedad → hay que garantizar la limpieza y desinfección de esta
agua captada → filtros y cloración.
•La superficie de captación que se utiliza en el cálculo es para la demanda
total anual. Valor del coeficiente de escorrentía.
•A partir de los datos de demanda y aportaciones por lluvias, se obtienen
las curvas resultantes, se ve el déficit a almacenar y regular.
•El volumen útil del aljibe se obtiene de las curvas de aportaciones y
consumo, de las tangentes que nos determinan la necesidad de regulación.

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•EL aljibe tendrá un volumen total: Vtotal = 3 x Vútil. Esto es por la necesidad
de arenas, gravas en la constitución del filtro y el índice de huecos de ellas.
•Los aljibes deben estar dotados, además del filtro, de:
Pozo de toma y bombeo.
Cloración.
Aliviadero y desagüe de fondo.
•El aljibe requiere de conservación y mantenimiento ya que habrá que
limpiar los filtros y/o reponer el material cada cierto tiempo.

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Tipos de aljibes: veneciano, de filtro superior, americano, alemán.
Aljibe veneciano.
Aljibe de filtro superior.

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TOMAS DIRECTAS.
•Cuando el flujo de agua asegura un caudal siempre mayor al demandado.
•La toma ha de ponerse de forma que no esté según las líneas de corriente
para evitar la entrada de arrastres que colmaten los filtros, mejor en lateral.
•Se habrá de disponer de:
Rejas: eviten entren flotantes.
Tamices: eviten entren seres vivos (materia orgánica).
Filtros: eviten entren arenas (abrasión impulsión).

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TOMAS DIRECTAS (continuación).
•Hay que conocer:
Nivel del agua en las distintas épocas del año.
Nivel de avenidas para T=25 años para evitar que el rio inunde la
toma y aporte agua sin el control previsto.
Nivel ordinario del rio: nivel máximo del rio, con ello se dimensiona
la toma para captar agua todo el año.
Nivel mínimo en época de estiaje.

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TOMAS EN EMBALSES.
•Se deben disponer a distintas alturas para poder captar siempre agua de
calidad para el uso de destino. La calidad del agua depende de la
temperatura, oxígeno disuelto y de la cantidad de algas.
•En zonas de heladas, la toma mínimo 50 cm bajo la superficie y según la
expresión:
E (cm) = 44 – 5,6 T (T = temperatura bajo cero).
•La velocidad de aproximación del agua a la toma en embalse ≤ 0,1 m/s.

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TOMAS EN EMBALSES (continuación).

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TOMAS EN EMBALSES (continuación).

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3.1.2.-CAPTACIONES SUBTERRÁNEAS. POZOS Y MANANTIALES.
•Tipos de agua en el terreno:
Agua de constitución.
Agua de retención (higroscópica, pelicular).
Agua capilar: aislada y continua.
Agua de gravedad: el que podemos captar, es el agua que
circula por el terreno. Se transmite por presión hidrostática.
•Se harán pozos de inspección y el pozo principal.
•Nos interesa saber:
Profundidad del nivel freático.
Potencia del acuífero: donde está la capa impermeable para
saber el agua que podemos sacar.
Identificación de la dirección del flujo de agua y su velocidad:
utilizando los pozos de inspección, echamos sales y vemos lo que
tarda en llegar al principal. También se puede hacer por métodos
eléctricos, nucleares.
POZOS.

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CAPTACIONES SUBTERRÁNEAS. POZOS Y MANANTIALES.
•Importante en pozos:
Evitar la colmatación → para ello limitar la velocidad de
afluencia del agua al pozo. Eso determinará el cauda máximo que
se puede extraer del pozo.
Para ello hay que obtener la curva de descenso del pozo.
POZOS (continuación).

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CAPTACIONES SUBTERRÁNEAS. POZOS Y MANANTIALES.
•Hay que cuidar:
No variar la temperatura del agua porque varía sus
propiedades.
No remover el terreno ni meter cargas explosivas.
En la captación → compartimentación → 1º zona de
desarenado, 2º aspiración o conducción.
•Proteger el manantial frente a infiltraciones, contaminantes externos,
variaciones de temperatura → cubrir el manantial con losa de
hormigón.
MANANTIALES.

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3.2.- CONDUCCIONES DE TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN. ÓRGANOS DE
CONTROL Y MANIOBRA.- Diseño, proyecto, construcción, explotación, gestión
y mantenimiento. Variedad (gravedad, presión).

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3.2.1- CONDUCCIONES DE TRANSPORTE .
A) POR GRAVEDAD. CANALES.

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DISEÑO.
•Cálculo de la demanda para el año horizonte y para el
año horizonte (meses, horarias).
•Trazado → estudio y encaje geométrico: alineaciones,
curvas (no tienen Rmin pero sí se ha de controlar la
sobreelevación), pendiente (milésimas, 30/00;
diezmilésimas, 0,9 0/00)
•Estudio hidraulico.
•Estudio geológico y geotécnico:
Estabilidad: capacidad portante, talud natural,
movimientos del terreno seco-mojado,
heterogeneidad en la sección transversal.
Nivel freático: expansividad, colapso.
Impermeabilidad.
Erosionabilidad.
Agresividad.
•Estudio Económico: alternativas.
•Estudio Medioambiental: alternativas.
A) POR GRAVEDAD. CANALES.

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REGÍMENES DE FUNCIONAMIENTO DEL CANAL.
•Según la variación en el tiempo:
Régimen Permanente: no varía, se mantiene constante.
Régimen Variable: varía alguna variable, situación transitoria.
•Según varían condiciones a lo largo del canal:
Régimen uniforme: en canal sección cilíndrica y régimen permanente.
Régimen variado: ej. canal secc. variable → el régimen de circulación en el
canal varía porque varían los calados. Un régimen puede ser permanente y
variado.
•Clasificación del régimen en: rápido, lento y crítico.
Para definirlo y controlar el régimen, importante controlar el nº de Froude (F).
F=1 → Régimen crítico → yc
F>1 → Régimen rápido → y<yc
F<1 → Régimen lento → y>yc
A) POR GRAVEDAD. CANALES (continuación).

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REGÍMENES DE FUNCIONAMIENTO DEL CANAL
(continuación).
•Esto es importante en los cambios del canal:
resaltos, rápidos, etc. Se estudian con las curvas de
remanso.
Rég. Rápido → se controla desde aguas arriba de la
sección crítica.
Rég. Lento → se controla desde aguas debajo de la
sección crítica.
REVESTIMIENTO DE CANALES.
Se hace todo para evitar pérdidas de agua. Tipos de
revestimientos:
•Hormigón en masa.
•Hormigón armado: poco, se coloca mallazo
para el caso de movimientos.
•Hormigón asfáltico: en balsas, en canales
solo para los de navegación y reparación de
canales de riego.
•Lámina de plástico: en zonas concretas
donde hay problemas de disolución y
transporte de materiales → se pone para
impermeabilización.

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REVESTIMIENTO DE CANALES (continuación).
•Revestimiento de hormigón en masa. Según Comité Internacional:
Q= 0-10 m3/s → e= 5-6 cm.
Q= 10-50 m3/s → e= 6-8 cm.
Q= 50-100 m3/s → e= 8-10 cm.
Q> 100 m3/s → e>12 cm y hasta 15 cm.
•Caso canales en España, canales medianos, Q=120 m3/s → e=12-15 cm, tolerancias
+20% y -10%.
•Taludes del cajero del canal y de su revestimiento (secc. Trapezoidal):
Calado y<50 cm → 1(H):1(V).
Calado y>50 cm → 1,5(H):1(V).
•Cemento utilizado para el hormigón de revestimiento, con cenizas volantes:
70% de c. + 30% de c.v. → ↓precio y ↓ calor de fraguado.
(Para fck=20 N/mm2 → contenido máximo de cemento 280-300 kg/m3).
•Con el revestimiento del canal se consigue un coeficiente de rugosidad más bajo →
coef. Rugosidad de Manning, n=0,013-0,014. Esta rugosidad se puede ir perdiendo
debido a la erosión, ello produciría pérdidas de carga y sedimentaciones.

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REVESTIMIENTO DE CANALES (continuación).
•Se limita la velocidad del agua en canales por:
Evitar sedimentación: velocidad recomendada
v≥0,6-0,9 m/s.
Evitar arrastres.
Evitar abrasión.
Consideraciones hidraulicas y mecánicas.
•Recomendable: 0,6 m/s ≤ v ≤ 3m/s.
•Nunca v > 6 m/s.
SECCIONES DEL CANAL.
Tipos: trapecial, circular, rectangular, transiciones.
JUNTAS EN EL CANAL.
Son necesarias porque los revestimientos son rígidos y
el terreno experimenta movimientos → fisuración.
Tipos de juntas:
Transversales, longitudinales (cada 4 m).
De construcción: programadas y no
programadas.
De dilatación: en puntos singulares,
acueductos.

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EFICIENCIA DE UN CANAL.
•En un canal siempre va a haber fisuras
→ pérdidas. Si las pérdidas son 25
l/m2día → eficiencia canal ≈ 90%.
•Eficiencia en riego:
Eriego=Econducc.ppal. x Ered_distrib.x Emodo_riego
Riego por gravedad: Eriego = 30%-50%.
Riego por aspersión: Eriego = 65%.
Eriego lo determinará el modo de riego.

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OBRAS ESPECIALES EN CANALES.
•Transiciones.
•Rápidas (∆z≤2m).
•Saltos (∆z>2m).
•Sifones.
•Terraplenes.
•Acueductos.
•Aliviaderos.
•Almenaras (desagües de fondo del
canal).
•Tomas.
•Rampas.
•Dársenas, compuertas.

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CONTROL Y REGULACIÓN EN CANALES.
I.- Elementos de control y regulación.
Estáticos: aliviaderos de seguridad, aliv. de retención (pico de pato),
almenaras, balsas.
Dinámicos: compuertas (de regulación, de nivel constante – a.
arriba, a.abajo).
II.- Elementos de medida, aforos.
III.- Elementos de información: adquisición de datos, transmisión de datos.
IV.- Elementos de decisión:
Local: manual / telemando.
Central: telemando.

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B) CONDUCCIONES EN PRESIÓN. TUBERÍAS.

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DISEÑO.
•Trazado: Siempre debe acercarse al punto de destino (no pasear el agua), no ir para
atrás.
Por zonas de lindes, zona de servidumbres, si es posible.
Evitar en lo posible cortar y dividir parcelas, si no queda más remedio pues
atravesará parcela y la dividirá.
Por terrenos no agresivos (sulfatos, etc) y con capacidad portante.
•Pendientes: no tiene sentido poner tramos horizontales porque hay que facilitar la
salida del aire, si no se formarán bolsas de aire → aire comprimido → roturas.
Pendientes recomendadas:
2 ‰ en sentido de recorrido del agua.
5‰ en sentido contrario al recorrido del agua, para facilitar la expulsión del
aire hacia el punto alto.
•Línea piezométrica: nunca debe quedar por debajo de la rasante pues se produciría
cavitación en la tubería → corrosión. Recomendable resguardo de 1 metro.

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DISEÑO (continuación).
•Velocidad del agua: En transporte, vmáx = (2+φ)
m/s porque en los tubos el agua no puede ir a gran
velocidad (↑∆H).
•Timbraje de los tubos: optimización del material,
quizás mejor ↑φ para ↓e y además ↓∆H →
estudios de alternativas y su economía.
•Tipos de tubos:
Hormigón:
Armado: hasta 4-5 atm. Con
camisa de chapa vale para presiones
mayores y se comportan bien en
zanjas profundas.
Pretensado: más económico para
presiones >5 atm.

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•Tipos de tubos (continuación):
PRFV (Poliester Reforzado con Fibra de
Vidrio):
Para saneamiento y
abastecimientos hasta 25 bares.
Juntas = manguitos.
Acero: para grandes diámetros, altas
presiones y tramos especiales. Sensible a la
corrosión y al aplastamiento. Protección
exterior con cemento, pinturas catiónicas
de resinas epoxi frente a corrientes
parásitas.
Fundición: φ 1000-1500 mm, compite con
acero y hormigón, es material caro. Es
competitivo para grandes diámetros y
presiones, no tienen problemas de
corrosión por el tratamiento interior
(mortero de cemento más pintura epoxi
alimentaria) y exterior (pintura catiónica).
Se pone en obra bien.

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ELEMENTOS DE OPERACIÓN Y MANIOBRA EN LA RED DE TRANSPORTE.
i) Chimeneas de equilibrio: para evitar el golpe de ariete.

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ii) Válvulas.
Válvula de mariposa.

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ii) Válvulas.
Válvula reductora de presión, de DN400 mm a DN1200 mm, presión entrada16 atm (opcional de 25 a 40 atm), presión
mínima de salida 0,35 atm.

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iii) Filtros.
Filtro colador para grandes caudales, hasta φ900 mm, malla acero inoxidable luz 4 mm, presión 16 atm y hasta 25 atm.

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iv) Ventosas y piezas especiales.
Ventosa trifuncional doble cuerpo con purga.
Filtro en “Y”.

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3.2.2- CONDUCCIONES DE DISTRIBUCIÓN.

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•Suministrará el agua desde los depósitos de regulación y carga a los consumidores.
TIPOS DE REDES:
Red ramificada.
Red mallada.

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CRITERIOS DE DISEÑO.
•Estudio de demanda en año horizonte a 25 años vista.
•El agua debe llegar a los usuarios con holgura de presión de 5 m.c.a. sobre cubierta a todos los
puntos.
•La línea piezométrica nunca debe cortar la de rasante.
•Limitación de velocidad para evitar pérdida de carga excesiva:
Qmedio → 0,75 m/s ≤ v ≤ 1,50 m/s.
Limitación de vmin → por sedimentaciones.
Limitación vmáx → por pérdida de carga.
PRUEBAS EN LA RED.
1.-Prueba de presión interior:
•P=1,4Pmáx, Pmáx = presión máxima de trabajo, contempla la presión máxima de servicio más
sobrepresión, incluido el golpe de ariete.
•Durante 30 minutos.
•Pérdidas:

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PRUEBAS EN LA RED (continuación).
2.-Prueba de estanqueidad:
•Presión de prueba: Presión máxima estática
de la red.
•Duración prueba: t = 2 horas.
•Pérdida de volumen ocurrida, es el volumen
que hay que llenar para volver a conseguir la
presión máxima estática. La pérdida máxima
permitida es:
V (l) = K x L (m) x φ (m).
ORGANOS DE CONTROL Y MANIOBRA.
•Válvulas.
•Ventosas.
•Desagües.
•Acometidas.
•Hidrante para Protección Contra Incendios (P.C.I.).
•Acometidas a parcela, contadores.

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AREQUIPA
ÓRGANOS DE CONTROL Y MANIOBRA EN CONDUCCIONES (continuación).
Despiece: Te de derivación, cono
de reducción, válvula de
compuerta y carrete de
desmontaje.

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AREQUIPA
Cruce de vial, despiece de cierre
del anillo: Codos para formación
de curva, válvula de compuerta,
derivación en “te”.

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AREQUIPA
Ventosa trifuncional. Despiece.
Carretes de montaje y
desmontaje, Te de derivación
con reducción embridada,
carrete, válvula de compuerta,
ventosa. Todo esto se alberga en
una arqueta visitable.
La tubería acaba en una brida
ciega.

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AREQUIPA
Derivación a acometidas de parce
mediante manguito y piezas especiales
a las que se las une tubo de PEAD que
va a arqueta en parcela con válvula
donde se pondrá contador.

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AREQUIPA
Izq.-Despiece: Te de derivación, válvula de
compuerta, piezas especiales de prolongación
al hidrante y el hidrante.
Abajo: Hidrante de dos bocas.

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AREQUIPA
3.3.- IMPULSIONES.

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AREQUIPA
3.3.- IMPULSIONES.
•Tipos de bombas según la salida del flujo de agua:
De flujo axial (salida del agua paralela al eje del motor).
Centrífugas, flujo perpendicular.
Mixtas (hélices).
•Lo importante en las bombas es la velocidad periférica. Los fabricantes actuan
sobre ella porque:
La velocidad (v) influye en el caudal (Q).
La v2 influye en la presión (H).

79
AREQUIPA
3.3.- IMPULSIONES.
•Por eso para la misma bomba se obtienen distintas prestaciones acoplándole
distintos motores con más o menos velocidad. Así es como se adaptan las bombas a
la demanda.
Motor → velocidad de rotación:
n: velocidad de rotación de la máq. eléctrica, motor, en r.p.m.
f: frecuencia de la onda eléctrica (50 Hz Europa; 60 Hz América).
p: número de pares de polos de la máquina eléctrica.
n (r.p.m.) →
w: velocidad angular en rad/s.
v: velocidad periférica, en m/s.
R: radio del rodete, en m.
•Así pues la bomba en sí es la misma, lo que varía es la máquina eléctrica, el motor,
que es en lo que se varía el nº de pares de polos.

80
AREQUIPA
3.3.- IMPULSIONES.
•También se puede variar la velocidad periférica variando el radio del rodete ya que
para una misma n sí ↓ R también ↓ v. Pero eso tiene unos límites pues a partir de
un radio de rodete mínimo la bomba no da rendimiento.
PARA ELEGIR UNA BOMBA.
•Saber cual es la altura manométrica necesaria:
H=Hg+∆Himp
ρb: 50% en bombas pequeñas; 80%-90% en grandes; ρb=ρHρMρV

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AREQUIPA
3.3.- IMPULSIONES.
POSIBILIDADES DEL FABRICANTE PARA VARIAR LA GAMA DE BOMAS.
•Rodetes en serie:
Para mismo Q → ↑H; ej. 3 rodetes en serie: H→2H→3H
Cada bomba se la identifica como célula, escalón o rodete.
Dan mucha presión y poco caudal.

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AREQUIPA
3.3.- IMPULSIONES.
POSIBILIDADES DEL FABRICANTE PARA VARIAR LA GAMA DE BOMBAS.
•Rodetes en paralelo:
Los caudales aumentan.
La presión es la misma, se mantiene constante.
Caso particular → rodete de doble aspiración.

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AREQUIPA
3.3.- IMPULSIONES.
POSIBILIDADES DEL FABRICANTE PARA VARIAR LA GAMA DE BOMAS (continuación).
Rodete de doble aspiración.

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AREQUIPA
3.3.- IMPULSIONES.
DISEÑO DE LA ESTACIÓN DE BOMBEO.
•Nosotros como ingenieros no actuamos sobre los rodetes sino que actuamos acoplando
bombas en serie o en paralelo. En el caso de bombas en serie acopladas a un mismo eje el
fabricante indicará el nº máximo que se pueden acoplar para ese eje.
•En los sistemas de bombeo se exige seguridad y fiabilidad, por ello siempre debe haber
mínimo un grupo de reserva. La entrada en funcionamiento de los grupos se hace de
forma secuencial controlado por autómata.
•La mayor parte de las estaciones de bombeo tienen fraccionado el caudal. Esto da
ventajas:
Se adapta muy bien a la variación de la demanda.
Es más económico porque las bombas son más sencillas.
Mejor por el sistema de arranque.
•Por ello:
Las estaciones de bombeo tienen entre 3 y 7 grupos, hay excepciones.
No se acoplan bombas en serie salvo casos excepcionales de necesidad de alta
presión.

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AREQUIPA
3.3.- IMPULSIONES.
•La velocidad específica es la que da nombre a las bombas:
Para q’=1m3/s y H’=1m → N’=Ns=velocidad específica.
Ns=N ·q1/2/H3/4 = constante.
•Importante en los bombeos:
Asegurar que no se produce cavitación en el rodete → NPSHd>NPSHr
NPSHr → nos lo da el fabricante, con las curvas caracteríticas de las bombas.
NPSHd:
NPSHd = H+Patm - ∆Hasp – Tv → caso bomba bajo plano del agua.
NPSHd = Patm - h - ∆Hasp – Tv → caso bomba en plano superior al del agua.
NPSHd = Patm +h - iL– Tv → es la presión absoluta en la aspiración, no meter pérdidas de carga
que no correspondan a la aspiración.
NPSH = Net Positive Suction Head = Presión Neta Positiva en la Succión, esto es que el agua
esté comprimido a ambos del rodete.

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AREQUIPA
3.3.- IMPULSIONES.
•Colocar la campana de
aspiración con la sumergencia
adecuada para que no se
formen vórtices.
•Diseño de la cámara de
bombeo tal que el agua esté en
reposo, hay espacio suficiente a
paredes y otras campanas de
aspiración para evitar la
formación de vortices.

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AREQUIPA
3.3.- IMPULSIONES.
•Se colocarán válvulas de retención para que en el arranque del motor a presión
pequeña sea más fácil.

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AREQUIPA
3.3.- IMPULSIONES.
•Velocidad límite de aproximación del agua a la aspiración = 0,30 m/s.
•Curva de la impulsión: H=Hg+∆Himp+∆Hasp+v2/2g

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AREQUIPA
3.3.- IMPULSIONES.
Curvas características de bombas.

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3.3.- IMPULSIONES.
Curvas características de bombas.

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AREQUIPA
3.3.- IMPULSIONES (croquis bomba centrífuga).

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AREQUIPA
3.3.- IMPULSIONES (fotos).

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3.4.- ESTACIONES DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE (ETAP).- Diseño,
proyecto, equipamiento, construcción, explotación, gestión y mantenimiento.
ETAP’s menores.

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AREQUIPA
3.4.1.-PARÁMETROS QUE NOS PREOCUPAN DEL AGUA.
•Parámetros físicos:
Organolépticos: color, sabor, olor → porque con ellos no se bebe.
Temperatura: Tª óptima 10-15 oC; a Tª alta los gases del agua se van, además no refresca.
pH.
Turbidez: agua turbia no se bebe.
Conductividad: por eso la limitación de sales.
Sólidos.
Oxígeno disuelto.
•Parámetros químicos inorgánicos:
Aniones (bicarbonatos, carbonatos, sulfatos, cloruros).
Cationes (Ca, Mg, Na, K, metales pesados).
Nutrientes (compuestos de N y P).
•Parámetros químicos orgánicos: DBO, etc.
•Parámetros radiológicos y biológicos.
3.4.2.- IMPUREZAS DE LAS AGUAS.
•Materias en suspensión mineral orgánica: elementos gruesos, dispersiones coloidales, moleculares → afectan a la
turbidez.
•Materia disuelta: en función de la cantidad de O2 y otros gases como CO2, SH2, N2, CH4 → problemas de corrosión, pH,
olor. También son importantes las sales inorgánicas disueltas porque dan sabor, color, corrosión (Cl-, F-, Mg2+, Ca2+, etc).
•Microorganismos.

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AREQUIPA
3.4.3.-FUNDAMENTOS DE LOS PROCESOS EN LA ETAP.
En la ETAP se reduce el contenido de sustancias indeseables → se actua sobre éstas no sobre el agua (actuar sobre el
agua sería congelación, destilación).
MÉTODOS DE EXTRACCIÓN DE LOS CUERPOS Y SUSTANCIAS INDESEABLES.
•Rejas y tamices: para las partículas sólidas mayores.
•Sedimentación.
•Filtración.
•Adsorción: con sustancias que hagan que las partículas se adhieran a una superficie.
•Flotación: partículas que van en suspensión → metiendo corriente de agua en sentido contrario al que vienen
en su agua → así hacemos que floten.
•Desgasificación.
•Transferencia iónica.
•Ultrafiltración.
•Ósmosis.
MÉTODOS DE MODIFICACIÓN DEL ESTADO O ESTRUCTURA DE LAS SUSTANCIAS.
•Precipitación de coloides (cambio de estado).
•Formación de partículas más simples o más complejas.
•Transformación de iones en precipitados o gas.
•Destrucción de seres vivos (desinfección).

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AREQUIPA
3.4.3.-FUNDAMENTOS DE LOS PROCESOS EN LA ETAP (continuación).
Con la ETAP se copia a la naturaleza con diferencias:
•Reducción de la superficie necesaria.
•Utilización de reactivos químicos y procesos mecánicos.
•Tiempos de retención cortos porque sino exige grandes depósitos → ↑ inversión, ↑ costos.
tretención = tiempo que el agua está en la ETAP.
Así, en la ETAP, se copia a la naturaleza pero se hace el proceso más rápido.
3.4.4.- CUESTIONES DE DISEÑO DE LA ETAP.
•Flexibilidad de funcionamiento: el nº de elementos en cada fase ≥2 para que si falla 1 no pare la planta, también por
mantenimiento.
•Debe ser compacta: ocupar la superficie necesaria para ello, asegurando que hay espacio y acceso a todos los puntos.
No hay que ocupar todo el espacio de la parcela grande si no es estrictamente necesario porque ↑ costos de
explotación.
•La instalación de la ETAP debe ser semejante a planta industrial.
•Debe tener bajo impacto ambiental: olores, ruidos.
•Debe tener rendimiento energético alto.
•Debe tener anejo de Seguridad y Salud: tanto en el tema del personal como del agua.
•Importante la tecnificación, automatización y auscultación de control para tener información en tiempo real, de la
evolución de la planta.
•Aspectos económicos:
Gastos de inversión y de explotación: hay que conocer estos datos y su relación. Se tiende a gastar más en
inversión (1 vez) para luego gastar menos en explotación (todos los días).
La gestión del agua: por personal profesional especializado. Formación.
Cuanto mejor sea el agua captada → costes de tratamiento menores.

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AREQUIPA
3.4.5.-FASES EN ESTACIONES DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE (ETAP).
Esquema de las fases
en una ETAP.

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AREQUIPA
3.4.5.1.- PRETRATAMIENTO.
•Toma de agua: superficial, subterránea.
•Desbaste: rejas, para evitar entren elementos gruesos. En la ETAP no suelen ser necesarias porque ya se han puesto en
la toma.
•Tamizado: tamices de hueco φ= 1-5 mm. Se suele mecanizar este tamizado de separación de elementos de 5 mm para
evitar tenga que limpiarlo personal.
•Desarenado: en ETAP se hace si hay depósitos de regulación a la salida del agua tratada. Para ello se utilizan depósitos
de desarenado para el caso de toma de aguas tras lluvias. Es mejor captar en lugar más alejado si se evita este
desarenado.
•Desaceitado y desengrasado: propio de colectores no de agua captada → no en ETAP si en EDAR (PTAR).
•Predecantación: importante solo se hace en agua muy cargada con arena y barro. Se puede usar un espesador con
rendimiento alto del 50-60%.
•Precloración: al captar el agua, para que sea más fácilmente transportable y así no proliferen microorganismos en la
conducción.
•Aireación: para eliminar gases como SH2 (sulfhídrico, da mal olor, a huevo podrido). También se puede añadir O2 para
evitar que la materia orgánica se pudra. Se trata de conseguir equilibrio entre CO2 y O2 para que el agua no sea agresiva
a las conducciones.
•Eliminación de los residuos: hay que saber que hacer con ellos.
Estas son todas las fases de un pretratamiento. No hay porque usar todas, solo las necesarias. La mejor es captar agua
de calidad que hacer estos tratamientos.

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AREQUIPA
3.4.5.2.- SEDIMENTACIÓN.
TEORÍA DE LA DECANTACIÓN FLOCULADA.
Tipos de partículas a eliminar:
1) Partículas granulares o discretas: no hay interacción entre ellas, su caida se rige por su velocidad ascensional o
velocidad de caida que es constante → decantación libre.
2) Partículas indiscriminadas (coloidales o discretas) → es la decantación difusa o floculenta, ocurre en los embalses, el
proceso de interacción entre las partículas va en aumento y su velocidad de caida también.
3) Decantación floculada (coloides floculados), también llamada decantación retardada o zonal: es la que ocurre en las
ETAP en que con aditivos químicos floculadores se anulan las cargas eléctricas, las partículas no se repelen, se unen
→ velocidad de caida aumenta y se necesita menos espacio para decantar.
En la decantación floculada:
1º coagulación → neutralización de cargas.
Coagulantes más utilizados: sulfato de aluminio porque es Al3+ ya que puede anular más coloides al ser +3. Cuidado con
el Al3+ porque en cantidad puede provocar enfermedades. También el sulfato de hierro, porque es Fe3+, pero con
mucho cuidado porque en cantidad da color al agua; también cloruros de Fe.
Otros coagulantes:
 Inorgánicos: sulfato cúprico, ozono.
 Orgánicos (coadyuvantes): polielectrolitos para ayuda al sulfato de alúmina buscando un tratamiento del
agua más barato. Otros coadyuvantes que ayudan en el proceso: arena, cal, arcillas, carbón activo.
Para determinar la cantidad de coagulante → ensayo del JAR-TEST ordenando las probetas de mayor a menor cantidad
de coagulante (coadyuvante) porque no nos interesa echar en exceso. Se ve para cada dosificación la variación de la
turbidez.

100
AREQUIPA
3.4.5.2.- SEDIMENTACIÓN (continuación).
2º Floculación → unión de partículas.
Tipos de floculantes:
•Minerales: sílice activa; arcillas; carbón activo = elimina olor, sabor, es caro, no se usa como floculante.
•Orgánicos:
Sintéticos = polielectrolitos (aniónicos, catiónicos), atención a Reglamentos Sanitarios.
Naturales = alginatos, almidones y derivados de la celulosa.
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA COAGULACIÓN Y FLOCULACIÓN.
•Tipos de coagulantes y floculantes.
•Dosis; ensayo JAR-TEST: en laboratorio se trabaja con ml, en EDAR con m3.
•Características del agua, pH → en función del pH seleccionar el coagulante.
•Tiempo de mezcla y floculación: dando energia de mezcla y tiempo de floculación.
•Tª del agua: a mayor Tª ↓ tiempo de floculación. Debido al volante de inercia térmica del agua, captado en
embalse, el cubrir el decantador no hace posible que ↑ Tª en ese corto tiempo de paso.
•Velocidad de agitación:
Importante agitación rápida en la coagulación para que el coagulante se una a la mezcla rápido.
Agitación lenta en la floculación: para facilitar la formación de flóculos porque sino se romperían dichos
flóculos.

101
AREQUIPA
TIPOS DE DECANTADORES.
En los decantadores se ↓ la velocidad de paso del fluido. Clasificación de los decantadores:
•Según el flujo hidraulico:
Horizontal: →
Vertical: ↑
•Según la planta del decantador:
Circular.
Rectangular.
•Según el tratamiento de los fangos:
Con concentrador.
Sin concentrador.
•El decantador puede o no tener recirculación:
Decantador dinámico → tiene recirculación.
Decantador estático → no tiene recirculación.

102
AREQUIPA
PARÁMETROS DE DISEÑO DEL DECANTADOR.
Parámetro Valores referencia Valor medio
Velocidad ascensional (va=Q/Sdecantador).
(m3/m2/h) 1,5 - 3 2
Tiempo de retención (h) 1,5 - 4 2
Alturas de tanque.
m
Accelator (m)
1,5 – 3
2 – 6,5
Caudal unitario vertedero (m3/h*m) 5 - 15
Tiempo de floculación:
Agitador mecánico (minutos).
Agitador hidraulico (minutos).
12 – 25
10 – 15
20’
12’

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AREQUIPA
3.4.5.3.- FILTRACIÓN.
Los sólidos en suspensión se eliminan por procedimientos físicos, químicos y biológicos.
Lo que va en solución homogénea → métodos especiales.
Con el filtro se trata que quede retenido lo que no pase los huecos dejados:
•Filtración normal: se retiene hasta tamaño ≥ 10-2 mm.
•Microfiltración: elimina partículas entre 10-3-10-4 mm, es material con muchos huecos. Se eliminan bacterias, se
necesita presión del agua a 2 bares.
•Sistemas especiales:
Ultrafiltración: elimina hasta tamaños de 10-5 mm creando malla muy tupida.
Ósmosis: filtración que permite eliminar elementos salinos y microorganismos. Presión necesaria de 20-100
bares → cuesta dinero.
TIPOS DE FILTROS.
•Filtro lento.
•Filtro rápido.
FILTRO LENTO.
•Huecos muy pequeños, elimina hasta 98% de microorganismos.
•Los materiales más grandes quedan en la capa superficial formando una película que tiene partículas orgánicas, inorgánicas,
microorganismos.
•Mientras no se haya formado esa película el filtro no funciona, cuando se ha formado → filtro maduro y trabajará como
elemento de filtro.
•Tiempo de maduración = función de la carga de materias que lleva el agua.
•Vida útil: de 45 días a 3 meses.
•Velocidad de filtrado: 3-15 m3/m2/dia.

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AREQUIPA
3.4.5.3.- FILTRACIÓN (continuación).
FILTRO RÁPIDO.
•No necesita formación de capa superficial → no necesita madurar.
•Los efectos que se persiguen son:
Físicos → tamizado superficial e intersticial, el filtro tiene zonas anchas → v ↓ → efecto decantador, sustancias
retenidas por adsorción.
Químicos → en puntos estrechos ↑ v → régimen turbulento → floculación de flóculos que antes se hubieran roto y
escapado.
Biológicos → el microorganismo se adhiere al árido y éste absorberá materia orgánica para consumirla.
•Trabaja todo el filtro, no solo la superficie como el lento.
•Vida útil del filtro rápido en Europa = 48 horas, cuando deja de funcionar → filtro perforado.
•Velocidad de filtrado: 5-12 m3/m2/hora, valor medio 7 m3/m2/hora → necesario menor superficie de filtrado que en los
lentos.
MATERIAL DEL FILTRO.
•Granulometría que dé los huecos buscados y que sea resistente (no friable):
•Arenas silíceas, a veces antracita.
•Sumergido en ácido sulfúrico o clorhídrico durante 24 horas → pérdidas en peso <2%.
•Parámetros de Hazen:
Diámetro eficaz: el que deja pasar el 10% de la arena, Deficaz = D10.
Coeficiente de uniformidad, Cu: define la diferencia de tamaños de la arena del filtro.

105
AREQUIPA
Utilizaremos filtros lentos cuando el agua tenga menos de 50 mg/l de sólidos en suspensión (S.S.). Si fuera más → se
colmataría enseguida.
No filtros rápidos por encima de S.S. > 200 mgr/l.
Si el agua no cumple esto → a fases anteriores.
CARACTERÍSTICAS DEL FILTRO LENTO.
•Velocidad de filtrado: 3-15 m3/m2/dia.
•Superficie de filtrado: no más de 2000 m2 por problemas de oleaje por viento.
•Profundidad del lecho:
Capa filtrante de 60 a 120 cm de alto.
≥60 cm porque sino habría vía preferente en contacto con pared → no filtraría.
•Capa de grava de 30 cm bajo lecho filtrante.
•Tamaño del árido:
Deficaz = D10 = 0,30 mm.
•Distribución del árido: uniforme.
•Salida inferior: drenes o canales.
•Pérdida de carga: 6 cm (al principio, cuando empieza a funcionar) < ∆h < 120 cm.
•Tiempo útil: 30 días.
•Penetración S.S. : superficial.
•Pérdida material filtro (en ClH): <2% en 24 horas.

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AREQUIPA
CARACTERÍSTICAS DEL FILTRO LENTO (continuación).
•El lecho siempre debe estar sumergido para evitar que
entre aire.
•Para limpieza del filtro → se baja el nivel del agua y se
retirarán 2-3 cm superficiales de la película. El filtro tiene
periodos de maduración, de uso y de limpieza → por eso
tener 2 filtros para que siempre 1 esté funcionando.
•Protegerlo de la luz solar para evitar proliferen algas que
lo colmatarían.
•Rendimiento: 98% reducción de microorganismos.
CARACTERÍSTICAS DEL FILTRO RÁPIDO.
•Se lava el filtro.
•El filtro dispone de casquillos por los que se recoge el
agua filtrado y por los que se inyecta el aire y agua de
lavado.
•Velocidad de filtración: 5-15 m3/m2/hora, hasta 40
m3/m2/hora, en filtros cerrados y a presión →
microfiltraciones y ultrafiltraciones.
•Rendimiento: 65-75% de los microorganismos.

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3.4.5.4.- DESINFECCIÓN DE LAS AGUAS.
•Cloración, Ozonización, Radiación U.V., membranas.
•De filtración lenta: eliminados hasta 96% de los microorganismos.
•De filtración rápida: eliminados hasta 75% de los microorganismos.
Esto no se puede dar al consumidor → desinfección que asegura no hay microorganismos y sea aceptable sanitariamente
(eliminación del 100% microorganismos = esterilización).
•Indicadores de microorganismos:
Coliformes totales.
Coliformes fecales.
Estreptococos.
Clostridium.
Microorganismos totales.
•Procesos de desinfección usados:
Cloración.
Ozonización: el O3 oxida brutalmente y elimina microorganismos.
Radiación U.V.: en la naturaleza, sometido a radiación U.V., en 24 horas → ↓ mucho los microorganismos →
nosotros creamos lámparas para ello.
Sistemas de ionización del agua: con Cu, Ag, solo en situaciones muy especiales, hoy solo en campañas militares.
Dan alto rendimiento, es muy caro.
Membranas = ósmosis.

108
AREQUIPA
3.4.5.4.- DESINFECCIÓN DE LAS AGUAS (continuación).
•De los desinfectantes nos interesa:
No afecten a la salud humana, solo actuen sobre los microorganismos.
Sean solubles y no generen compuestos resultantes que perjudiquen la salud.
Que cuando el agua llegue al consumidor esté asegurado su desinfección.
•Cloro efectivo: ácido hipocloroso → destruye bacterias y virus. El Cl permanece en el agua entre 24 y 48 horas por eso
interesan la formación de cloraminas (Cl y NH3). El Cl es perjudicial para el hombre porque puede dar lugar a trihalometanos
(THM, cancerígenos) y otros compuestos dañinos para el hombre. Hay microorganismos que desapareciendo de los
indicadores son resistentes al Cl y que hay que eliminar.
El ClO2 es inestable, puede ser explosivo, es muy efectivo y casi no produce trihalometanos (Cl, ClO2; hipocloritocálcico
Ca(ClO)2 ~ 70% desinfección del Cl; hipoclorito sódico NaClO ~ 15% desinfección del Cl; cloraminas= aguantan más tiempo
que el Cl, se utilizan como Cl residual).
•Ozonización: efectiva pero desaparece rápido → no nos permite garantizar la desinfección si hay alguna operación en la
red posterior a esa desinfección.
•Radiación U.V.: no hay que echar nada al agua. Para que sea efectiva → el agua sin turbidez ni color.
•Membranas: eliminan todo aquello que no pasa por su poro. Si se eliminan todas las sales → el agua pasa a ser indigesta.
Es un sistema caro.

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AREQUIPA
Cloración. Cloro libre residual para garantizar desinfección.
A partir del break-point vamos
a añadir el Cl libre que es el
que desinfecta.
Dosificación = break point + Cl
libre según pH del agua.
La cloración exige una mezcla
enérgica para que el Cl se
mezcle con el H2O, esa mezcla
dura 8-10 segundos, luego a
tanque en que el agua está
TR≥30 min para matar virus.

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AREQUIPA
Ozonización.
•El O3 se produce en las instalaciones con ozonizadores a partir del O2 del aire.
•El O3 es un oxidante brutal que destruye y elimina todo, pero dura solo 6 minutos. Es mejor que el Cl porque no genera
THM (trihalometanos, son cancerígenos).
•La mezcla de H2O y O3 debe hacerse en tanques cerrados herméticamente, donde se aplique agitación intensa con gran
turbina para que se mezcle rápido. Altura tanque 5 metros.
•El TR en desinfección con O3 es menor → ↓ superficie de instalación.
•El O3 es gas peligroso, por eso el O3 residual hay que capturarlo y eliminarlo.
•En grandes instalaciones, la desinfección:
1º Ozonización (según ensayos del agua).
2º se echa Cl residual función del pH del agua, como se haría sobre el break-point.
•Los ozonizadores son caros porque se amortizan entre 6-18 meses.

111
AREQUIPA

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AREQUIPA
DISEÑO DEL DEPÓSITO.
Objetivos.
•Regulación y asegurar el abastecimiento a un núcleo a partir de
demandas y aportaciones.
•Estanqueidad.
•Conservar el agua con calidad.
•Regular la presión de la red: presión mínima 5 m.c.a. sobre cubiertas,
presión máxima 160 m.c.a. porque sino llevaría a tuberías especiales.
•Conocimiento y optimización de: costes de mantenimiento + costes de
explotación + amortizacion y su flujo (en los 25 años del año horizonte de
proyecto).

113
AREQUIPA
3.5.- DEPÓSITOS.
TIPOLOGÍA DE DEPÓSITOS.
Por su función:
•Regulación.
•Carga.
•Regulación y carga.
Por su emplazamiento:
•Enterrados.
•Semienterrados.
•Superficiales.
•Elevados.
Por su relación con la red:
•De cabecera: recibe todas las aguas a suministrar.
•De cola: recibe agua del de cabecera.

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AREQUIPA
3.5.- DEPÓSITOS.
TIPOLOGÍA DE DEPÓSITOS (continuación).
Depósito de regulación.
Depósito de carga.

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AREQUIPA
3.5.- DEPÓSITOS.
CRITERIOS.
•Horizonte a 25 años → llevar y estimar demandas y aportaciones.
CÁLCULO DEL VOLUMEN DEL DEPÓSITO.
Vdepósito = Vregulación + Vaverias + Vincendios.
Volumen de Regulación.
A partir de las curvas de demanda y aportación → se calcula el volumen
necesario por el deficit detectado en el tiempo.
Importante conocer el tiempo de aportación al depósito: diferencias entre
aportación continua las 24 horas o en franjas de 4, 6, 8 horas o como
fuera.

116
AREQUIPA
3.5.- DEPÓSITOS.
CÁLCULO DEL VOLUMEN DEL DEPÓSITO.
Volumen de Regulación.

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AREQUIPA
3.5.- DEPÓSITOS.
CÁLCULO DEL VOLUMEN DEL DEPÓSITO (continuación).
Volumen de averías.
Atendiendo a la garantía del suministro, se analizan las posibles averías
que pueden surgir, que ocasionen corte de suministro al depósito. Habrá
que estimar un tiempo prudencial, viable económicamente y lógico para el
caso del que se trata.
Volumen de incendio.
El depósito puede tener una reserva adicional de agua para suministrar en
caso de incendio. Se puede estimar a partir de la hipótesis de duración del
incendio, l/s a suministrar en el incendio, categorizándolo por nº de
habitantes, uso del suelo, etc.

118
AREQUIPA
3.5.- DEPÓSITOS.
PARTES DE UN DEPÓSITO.
•Losa de cimentación.
•Muros exteriores perimetrales.
•Muros interiores: compartimentan, se disponen para que el agua
esté en continuo movimiento.
•Cubierta: debe asegurar la impermeabilidad y aislamiento con el
exterior, que no haya filtraciones por lluvia, etc.
•Cámara de llaves o de válvulas.
•Aliviadero.
•Desagüe.
•Tomas.
El depósito puede tener un vaso o más. Cada vaso tiene las partes
indicadas.
Como proyecto con horizonte a 25 años, se podría construir en varias fases
evitando la inversión total desde el principio. Esto tiene consecuencias
financieras.

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AREQUIPA
3.5.- DEPÓSITOS.
FUNCIONES DE UN DEPÓSITO.
i) Conservar la calidad del agua.
•Evitar cualquier tipo de contaminación. Diseños de entradas de agua y
personal, evitando cualquier tipo de contacto con el mundo exterior de las
aguas almacenadas.
•Asegurar la circulación del aire y la ventilación adecuada del depósito
mediante renovación de dicho aire.
•Evitar variaciones térmicas del depósito.
•Utilización de los materiales adecuados en contacto con el agua. Pinturas
a base de resinas alimentarias.

120
AREQUIPA
3.5.- DEPÓSITOS.
FUNCIONES DE UN DEPÓSITO (continuación).
ii) Garantías operacionales.
•Habitáculos separados y aislados del vaso o vasos para labores de
operación, control, alimentación eléctrica, etc.
•Cumplimiento de seguridad y salud en materia laboral.
•Acceso a los vasos para su limpieza y mantenimiento.
•Iluminación artificial de los vasos. Los vasos no deben tener iluminación
natural para evitar la proliferación de algas.
•Sistemas de drenaje en cubierta y cimiento.
•Sistemas para evitar condensaciones.

121
AREQUIPA
3.5.- DEPÓSITOS.
FUNCIONES DE UN DEPÓSITO (continuación).
iii) Protección contra acciones exteriores.
Hay que evitar la entrada indiscriminada de personal:
•Seguridad en los sistemas de iluminación y ventilación.
•Construcción robusta de puertas, ventanas y accesos.
•Cerraduras fuertes y seguras.
•Prohibición absoluta de acceso a los vasos de agua.
•Cierre exterior de las instalaciones con sistemas de protección
adecuados.

122
AREQUIPA
3.5.- DEPÓSITOS.
DETALLES CONSTRUCTIVOS.
Preparación de solera: juntas en solera y muros. Croquis de juntas de PVC.

123
AREQUIPA
3.5.- DEPÓSITOS.
Junta de
estanqueidad a base
de junta de PVC.

124
AREQUIPA
3.5.- DEPÓSITOS.
Junta water stop de pvc y ventanas sección inclinada.

125
AREQUIPA
3.5.- DEPÓSITOS.
Entrada de agua al depósito.
Cámara de válvulas.

126
AREQUIPA
3.5.- DEPÓSITOS.
Tomas, desagües de fondo y aliviadero.

127
AREQUIPA
3.5.- DEPÓSITOS.
CONTROL Y MEDICIÓN.
Equipamiento de control e instrumentación protegido y accesible.
Dispositivos de control:
•Caudales de entrada y salida.
•Control de niveles.
•Accionamiento de motores de impulsión del agua de entrada.
•Sistemas de detección de pérdidas en tuberías, accesorios y depósito.
•Toma de muestras para análisis de entrada y salida.

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