Agua potable, miriam nataly casique guerrero (autoguardado)

INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN II
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OBRAS DE AGUA POTABLE
| INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN II | 23/10/19

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"Año de la lucha contra la corrupción y la impunidad"
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
INFORME
EXPERIENCIA CURRICULAR:
AUTOR:
CASIQUE GUERRERO, Miriam Nataly
SOBERON LULE, JHAMBERLY
ASESORA:
Ing. JUANA MARIBEL LAVADO ENRIQUEZ.
MOYOBAMBA-PERÚ
2019

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I. DEDICATORIA:
El trabajo de investigación lo dedicamos a nuestros padres; a
quienes les debemos todo lo que tenemos en esta vida, nos
apoyan en nuestras derrotas y celebran nuestros triunfos.
A todos aquellos que luchan por sus sueños con pasión y
encuentran la felicidad y paz interior en lo que aman hacer.
A nuestros maestros quienes son nuestros guías en el
aprendizaje, dándonos los últimos conocimientos para nuestro
buen desenvolvimiento en la sociedad.
II. AGRADECIMIENTO:
A nuestras madres, por su amor, cariño y confianza a lo largo de
mi vida, fuiste parte fundamental del desarrollo de mi seguridad
como persona.
A nuestros padres, por compartir sus conocimientos y apoyarme
durante mi vida.
Al Ing. Juana Maribel Lavado Enriquez, nuestro maestro, por sus
grandes enseñanzas de vida, honestidad y responsabilidad como
persona y profesional. Y finalmente, más sin disminuir su
importancia, a nuestra Alma Mater, la Universidad Cesar Vallejo,
cuna de grandes profesionales en nuestro país, por darnos la
oportunidad de conocer a tan grandiosas personas, nuestros
profesores, que son base fundamentalen nuestra formación como
profesionales.

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III. IMPORTANCIA:
El abastecimiento de agua potable constituye un peldaño importante en el
desarrollo de las regiones o países y de las poblaciones que habitan en los mismos.
Un sistema de agua potable correctamente diseñado conlleva consecuencias
positivas en la calidad de vida de las personas que tienen acceso a este servicio,
en especial en el campo de la salud.
Este sistema de agua potable debe contar con todos los elementos necesarios para
captar, conducir, almacenar, tratar y distribuir de una manera eficiente el agua
hasta los distintos sectores en la que ésta va a ser servida.
Este sistema de agua potable entonces debe respetar las normativas vigentes que
garantizan la calidad del agua potable que se quiere suministrar, reduciendo así
enfermedades y muertes en las poblaciones que se benefician de este tipo de
sistemas.
Refiriéndonos a nuestro país, sabemos que muchas de las pequeñas comunidades
no cuentan con sistemas de agua potable o cuentan con sistemas que necesitan de
urgente rehabilitación.
El objetivo de un sistema de agua potable es proporcionar un servicio eficiente,
considerando que el agua tenga calidad, cantidad y continuidad.
Para elaborar un proyecto de este tipo, es necesario forjar varias alternativas,
definiendo para cada una de ellas las obras que la integran, realizando un análisis,
con el fin de seleccionar la más conveniente, considerando sus aspectos de
eficiencia, constructivos, operativos, sociales y económicos.
El diseño hidráulico del sistema, se ejecutará tomando en cuenta los datos básicos
de proyecto y su dimensionamiento se debe estudiar para poder programar su
construcción por etapas, la planta potabilizadora y las estaciones de bombeo (si
son necesarias) deberán ser modulares, para poderse construir por fases y que su
operación sea flexible de acuerdo a los requerimientos de los gastos.
IV. OBJETIVOS:
El agua es el recurso natural más valioso. Es fundamental para todas las
necesidades humanas, incluyendo la alimentación, la disponibilidad de agua
potable, los sistemas de saneamiento, la salud, la energía y el alojamiento. La
gestión adecuada de los recursos hídricos constituye el desafío más acuciante de
todos los que se refieren a la naturaleza. Sin agua, no hay sociedad, no hay
economía, no hay cultura, no hay vida. Por su propia naturaleza y sus utilizaciones
múltiples, el agua constituye un tema complejo. Aunque los aspectos que se
refieren al agua tienen un ámbito mundial, los problemas que se plantean y sus
soluciones son a menudo marcadamente locales.

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V. INTRODUCCIÓN:
En la actualidad, ante el aumento dramático de la población en nuestro país y en
general en el mundo entero, los diferentes servicios y recursos de que se dispone
tienen que ser mejor administrados. La optimización de los recursos ha alcanzado
todos los niveles de la vida humana. En el caso del agua, dicha optimización
adquiere gran importancia, ya que la disponibilidad del vital líquido disminuye
cada vez más y por lo tanto su obtención se dificulta y encarece de manera
importante.
Un uso eficiente del agua implica la utilización de mejores sistemas de extracción,
conducción y almacenamiento de agua; además del campo de la forma de pensar
de los usuarios del recurso. Dentro de los sistemas de conducción, en el mercado
existen tuberías fabricadas con gran diversidad de materiales, que dependiendo de
las condiciones de operación se comportan de manera satisfactorias o no.
El conjunto de las diversas obras que tienen por objeto suministrar agua a una
población en cantidad suficiente, calidad adecuada, presión necesaria y en forma
continua constituye un Sistema de Abastecimiento de Agua Potable.
El problema del agua potable no tiene solución permanente, por lo que en este
aspecto siempre se debe estar buscando nuevas fuentes de Abastecimientos,
realizando estudios hidrológicos o geohidrológicos para tener a la mano forma de
ampliar los sistemas.
Para desempeñar un papel activo en la solución a tales problemas, el Ingeniero
Civil debe comprender claramente los fundamentos en que se basan. Por tanto, la
finalidad de este libro es delinear los principios fundamentales de ingeniería
implicados en las obras que constituyen el sistema de abastecimiento de agua
potable e ilustrar su aplicación al proyecto.
Las características anteriores se reflejan en las coberturas de los servicios de
abastecimiento de agua potable y alcantarillado en el país. Las cifras disponibles
señalan que un 30 % de la población total no cuenta con un sistema formal de
abastecimiento de agua y que un 51 % no cuenta con alcantarillado sanitario.
Históricamente, a los servicios de agua potable y alcantarillado se les ha inscrito
en el campo de la salud pública. La razón es que siendo el agua fuente de vida,
también es paradójicamente, vehículo para la transmisión de enfermedades tales
como el cólera, la tifoidea, la disentería y la parasitosis intestinales. La salud
humana depende no sólo de la cantidad de agua suministrada, sino también de la
calidad de la misma; según la Organización Mundial de la Salud (OMS).

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VI. RESUMEN:
VII. SUMMARY:

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CAPÍTULO I:
AGUA POTABLE.

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CAPÍTULO I: CONCEPTOS
1.1. ANTECEDENTES HISTORICOS
Desde los tiempos más remotos el agua ha constituido un factor fundamental en el
desarrollo y la estructuración política, social y económica de los pueblos, considerando
que el agua es uno de los elementos fundamentales para la vida, gracias a ella el hombre
puede desarrollarse y transformarse.
El hombre utiliza grandes cantidades de agua para sus actividades cotidianas (beber,
cocinar, lavar, W.C., aseo personal etc.) pero mucho más para producir alimentos, papel,
ropa y demás
productos que consume. La huella hídrica de un país se define como el volumen total
de agua que se utiliza para producir los bienes y servicios consumidos por sus habitantes.
El concepto de huella hídrica fue introducido con el fin de proporcionar informac ión
sobre el uso de agua por los diferentes sectores. Los principales factores que determinan
la huella hídrica de un país son: a) el consumo de agua promedio per cápita, relacionado
con el ingreso nacional bruto, b) los hábitos de consumo de sus habitantes, c) el clima,
en particular la demanda evaporativa y d) las prácticas agrícolas. La huella hídrica
mundial por categoría de consumo en el año 2001 fue de: Uso doméstico 4.6 %,
Industrial 9.6 % y Agricultura 85. 8 %.
La dueña de nuestras vidas es el agua, porque constituye un importante porcentaje en la
composición de los tejidos de nuestro cuerpo y de todos los seres vivos, El cuerpo
humano de una persona adulta está compuesto en un 60 % por agua. El cuerpo de un
niño contiene aproximadamente 75 % de agua. El cuerpo humano puede vivir varias
semanas sin alimentos, pero puede sobrevivir sólo unos pocos días sin agua. Unos 220
millones de personas que viven en ciudades de países en desarrollo carecen de una
fuente de agua potable cerca de sus hogares. El 90 % de las aguas de desechos de las
ciudades de los países en desarrollo se descarga sin tratar en ríos, lagos y cursos de aguas
costeras. El hombre requiere de 50 y 250 litros de agua diariamente para satisfacer sus
necesidades de tipo doméstico. La agricultura consume entre el 60 % y el 80 % de los
recursos de agua dulce en la mayoría de los países, y hasta el 90 % en otros. Para la
generación de un kilowatt-hora se emplean 4,000 litros promedio. En la industria, para
producir un litro de petróleo se necesitan consumir 10 litros de agua; para un kilo de
papel 100 litros; para una tonelada de cemento 4,500 litros; y para una tonelada de acero
se requieren 20 mil litros.
La realidad que se nos presenta hoy, nos obliga a reflexionar sobre la problemática del
agua. El agua es un asunto de seguridad nacional. Gobiernos y sociedad estamos
haciendo esfuerzos decididos para mejorar la calidad del agua, garantizar su acceso a
todos los mexicanos y preservarla para beneficio de nuestros hijos” Acceso al agua
potable.
El acceso al agua potable se mide por el número de personas que pueden obtener agua
potable con razonable facilidad, expresado como porcentaje de la población total. Es un
indicador de la salud de la población del país y de la capacidad del país de conseguir
agua, purificarla y distribuirla. El agua es esencial para la vida. Sin embargo, más de

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Mil millones de personas carecen de acceso al agua potable. Casi dos mil millones de
personas carecen de acceso a servicios de saneamiento.
¿Qué es el agua potable y por qué es importante?
El agua potable es el agua de superficie tratada y el agua no tratada, pero sin
contaminación que proviene de manantiales naturales, pozos y otras fuentes. Sin agua
potable, la gente no puede llevar una vida sana y productiva. Abundar en el tema de la
calidad del agua se torna todavía más complejo, si entendemos que diariamente
alrededor de cinco mil personas mueren en el planeta a causa de una enfermedad de
origen hídrico y que, de éstas, el 90 por ciento son niños. como la Tifoidea, Paratifoidea,
disinteria, gastroenteritis, la Bilharziasis y el Cólera.
El agua potable escasea porque generalmente se la valora muy poco y se utiliza en forma
ineficiente.
A medida que la economía de un país se hace más fuerte, y a medida que aumenta su
Producto Nacional Bruto (PNB) per capital, generalmente un mayor porcentaje de la
población tiene acceso a agua potable y servicios de saneamiento.
En promedio, una persona necesita unos 20 litros de agua potable todos los días para
satisfacer sus necesidades metabólicas, higiénicas y domésticas.
Históricamente, el desarrollo de los pueblos ha estado estrechamente vinculado con el
agua. Los primeros asentamientos humanos de importancia se ubicaron donde el agua
estaba disponible. De esta manera tuvieron fácil acceso a ella para usos agrícolas,
urbanos y PRE- industriales.
Cuando el crecimiento urbano asociado con el incremento de las actividades industriales
y del sector terciario llega a superar la disponibilidad del agua local o cercana, se alteran
los usos del agua. Así, la empleada en riego, se cambia a la industria o a las ciudades, o
bien, resulta obligado el importarla de otras cuencas, a distancias considerables y con
altos costos económicos y a veces sociales.
El concepto "cultura del agua" se relaciona con la cantidad de información y los
conocimientos que uno tiene sobre el recurso, porque sólo así uno toma conciencia sobre
la realidad del agua en el mundo y sobre el verdadero problema que enfrentamos como
humanidad. Cuando estamos conscientes de que en el mundo sólo el 1 por ciento es
agua dulce disponible para nuestro uso y que con ella debemos vivir más de seis mil
millones de personas, entonces la atención se vuelve mayor. Abundar en el tema de la
calidad del agua se torna todavía más complejo, si entendemos que diariamente
alrededor de cinco mil personas mueren en el planeta a causa de una enfermedad de
origen hídrico y que, de éstas, el 90 por ciento son niños. ¿Se acabará el agua? La
respuesta es no, sin embargo, cada día hay que traerla de más lejos y es menos suficiente
para todos. La población crece, pero la cantidad de agua es la misma desde siempre.
El ciclo hidrológico hace lo suyo, pero nosotros debemos aprender a respetar la vida de
las generaciones futuras. Si bien es cierto que con recursos se podría construir mucha
infraestructura, ésta no serviría de nada, ¿cuánto pagaríamos por el agua si no la

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tuviésemos? El agua que desperdiciamos, se la estamos quitando a alguien más. ¿Es
necesario tener a la persona enfrente y negarle un vaso de agua para saber lo que
hacemos? Aprendamos más sobre el agua y asumamos la responsabilidad: cuidarla
cobrarla pagarla o legislar a su favor. Sólo así protegeremos la vida en nuestro planeta.
1.2. SISTEMAS DE CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN.
Un aspecto fundamental que debe incluirse en todos los proyectos de agua potable, es la
necesidad de implementar dispositivos electrónicos de control y automatización de los
controles de arranque y paro de las bombas; medición de gastos de entrada y salida;
presiones en la línea de bombeo; niveles de tanques, en especial el nivel máximo del agua,
entre otros.
1.3. CONSIDERACIONES BÁSICAS DE DISEÑO.
El diseño de cualquier sistema de agua potable, deberá realizarse para las condiciones de
población, dotación y período de diseño que están establecidas en el Capítulo 1 del
presente documento. Además, en el dimensionamiento del sistema se deberá analizar la
conveniencia de programar y realizar las obras por etapas; en especial en el caso de
instalaciones para bombeo y potabilización cuando éstos se requieran. Por consiguiente,
los equipos serán modulares para permitir su construcción por etapas, y así funcionar en
las mejores condiciones de operación y flexibilidad, conforme a los gastos requeridos
para el período de diseño establecido en el proyecto respectivo. Diseñar los diámetros
adecuados de las tuberías a efecto de demostrar el equilibrio hidráulico en cada sector. Se
deberá de contemplar la sectorización de la red de distribución en sectores hidrométricos,
indicando los siguientes requisitos: aislar con válvulas de compuerta resilente de 1,000 a
1,500 tomas domiciliarias con simulación matemática en cada sector para identificar las
pérdidas de carga.
1.4. COMPONENTES DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO.
Los principales componentes de un sistema de abastecimiento de agua son los siguientes:
Fuentes de abastecimiento (superficiales o subterráneas).
Conducciones.
Potabilización (si se requiere)
Regulación (o regularización)
Red de distribución, y
Tomas y medidores domiciliarias.
1.5. FUENTES DE ABASTECIMIENTO.
.
Cuando los fraccionamientos o desarrollos de cualquier tipo que no puedan conectarse a
la red intermunicipal, deberán obtener su propia fuente de abastecimiento de agua, la cual
podrá ser superficial o subterránea, siendo indispensable en cualquier caso, contar con la
autorización previa expresa de la CNA para su explotación, así como disponer de un
diagnóstico de calidad del agua a utilizar, cuyo muestreo y análisis deberá realizarse
conforme a los requisitos establecidos en las normas vigentes, y la calidad del agua a
suministrar deberá cumplir con la NOM-127- SSA1 -1994 (actualizada al año 2000)

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En caso de no cumplir con uno, o varios de los parámetros físico – químicos y
bacteriológicos de la NOM anterior, se deberán establecer y diseñar los procesos de
Potabilización que se requieran, para dar cumplimiento a la NOM-127-SSA1-1994 a fin
de poder construir y equipar la Planta Potabilizadora respectiva, a juicio del SIAPA.
(ESTA SE INCLUIRA YA QUE SE HAYA VERIFICADO Y VALIDADO POR LA
SECCION DE PRODUCCION EN SU MOMENTO.)
Límites permisibles de características físicas y organolépticas.
Las características físicas y organolépticas deberán ajustarse a la establecido en la
Tabla 2.

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Los límites permisibles de metales se refieren a su concentración total en el agua, la cual
incluye los suspendidos y los disueltos.
Además, cualquiera que sea la fuente de abastecimiento, es condición indispensable que
se garantice el suministro del agua, expresado como el gasto máximo diario (QMD) de
proyecto futuro.
1.6. CLASIFICACIÓN DE LAS OBRAS DE CAPTACIÓN.
Se denomina “obras de captación” a las obras civiles y electromecánicas que permiten
disponer del agua superficial o subterránea de la fuente de abastecimiento.
A continuación, se clasifican las principales obras de captación que pueden aplicarse a
los proyectos de abastecimiento de agua para fines urbanos:

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Cada tipo de captación tiene sus características propias y por ende su aplicación específica
y están ampliamente descritas en el Manual de Agua Potable, Alcantarillado y
Saneamiento (MAPAS), por lo tanto, en este documento solamente se describen las obras
de captación subterránea, las cuales son las mas utilizadas en la ZMG por particulares.
1.6.1. Captación de aguas subterráneas.
Las obras más utilizadas para captación de aguas subterráneas son las siguientes:
1. Manantiales.
2. Galerías filtrantes.
3. Pozos someros.
4. Pozos profundos.
1.6.1.1. Manantiales.
El agua de manantial generalmente es potable, sin embargo su calidad puede
ser degradada y contaminada, por animales y por el hombre al salir a un
estanque o fluir sobre el terreno. Por ésta razón el manantial debe protegerse
con mampostería de ladrillo o piedra, de manera que el agua fluya
directamente hacia una tubería, evitando así que se contamine.
Los diseños de obras de captación de manantiales se realizan para los dos
tipos más comunes que se presentan en nuestro medio, que son:
1.- Manantiales tipo ladera, con afloramiento de agua freática.
2.- Manantiales con afloramiento vertical, tipo artesiano.
Para el proyecto de captación de manantiales, el aspecto principal a tomar
en cuenta es su protección para que no se contaminen y evitar que los
afloramientos se obturen, ambos objetivos se logran con la construcción de
una caja que aísla el área de salida del agua, además para evitar que los
afloramientos trabajen contra carga en la época de lluvias, es decir, cuando
el gasto que aporta el manantial sea superior al de conducción, la plantilla
del tubo de demasías ó la cresta del vertedor se sitúa un poco abajo del
afloramiento más alto.
Además de la caja de protección, se debe construir otra adosada, para la
protección de las dos válvulas de seccionamiento que se consideran en los
proyectos; la de desagüe y la de la conducción. El diámetro de la tubería de
toma esta dado por el cálculo hidráulico de la línea de conducción.

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1.6.1.2. Galerías filtrantes.
Una galería filtrante se utiliza principalmente para captar agua del subálveo
de corrientes superficiales construyéndose de preferencia en el estiaje y en
una de las márgenes, paralela a la corriente. En el proyecto se deben tomar
en cuenta las características de socavación de la corriente en las avenidas
importantes; esta consideración hace poco recomendable la construcción de
una galería transversal a la corriente, además de ser más costosa.
El agua captada por medio de una galería filtrante generalmente se conduce
a un cárcamo de bombeo donde se inicia la obra de conducción.
El conducto de la galería debe quedar situado a una profundidad y distancia
adecuadas, con respecto al caudal principal de la corriente, con el fin de que
el agua quede sometida a una filtración natural; esto depende de las
características topográficas del tramo escogido, de los materiales del cauce
y de la calidad del agua de la corriente. Se considera que un recorrido de
agua a través de la capa filtrante de 3 a 15 m, puede ser suficiente para que
se clarifique y se elimine la contaminación bacteriana.
En la captación de agua por medio de galerías filtrantes, se utilizan tuberías
perforadas, instaladas casi horizontalmente en zanja excavada a cielo
abierto, y rellenas con material limpio debidamente seleccionado, esto es,
con una granulometría adecuada para conformar el filtro.
Actualmente se recomienda la utilización de tubería de acero inoxidables ó
de PVC ranurados tipo cedazo, también se construyen galerías perforadas ó
excavadas generalmente en laderas de montaña, cortando formaciones
acuíferas como las que presentan las rocas calizas.
El agua pasa al interior de la galería a través de sus paredes, que pueden
dejarse sin revestimiento a intervalos, construirse de concreto poroso ó con
los orificios necesarios a lo largo de ellas. Sus dimensiones deben ser tales
que permitan realizar visitas de inspección para conocer la importancia de
los afloramientos y para realizar acciones de desazolve y mantenimiento.
Si la galería por construir queda a una profundidad por debajo de 8 m según
proyecto, se debe hacer unestudio de alternativas que tome en cuenta la
construcción de la obra haciendo la excavación a cielo abierto ó la
perforación de un túnel.
Para establecer en el diseño la localización, profundidad y características de
una galería filtrante constituida por tuberías, es indispensable efectuar
pruebas de campo. Con el corte litológico obtenido de las perforaciones de
explotación siempre y cuando no se encuentre boleo grande y, de acuerdo
con el diámetro seleccionado, se establece la profundidad, dimensiones de
la zanja y los espesores y granulometría del material filtrante. También
existen las galerías filtrantes con colectores verticales.

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Para los colectores verticales se ha utilizado tubería ranurada de PVC y de
acero tipo concha en diferentes diámetros. Para los colectores ciegos que los
unen se ha empleado tubería de asbesto cemento unida con piezas especiales
de fierro fundido. El espaciamiento entre colectores verticales debe ser
estudiado para cada caso con objeto de evitar interferencias entre ellos.
1.6.1.3. POZOS.
Se define como “pozo” una perforación vertical en general de forma
cilíndrica y de diámetro menor que su profundidad. Así, el agua disponible
en el subsuelo penetra a lo largo de las paredes creando un flujo de tipo
radial. En la práctica, se clasifican los pozos en poco profundos o someros
y en pozos profundos. A continuación se describe cada uno de ellos.
a) Pozos someros.
Se construyen cuando es conveniente explotar el agua freática y/o del
subálveo. El diámetro mínimo del pozo circular es 1.5 m y debe permitir
que su construcción sea fácil. Cuando la sección sea rectangular, la
dimensión mínima debe ser 1.5 m. Para pozos con ademe de concreto, y
cuando se utiliza el procedimiento de construcción llamado “indio”, los
anillos que queden dentro del estrato permeable, deben llevar perforaciones
dimensionadas de acuerdo con un estudio granulométrico previo en el caso
de carecer de estos datos, se recomienda que el diámetro de las perforaciones
esté comprendido entre 25 y 250 mm, colocadas en tresbolillo, a una
distancia de 15 a 25 cm, centro a centro. Para pozos con ademe de
mampostería de piedra ó tabique, se dejan espacios sin juntar en el estrato
impermeable, procurando apegarse a la consideración anterior.
b) Pozos profundos.
Dentro del estudio de la hidrología subterránea de una región, la hidráulica
de pozos proporciona las bases teóricas para lograr interpretar ó prever las
fluctuaciones de los niveles freáticos ó piezométricos provocados por la
explotación de agua subterránea por medio de pozos.
Para fines de abastecimiento de agua potable los problemas que
generalmente estudia la hidráulica de pozos, son los siguientes:
A. Identificación de sistemas de flujo (confinado, semiconfinado, etc.) y
determinación de sus características hidráulicas (permeabilidad,
transmisibilidad, almacenamiento, etc.).
B. El conocimiento de las características hidráulicas es esencial para
proveer las variaciones de los niveles de agua bajo diferentes condiciones
de bombeo de uno ó varios pozos, y para la cuantificación del volumen
aprovechable del acuífero en estudio.
B.Predicción del comportamiento de los niveles de agua, utilizando las
fórmulas de la hidráulica de pozos y conocidas las características hidráulicas
del acuífero. En cuanto al gasto requerido, es posible conocer con

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anticipación los abatimientos producidos en captaciones próximas al pozo,
ó bien, en que medida se pueden interferir varios pozos entre sí.
C. Diseño de campo de pozos, cuando se requiere la utilización de varios.
El problema consiste en definir el número, su localización y el gasto de
explotación conveniente, para no originar interferencias entre ellos.
Para la metodología a detalle de la realización de un estudio hidrológico se
deberá ver el Capítulo 8 correspondiente a Geohidrología. En cuanto a los
requerimientos de caudales y especificaciones de tipo general sobre todo
como fuentes de abastecimiento para fraccionamientos ó desarrollos
urbanos, se deberá ver el apartado de Factibilidades.
1.7. LINEAS DE CONDUCCION
1.7.1. DEFINICIÓN
Se llama " Línea de conducción " al conjunto integrado por tuberías, estaciones
de bombeo y accesorios cuyo objetivo es transportar el agua, procedente de la
fuente de abastecimiento, a partir de la obra de captación, hasta el sitio donde se
localiza el tanque de regularización, planta potabilizadora o directamente a la red
de distribución.
Esta conducción, se puede efectuar de dos maneras, dependiendo de la ubicación
de la fuente de abastecimiento con respecto a las obras de regularización.
Si la fuente de abastecimiento se encuentra en un nivel topográfico arriba del
tanque de almacenamiento, la conducción se realizara por gravedad, ya sea
trabajando como canal (sin presión), o como tubo (a presión), siendo este ultimo
el más común en las obras de abastecimiento de agua potable.
Si la fuente de abastecimiento se encuentra a un nivel topográfico abajo del tanque
de regularización, la conducción se realiza por bombeo.
Podemos Clasificar las líneas de conducción en los siguientes grupos:
1. Por gravedad
2. Por Bombeo
3. Una combinación de ambas ( mixta ).
1.7.2. LÍNEA DE CONDUCCIÓN POR GRAVEDAD:
Se presenta cuando la elevación del agua en la fuente de abastecimiento es mayor
a la altura piezometrica requerida o existente en el punto de entrega del agua, el
transporte del fluido se logra por la diferencia de energías disponibles.
Las Líneas de conducción por gravedad Tiene dos variantes :
 Por canales (sin presión), cuando la línea piezometrica coincide con la
superficie del agua ( Figuras 3.1.a y 3.1.b ).
 Por tuberías ( a presión ), cuando la línea piezometrica queda por arriba del
lomo de los conductos ( Fig. 3.2.a y 3.2.b).

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a).- CONDUCCIÓN POR GRAVEDAD CANALES.
En estos casos el gradiente hidráulico coincide con la superficie libre del liquido
que circula por ellos, ya que no tienen variaciones en su presión, sino que
conservan la presión atmosférica.
Lo que caracteriza a un canal abierto o cerrado es que el agua escurre a la presión
atmosférica, es decir, que la línea piezometrica coincide con la superficie libre del
agua. La elección de este tipo de obra depende de la disponibilidad suficiente de
agua en la fuente, del clima, de la topografía, de la constitución geológica del
terreno en que se va alojar y el tipo de cooperación ofrecida por la localidad
respecto a mano de obra; pues como la conducción debe tener la capacidad
suficiente para llevar el gasto máximo diario, el canal debe conducir un gasto
mayor en previsión a las perdidas por filtración y evaporación (disponibilidad de
agua, geología, clima).
La influencia topográfica se acusa en la inaccesibilidad a la línea para llevar
materiales hasta el sitio de su instalación, influye asimismo en el que el convenio
para su ejecución de la obra se estipule como cooperación de la mano de obra de
la localidad, esto posiblemente no reduzca el costo de excavación y relleno, pero
si allana considerablemente la dificultad para encontrar mano de obra segura.
Desde luego que una obra de conducción en estas condiciones, frustraría las
medidas sanitarias tomadas al captar el agua, por lo que para preservarla de
contaminación de aguas de terrenos adyacentes, de impurezas de la atmósfera y al
mismo tiempo evitar la filtración y la evaporación debe revestirse el fondo y los
taludes y cubrirlas con losas precoladas, tabiques, lajas, etc., estas proposiciones,
aunque no se debe, pueden evitarse si en la planeación del sistema se ha
considerado el tratamiento del agua en alguna forma al final de la conducción.
Debe hacerse notar que por la naturaleza misma del escurrimiento (gravedad) y
por razones de conservación, las pendientes son pequeñas, por lo cual es necesario
desarrollar el canal cuidando que la velocidad no baje de limites mínimos, 50
cm.p.s para no provocar azolves, ni exceda del máximo (tierra arcillosa de 1 a 1.5
m.p.s., mampostería de 1.5 a 2.5 m.p.s, concreto de 2.5 a 3.5
m.p.s.) para no causar erosiones.
Naturalmente que en ocasiones, en la localización del canal se intercalan caídas a
rápidas, puentes-canales, pasos subterráneos (los llamados pozos invertidos) y
túneles. ( Figura 3.1.b)
Un canal cubierto demanda mayor inversión, pero evita la contaminación que es
sumamente importante porque es congruente con el fin primordial de la ingenierita
sanitaria en el manejo del agua para el consumo humano; evita además la
evaporación, la infiltración y hace más simple el tratamiento.
En el cálculo de canales las secciones empleadas son las de tipo trapecial,
rectangular y semicircular. Aunque la más económica es la semicircular, la más
practica y común es la trapecial. En general los canales se revisten de concreto
armado, colado en el lugar de la obra, pero pueden ser de mampostería o de tierra.

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figura 1. Sección hidráulica transversal de un canal revestido trapecial.
La formula más comúnmente empleada para calcular el gasto es la de chezy
con coeficientes de Manning o de Bazin;
𝑄 = 𝐴𝑣………………………..formula de continuidad
𝑉 = 𝑐 𝑟𝑠………………………formula de cheze para velocidad
𝐶 = 1/𝑛𝑟
1
6⁄
……………….coeficiente de Manning
𝐶 =
87
1
+ 𝑚/𝑟……………..coeficiente de Bazin
Por lo que sustituyendo el coeficiente de manning y de Bazin en la ecuación de
Chezy, se obtiene que:
𝑉 =
1
𝑛
𝑟
2
3⁄
𝑠
1
2⁄
…………………..fromula para determinar la veocidad por
manning
𝑽 = 𝟖𝟕 𝒓
𝑺
𝟏
𝟐⁄
𝒎
+ 𝒓
𝟏
𝟐⁄
…………..formula para determinar la velocidad
SECCION TRANSVERSAL DE UN CANAL TRAPECIAL

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El área hidráulica se calcula con la expresión : A = b x d + t 𝑑2
Donde:
A = área
b = ancho de la sección
d = Tirante
t = Talud
SECCION TRANSVERSAL DE UN CANAL RECTANGULAR
Fórmula para calcular el área hidráulica del canal.
A = b x d
Donde:
A = Área hidráulica en m2
b = Ancho de la sección en m.
d = Tirante en m.
SECCION TRANSVERSAL DE UN CANAL CIRCULAR
Fórmula para calcular el área hidráulica.
A = ¶ D2 / 8
Donde:
A = Área hidráulica en m2
D = Diámetro de la sección en m.

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Valores de n dados por Horton para ser empleados en las fórmulas de Kutter o
Manning:
Para canales en tierra, rectos y uniformes 0.025
Para canales en roca, lisos y uniformes 0.033
Para canales en roca salientes y sinuosos 0.040
Para canales revestidos de concreto 0.014 a 0.016
Para canales de mampostería con cemento 0.020 a 0.025
Valor de m:
Para canales de tierra 1.30
Para paredes lisas, de concreto 0.16
Para paredes de canto rodado o roca con salientes 0.46
Para paredes mixtas 0.55
Debe aprovecharse al máximo la pendiente disponible pero siempre limitada por
la velocidad
máxima compatible con la erosión. Si se pasan estos valores se deben establecer
saltos espaciados para perder altura.
La elección del coeficiente de rugosidad debe fijarse en forma restrictiva
suponiendo superficies más toscas de lo que son, previendo un desmejoramiento
futuro, especialmente si los canales son pequeños. No debe olvidarse que en un
canal descubierto únicamente pueden conducir aguas crudas por razones
sanitarias.
Línea de conducción por gravedad trabajando como canal y como tubería
S = Pendiente hidráulica
Cuando se tiene una línea de conducción por gravedad, con tubería de un
mismo diámetro, puede presentarse el caso de que un mismo tramo trabajen a
presión y otros como canal,
parcialmente lleno.
Figura 2

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En esos casos, para determinar el tirante real del agua dentro de los tramos “A1,
A2 Y A3” (canal) podemos utilizar la fórmula de Manning. V = (1/n) R (2/3) S
(1/2); para lo cual procedemos por tanteos suponiendo inicialmente tirantes de
tal manera que al igualar la fórmula de Manning con la fórmula de continuidad;
V = Q/A nos dé el mismo resultado.
Línea de conducción por gravedad mixta (trabajando como canal y como
tubería)
Cuando se tiene una conducción por gravedad, con tubería de un mismo
diámetro, puede presentarse el caso de que unos tramos trabajan a presión y
otros como canal, parcialmente llenos, como se ve en la (Fig.3. 1.b)
Ejemplo 1.- Diseñar la línea de conducción por gravedad (canal); que
transporta un gasto de 2.5 m3/seg. Por un canal de sección trapecial, de 1.50 m
de plantilla, talud 1:1, pendiente del fondo del canal So = 0.0004 y un
coeficiente de rugosidad de Manning n = 0.017, encuentre la profundidad del
flujo “d”.

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Q = 2.5 m3
/seg.
b = 1.50 m
S0 = 0.0004
n = 0.017m
m = 1:1
Calculando el área del canal
𝑨 = 𝒃𝒅 +
𝟏
𝟐
𝒙 𝒅 = 𝒃𝒅 𝟎. 𝟓 𝒎𝒅 𝟐
; 𝒔𝒊 𝒎 = 𝟏
𝑨 = 𝒃𝒅+ 𝟎. 𝟓𝒅 𝟐
Pero:
Talud = 𝒎 =
𝒙
𝒅
entonces; x = md
𝑨 = 𝒃𝒅 + 𝟎. 𝟓 𝒅 𝟐
𝑷 = 𝒃 + 𝒅 + 𝒅(𝟏 + 𝒎 𝟐
) 𝟎.𝟓
𝑷 = 𝟏. 𝟓 + 𝟐𝒅 + 𝒅(𝟏 + 𝒎 𝟐) 𝟎.𝟓
𝑷 = 𝟏. 𝟓 + 𝟐. 𝟒𝟏𝟒𝒅
𝑹 =
𝑨𝒓𝒆𝒂
𝑷𝒆𝒓𝒊𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐
=
𝑨
𝑷
Sabemos que:
𝑸 = 𝑨𝑽 𝒚 𝑽 =
𝟏
𝒏
𝒓
𝟐
𝟑⁄
𝒔
𝟏
𝟐⁄
𝑸 = 𝑨 (
𝟏
𝒏
)(𝒓
𝟐
𝟑⁄
)
𝑸𝒏
𝒔
𝟏
𝟐⁄
= 𝒓
𝟐
𝟑⁄

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𝟐. 𝟓 𝒙 𝟎. 𝟎𝟏𝟕
(𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝟒)
𝟏
𝟐⁄
= (𝟏. 𝟓𝒅 + 𝟎. 𝟓𝒅 𝟐
)(
𝟏. 𝟓𝒅 + 𝟎. 𝟓𝒅 𝟐
𝟏. 𝟓 + 𝟐. 𝟒𝟏𝟒𝒅
)
𝟐
𝟑⁄
𝟎. 𝟎𝟒𝟐𝟓
𝟎. 𝟎𝟐
= 𝟐. 𝟏𝟐𝟓
𝟐. 𝟏𝟐𝟓 = (𝟏. 𝟓𝒅 + 𝟎. 𝟓𝒅 𝟐
)(
𝟏. 𝟓𝒅 + 𝟎. 𝟓𝒅 𝟐
𝟏. 𝟓 + 𝟐. 𝟒𝟏𝟒𝒅
)
𝟐
𝟑⁄
Por lo tanto, un d = 1.349
𝟐. 𝟏𝟐𝟓 = (𝟏. 𝟓 𝒙 𝟏. 𝟑𝟒𝟗
+ 𝟎. 𝟓(𝟏. 𝟑𝟒𝟗) 𝟐
)(
𝟏. 𝟓(𝟏. 𝟑𝟒𝟗)+ 𝟎. 𝟓(𝟏. 𝟑𝟒𝟗) 𝟐
𝟏. 𝟓 + 𝟐. 𝟒𝟏𝟒(𝟏. 𝟑𝟒𝟗)
)
𝟐
𝟑⁄
𝟐. 𝟏𝟐𝟓 = (𝟐. 𝟎𝟐𝟑𝟓 + 𝟎. 𝟗𝟎𝟗𝟗)(
𝟐. 𝟗𝟑𝟑
𝟒. 𝟕𝟓𝟔
)
𝟐
𝟑⁄
𝟐. 𝟏𝟐𝟓 = (𝟐. 𝟗𝟑𝟑)(𝟎. 𝟕𝟐𝟒𝟓)
𝟐. 𝟏𝟐 = 𝟐. 𝟏𝟐𝟓
Por lo tanto, el tirante propuesto es correcto.
D=1.349m
figura 3. Canal revestido de concreto con talud 1:1, de sección trapecial

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B). - CONDUCCIÓN POR GRAVEDAD TUBERÍAS.
Para el proyecto de líneas de conducción a presión se deben tomar en cuenta los
siguientes factores principales:
 Topografía
El tipo y clase de tubería por usar en una conducción depende de las características
topográficas de la línea. Es conveniente obtener perfiles que permitan tener
presiones de operación bajas, evitando también tener puntos altos notables.
 Afectaciones
Para el trazo de la línea se deben tomar en cuenta los problemas resultantes por la
afectación de terrenos ejidales y particulares. De ser posible se utilizarán los
derechos de vías de cauces de agua, caminos, ferrocarriles, líneas de transmisión
de energía eléctrica y linderos.
 Clase de terreno por excavar (Geotecnia)
En general, las tuberías de conducción deben quedar enterradas, principalmente
las de asbesto
cemento y PVC.
 Cruzamientos.
Durante el trazo topográfico se deben localizar los sitios más adecuados para el cruce de
caminos, vías férreas, ríos, etc.
 Normas de calidad y comportamiento de tuberías.
Si el gasto disponible de la fuente es menor al gasto máximo diario que requiere
la población, es necesario buscar otra fuente de abastecimiento complementaria
para proporcionar la diferencia faltante.
Tomando en cuenta que el tiempo de funcionamiento de la conducción por
gravedad es de 24
horas, el gasto faltante se obtiene con la expresión:
Q =
24
𝑇
( Qmd – Q disponible )
Donde 𝑄 𝑚𝑑 es el gasto medio diario y T es el tiempo de funcionamiento del gasto
( Q) faltante en horas.
En un sistema de agua potable por gravedad donde el gasto de la fuente de
abastecimiento sea
mayor o igual al máximo diario, no es necesario construir un tanque de
regularización.
Selección de la alternativa más viable
Para un trazo definido de la conducción, después de haber encontrado el
diámetro, el material más económico, y de haber probado varias alternativas

PÁG. 25
de dispositivos de alivio, se selecciona la alternativa que mejor convenga
desde el punto de vista hidráulico y económico.
Es indispensable conocer las especificaciones de fabricación de las tuberías
disponibles en el
mercado, las pruebas de control de calidad, así como las recomendaciones
para su transporte,
manejo y almacenaje.
Condiciones de operaciones más desfavorables.
El cierre de una válvula al final de la conducción genera sobre presiones que
son tanto mayores,
cuanto más larga sea la tubería. Por esta razón, en cuanto a las sobre presiones
más desfavorables es el caso de un cierre al final de la tubería.
El cierre de una válvula intermedia genera sobrepresiones aguas arriba y
depresiones aguas
abajo. Depresiones se generan también con la apertura de una válvula al final
de la conducción.
Cuál de los dos casos de depresiones es más desfavorable, depende de las
características de cada conducción
Los transitorios son tanto más violentos, cuando más rápido sea el cierre o
apertura, y más alta la velocidad en la tubería.
Una conducción por gravedad puede trabajar con diferentes gastos que se
regulan por medio de la válvula de cierre ubicada al final de la tubería. El
gasto máximo posible y con esto la velocidad máxima, se tiene con una
válvula completamente abierta. No obstante, puede resultar que la
sobrepresión máxima que acompaña el cierre de la válvula se produzca en
una operación con gastos menores, como se explica a continuación.
Conclusiones para el caso de una conducción por gravedad:
 La sobrepresión máxima se produce con el cierre de la válvula al final
de la conducción.
 La sobrepresión máxima puede producirse con el gasto máximo en la
conducción o gastos parciales si el tiempo de cierre es diferente en los dos
casos.
 La depresión máxima puede producirse con la apertura de la válvula al
final de la tubería, con la apertura de una válvula intermedia.
Las presiones máximas obtenidas se comparan con la resistencia de las
tuberías. Sí éstas superan la resistencia de la tubería se busca la forma
adecuada para reducirlas.
La manera más sencilla consiste en hacer el cierre más lento. Para la mayoría
de los tipos de

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válvula usados en condiciones de agua potable el efecto predominante se
presenta al final del cierre. Por esta razón resulta efectivo un cierre en dos (o
más) etapas: un cierre rápido al inicio
seguido por cierre lento al final.
El cierre más lento o en etapas se realizan por medio de arreglos mecánicos
especiales que se adicionan a las válvulas.
Las sobrepresiones pueden ser reducidas también con válvulas de alivio o by-
pass en las válvulas de cierre.
metodología de diseño.
Los pasos a seguir para el diseño de una línea de conducción por Gravedad
trabajando a presión son:
PASO 1: TRAZO PLANIMETRICO.
Obtener un plano topográfico de la región, con curvas de nivel espaciadas
razonablemente y, en su defecto, hacer estudios topográficos siguiendo distintas
rutas en dicha región, que nos permitan estudiar el trazado que nos dé la línea de
conducción más económica, o sea la más corta y de menor diámetro;
generalmente este es el resultado de varios tanteos. La conducción sigue los
accidentes del terreno y, si se usan tubos de asbesto-cemento o PVC, va enterrada
en una zanja, como medida de protección contra los agentes exteriores. ( Figura
3.2.a).
Los cambios de dirección, tanto en el plano horizontal como en el vertical, deben
efectuarse por medio de curvas suaves, utilizando la deflexión que permite las
uniones de los distintos tipos de tubos.
( Fig.4), conducción por gravedad trabajado a presión.
PASO 2: TRAZO ALTIMETRICO
Debe hacerse un estudio del trazado en un plano vertical, es decir, debe
construirse un perfil de dicho trazado. Por medio de esta representación gráfica
podremos conocer los accidentes topográficos presentes y sus dificultades; las
posiciones relativas de la tubería con el terreno y con relación a la línea
piezométrica, etc. Debe tenerse especial cuidado de que la línea de conducción
se encuentre siempre por debajo de la línea piezométrica.

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FIG. 5
La (Fig. 5) muestra una conducción mal trazada, que tendrá presión negativa
(vació) en los lugares que se encuentran sobre la línea piezométrica.
Evidentemente, en los puntos C y D, en donde la línea piezométrica corta a la
tubería, la carga de presión se iguala a la atmosférica. Si la velocidad del agua
no es suficientemente grande, en el punto E se desprenderá el aire que lleva
siempre disuelto el agua, con mayor facilidad que el caso que ya hemos
estudiado antes, en que la línea piezométrica está por encima de la tubería en un
punto alto. Además, el aire puede entrar por las juntas imperfectas de la tubería
entre los puntos C y D. Este aire modificará la línea piezométrica pasará de la
posición HF a la HE. Como el gasto que circula por toda la tubería es el mismo,
la línea piezométrica en su parte inferior tendrá que ser paralela a HE y, por
tanto, la tubería entre E Y G estará sometida a la presión atmosférica y no
trabajara a sección llena.
Aunque se puede dar solución a este problema colocando en el punto E una
bomba de vació para extraer el aire y mantener el grado de vació existente, será
preferible evitarlo buscando mejores trazos de la línea de conducción, siempre
que esto sea posible. Las tuberías que pasan sobre la línea piezométrica reciben
el nombre de sifones.
Si en el perfil del terreno natural aparece depresiones muy profundas, puede ser
económico colocar Cajas Rompedoras de Presión (Fig.3.2.c), que tiene por
objeto romper la línea piezométrica, lo que dará lugar a tuberías de menor
espesor y, por consiguiente, de menor costo.

PÁG. 28
(Fig. 6)
Nota: El deposito intermedio será una Caja Rompedora de Presión Sabemos que
la clase de tubería a usar está determinada por la presión a que se encuentre
sometida y ésta última depende de la distancia entre la tubería y la línea
piezométrica.
CALCULO HIDRÁULICO:
Una vez estudiado el trazo planimétrico y altimétrico de la conducción, se
procede a calcular su diámetro
.
El diámetro probable de una línea de conducción se puede determinar por las
expresiones (1 y 2)
Diámetro Teórico = D = (𝟑. 𝟐𝟏 𝑸𝒏/𝑺
𝟏
𝟐⁄
)
𝟑
𝟖⁄
………………(1)
Donde:
Q = Gasto en m3 p.s.
D = Diámetro del tubo en m.
n = Coeficiente de rugosidad
S = Pendiente hidráulica = Desnivel topográfico / Longitud de la línea = Hf / L
o también aplicando la expresión:
Diámetro Teórico = D = 1.2 a 1.5 Q1/2 ………………… (2)
Donde:
D = Diámetro Teórico en pulgadas
Q = Gasto máximo diario en m3/seg.

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Para sistemas de abastecimiento de nivel rural se tomará 1.2
Para sistemas de nivel urbano se tomará 1.5
Para calcular la pérdida de carga por fricción aplicaremos la ecuación de
Manning, la cual procederemos a deducirla, partiendo de la velocidad por medio
de Manning y de la ecuación de continuidad.
𝑽 =
𝟏
𝒏
𝒓
𝟐
𝟑⁄
. 𝒔
𝟏
𝟐⁄
Y de que
𝑸 = 𝑨𝒗
Sustituyendo el valor de la velocidad:
𝑸 = 𝑨.
𝟏
𝒏
𝒓
𝟐
𝟑⁄
. 𝒔
𝟏
𝟐⁄

PÁG. 30
Despejando La pérdida de carga por fricción se tiene:
Hf = K. L. Q2
Fórmula que nos permite calcular las pérdidas de carga por fricción por medio
de Manning.
Donde:
hf = Pérdida por fricción, en metros.
L = Longitud de la tubería, en metros
Q = Gasto de conducción, en m³/seg.
K = Constante cuyo valor se obtiene de la tabla 3.1, entrando con el valor
del coeficiente (n ) de rugosidad de Manning y con el diámetro comercial.
1.7.3.DISEÑO DE UNA LINEA DE CONDUCCIÓN POR BOMBEO.
Cuando la fuente de abastecimiento se encuentra a un nivel inferior al depósito o a la
población, el agua captada se impulsa por bombeo. Cuando se llega a este caso, se
elige el diámetro adecuado mediante un análisis económico. En efecto, si el diámetro
es pequeño, la pérdida de carga es grande y entonces habrá que usar una bomba de
carga elevada que logre vencer las pérdidas, siendo por esta razón muy elevado el
costo de la impulsión. Por el contrario, si el diámetro de la tubería es grande, la
pérdida de carga es pequeña y la altura a elevar el agua será menor, lo que se traducirá
en menor costo de bombeo, pero con una tubería de mayor diámetro y precio. En
resumen, en el primer caso, la tubería es barata y el costo de bombeo es grande; en
el segundo, sucede lo inverso: la tubería es costosa y el costo de bombeo es reducido.
Lo que se debe procurar es que las sumas de ambos costos den un costo anual mínimo.
El diámetro de la tubería correspondiente a este caso se llama diámetro económico
de la línea de conducción.

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Este costo está integrado por dos componentes: el costo anual de la mano de obra
incluida la adquisición de la tubería y el costo anual del consumo de energía eléctrica.
(Fig. 7). Representación gráfica del cálculo de “diámetro económico de la línea de
conducción por bombeo”
En términos generales puede decirse que la localización de una línea de conducción
debe ajustarse a los siguientes lineamientos.
1.- Evitar en lo posible las deflexiones tanto en planta como en perfil.
2.- Seguir la línea que evite la necesidad de construir puentes, túneles, tajos puentes
– canales,
etcétera.
3.- Tratar de que la línea se pegue al máximo a la línea piezométrica para hacer que
la tubería
trabaje con las menores cargas posibles, sin que esto quiera decir que se tenga que
seguir una
pendiente determinada que obligaría a desarrollar el trazo de la línea.
4.- Si existe una altura entre la fuente de abastecimiento y el tanque, o la población,
si es bombeo directo, debe llevarse la línea a esta altura para bajar de allí por gravedad
la tubería y tener el menor tramo posible por bombeo, o para trabajar a menor presión
si continua por bombeo.
Para un bombeo de:
24 hrs: Q bombeo = Q máx. diario
Para 20 hrs: Q bombeo = 1.20 Q máx. diario.

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Para 8 hrs.:
Q bombeo = Q máx. d.
04
8
= 3.00 Q máx. d.
Como se ve, mientras menor es el tiempo de bombeo que se quiera emplear, mayor
será el gasto por conducir.
Básicamente una conducción requiere bombeo cuando la posición de la obra de
captación con
relación al sitio donde termina la línea se encuentra topográficamente más bajo. Para
el diseño de la tubería de conducción se deberá disponer de los planos topográficos
(perfil y planta).
(Fig. 8).- conducción por bombeo
(Fig. 9). - Conducción por bombeo y rebombeo
1.7.3.1. SELECCION DEL DIÁMETROS MÁS ECONÓMICOS.
El cálculo hidráulico en este caso toma en cuenta la obtención del diámetro más
económico, analizando cuidadosamente el perfil de la línea y los efectos del
golpe de ariete, el cual se produce por las interrupciones de la energía eléctrica
o durante las operaciones de paro o puesta en marcha del equipo de bombeo.
Una línea a bombeo puede descargar en un tanque o quedar unida a la rd de

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distribución. Los diámetros por analizar (generalmente 3) para el cálculo del
diámetro más económico deben satisfacer el requisito de que la velocidad que se
obtenga con ellos al aplicar la ecuación de continuidad sea menor de 2.0 m/s.
En toda la línea de conducción por bombeo se deberá realizar el estudio del
diámetro económico.
Esto es, un diámetro es económico cuando la suma de su costo o cargo anual de
bombeo (consumo de energía eléctrica o combustible), conocidos como costo
total de bombeo para operación de 365 días; resulta menor en comparación con
el que arroja cualquier otro diámetro,
menor o mayor que él. Esto nos hace pensar en la necesidad de practicar dicho
estudio de " diámetro económico " en tres diámetros para que cuando el
intermedio cumpla con la condición
estemos seguros que no habrá otro que pueda ser más económico.
Para proponer los diámetros por analizar, se puede aplicar la fórmula de
DUPUIT.
Diámetro teórico = 1.2 ó 1.5 √ 𝑄𝑚𝑎𝑥. . 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑜 en pulgadas
Donde:
Ø = Diámetro tentativo en pulgadas.
Q = Gasto de conducción, en l.p.s.
1.2 y 1.5 = Factores que se puede considerar constantes en todos los casos en
virtud de los gastos que se manejan.
También podemos determinar el diámetro teórico de la línea de conducción por
bombeo por medio de la expresión:
Diámetro =√
𝑎𝑟𝑒𝑎 ℎ𝑖𝑑𝑟𝑎ℎ𝑢𝑙𝑖𝑐𝑎
0.785
en metros
Para aplicar esta fórmula debemos suponer una velocidad inicial mínima de
1.20 m/s y aplicar la ecuación de continuidad para despejar de esta el diámetro
que buscamos.
Con la aplicación de esta expresión, se estará deduciendo solamente uno de los
tres diámetros teóricos y para completar la tercia se deberá proponer los
diámetros comerciales inmediatos inferiores y superiores respectivamente.
1.7.3.2. METODOS DE DISEÑO
Para determinar el diámetro de una tubería de conducción por bombeo existen
tres procedimientos.
1) procedimiento razonado
2) Procedimiento mecánico.
3) Procedimiento gráfico
1) PROCEDIMIENTO RAZONADO.

PÁG. 34
a) En este procedimiento se hace un análisis económico de varios diámetros que
se suponga tiene la capacidad y eficiencia competitiva para llevar el gasto
requerido. Son muchos los diámetros que pueden llevar ese gasto, pero ¿Cuál es
el más conveniente por económico?
b) Un gasto determinado, lo pueden conducir muchos diámetros. Para diámetro
menores que el requerido, las pérdidas de carga son mayores y por lo tanto el
consumo de energía es mayor pero el costo de instalación de la tubería es menor.
c) Para diámetro mayores que el requerido el consumo de energía es menor por
ser menores pérdidas de carga, pero el costo de instalación es mayor.
d) No obstante, existen un diámetro en el que se logra que la combinación del
costo del consumo de energía y el costo de instalación de la tubería hace mínimo
el costo de operación de la línea. Este diámetro se le llama " Diámetro económico
de bombeo ", que da la solución óptima.
e) Este análisis está fundado en dos componentes que integran el costo.
i) El costo anual de la tubería instalada y
ii) El costo anual del consumo de energía eléctrica
iii) El costo total del consumo de energía eléctrica se obtendrá multiplicando el
consumo de Kw-hora al año, por el costo actual del Kw-hora.
f) La suma de estos dos costos dará el costo total anual de operación. El diámetro
que se seleccione será el que dé el menor costo total anual; pues éste será el
diámetro más económico.
1.7.3.3. PLANTA DE BOMBEO.
Se conoce como planta de bombeo, al conjunto de estructuras utilizadas para
capta Y elevar, por bombeo, en aguas superficiales o subterráneas destinadas al
consumo Humano o para riego. El gasto necesario, se puede captar directamente
del nivel Superficial del río o manantial por medio de una toma directa, con una
galería Filtrante para el caso de aguas subálveas.
La planta de bombeo consta principalmente de las siguientes estructuras:
A) Canal de llamada o canal alimentador.
B) Cárcamo de bombeo.
C) Equipo de bombeo.
D) Tubería de solución y piezas especiales.
E) Motor de acondicionamiento mecánico o eléctrico.
F) Equipo eléctrico
1.7.3.4. CRITERIOS GENERALES DE DISEÑO.
El diseño de una planta de bombeo cubre tres aspectos principales:
1.- Hidráulico

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2.- Estructural.
3.-Mecánico-eléctrico.
1.7.3.5. HIDRAULICO.
En el aspecto hidráulico se deberá conocer la “Ley de Demandas”; es decir la
Cantidad de agua necesaria en relación al tiempo y tipo de uso.
En la base de este dato y las condiciones topográficas del sitio de bombeo y
Localización de la descarga, se calcularán las capacidades de los equipos de
Bombeo eléctrico; tamaño, tipo y piezas especiales de los conductos forzados
(tuberías) en la succión y la descarga, así como la conveniencia de regular o
almacenar el agua en la descarga de bombeo para su uso eficiente.
Para definir estos elementos del sistema, se deberán tomar en cuenta los costos De
inversión inicial de operación (energía eléctrica, reparaciones y refacciones de los
equipos de bombeo eléctrico).
El cálculo de la capacidad de los equipos de bombeo y eléctrico se encuentra en
la selección
Del conjunto (bomba-motor) que sea capaz de elevar el agua hasta el sitio de
descarga con la
eficacia requerida.
Se dice que el conjunto bomba-motor debe ser capaz de vencer la carga dinámica,
que se
representa:
* El desnivel topográfico de los sitios de succión y descarga hidráulica (carga
estática ).
* Carga necesaria para vencer las pérdidas de fricción en las tuberías de succión
y descarga.
* Carga necesaria para vencer las pérdidas provocadas por piezas especiales y
conexiones de tubería.
 Carga necesaria que se requiere presión en la descarga.
 Carga necesaria para renovar las pérdidas debido a las condiciones climáticas
(temperatura del agua) y localización del sistema de bombeo (altura sobre el nivel
del mar).
Estructural.
Dependiendo del tipo de localización de la capacitación, del número y disposición
de los equipos de bombeo y eléctrico, se dimensionará el cárcamo del bombeo.
Conocidas como las dimensiones, se procede a la estructuración para lograr la
seguridad Y funcionalidad al sistema, tomando en cuenta las condiciones de
trabajo del Equipo (vibraciones, reparaciones, etc.) y de la cimentación.
Mecánico- Eléctrico:

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Deberá tomarse en cuenta en el diseño, la magnitud, localización y tipo de los
equipos de bombeo e eléctrico, para prever los espacios y los apoyos convenientes
que eviten prematuros y/o accidentes.
1.8. MATERIALES.
TUBERÍAS:
La gran mayoría de las conducciones para agua potable, están formadas por tuberías
prefabricadas; solamente en casos especiales y para grandes caudales se fabrican en el
sitio.
Según la presión a la que se conduce el agua, así es el tipo y material de la tubería
seleccionada; en general se emplean tuberías de concreto, Fibrocemento, acero,
polietileno (PVC), Tubacero, extrupak, fierro galvanizado y fierro fundido.
Tuberías de concreto
La tubería de concreto puede ser simples o armadas; las primeras se emplean para aguas
sin presión y hasta diámetros de 0.60 m; las segundas para diámetros mayores de 0.60m
y cuando se conduce agua a presión.
El refuerzo puede consistir en varillas de acero colocadas en anillos individuales o
corridas como resorte para absorber los esfuerzos en tensión, que van apoyadas en otras
varillas longitudinales que al mismo tiempo que sujetan el esfuerzo principal, absorben
los esfuerzos longitudinales debido a cambios de temperatura, flexión y manejabilidad.
Para altas presiones y con objeto de disminuir al máximo las filtraciones, el refuerzo
puede ser un tubo formado por placa de acero.
La durabilidad de la tubería de concreto es de unos 75 años. Con la edad disminuyen los
coeficientes de fricción en la fórmula de Hazen – Williams, se puede suponer de 130 al
principio,
de 110 después de 10 años de uso, 100 a los 20 y 80 en los siguientes.
La velocidad recomendada para evitar erosión y grandes pérdidas por fricción en esta
clase de
tubos varía de 1.00 a 1.50 m/seg.
Las uniones en tuberías de concreto simple son a base de macho y campana, junteada con
mortero y colocadas de tal manera que el agua circula con respecto al tubo, en el sentido
de campana a macho. En las tuberías reforzadas, la unión puede ser también a base de
macho y diámetros, según los espesores, se emplea el mismo tipo de junta, pero con
apariencia continua, tanto en el interior como en el exterior.
Tuberías de asbesto – cemento
El asbesto cemento ha venido usándose con ventaja sobre gran parte de otros materiales
por resultar tuberías con costos relativamente bajos, rápida y fácil colocación y mínima
necesidad de conservación, además de presentar la ventaja de poderse cortar y perforar
con suma facilidad, no obstante, a su alta resistencia.

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Se construyen en longitudes de 4 m. para diámetros de 76 mm (3”) hasta 914 mm (36 “)
y en cuanto a tipos de nominados A-5, A.7, A-10 y A-14 indicando el número la presión
de trabajo en atmósferas.
La velocidad recomendable varía de 0.60 m/seg en los diámetros más chicos hasta de 1.50
m/seg en los diámetros mayores.
La durabilidad de estas tuberías se estima entre 75 y 100 años.
Tuberías de acero.
Este tipo de tubería se recomienda en los casos de conducción de agua a elevadas
presiones y para velocidades hasta de 5 a 6 m/seg para lograr diámetros menores y por lo
tanto mayor economía.
También se emplea, en pequeños tramos, en combinación con tuberías de otros materiales
cuando se trata de soportar cargas y esfuerzos interiores y exteriores más elevados que
estas no puedan soportar.
Los tubos están formados por placas de acero remachadas o soldadas, prefiriéndose
actualmente este último sistema. Los tubos de acero se fabrican con diámetros desde 4.5
pulgadas (114.3 mm) hasta 48 pulgadas (1219 mm). Su producción está sujeta a un
estricto control de calidad que toma en cuenta las normas D6N-B–177 y B-179-1978. Las
tuberías de acero son recomendables para líneas de conducción cuando se tienen altas
presiones de trabajo.
La unión entre tubos se efectúa a tope con soldadura o usando bridas. La brida consiste
en un anillo con ceja perimetral, soldado o atornillado en los extremos del tubo, cuyo
diámetro interior es igual al diámetro exterior del tubo. La ceja contiene perforaciones
que se hacen coincidir con las perforaciones de la brida del tubo siguiente para fijarse con
tornillos. Entre las bridas se colocan empaques de hule o plomo para evitar las fugas.
La durabilidad de estas tuberías se estima entre 25 y 50 años. De acuerdo con su edad,
varían los coeficientes de fricción, recomendándose en la fórmula de Hazen - William
135 cuando es nueva y 100 para sus últimas etapas.
Aun cuando estas tuberías el diámetro puede ser cualquiera, es conveniente apegarse a
los diámetros comerciales por razones de economía.
Tubería de polietileno
La tubería plástica de cloruro de polivinilo (P.V.C), se está empleando con grandes
ventajas para conducción de agua potable.
Es muy resistente a la acción de diversos productos químicos; no imparte olores ni sabores
al agua; su poco peso facilita su transporte y colocación. Ofrece poca resistencia a
escurrimiento. Se le estima una vida útil de 50 años.
1.9. PIEZAS ESPECIALES, DISPOSITIVOS DE CONTROL Y DE PROTECCIÓN.

PÁG. 38
Las líneas de conducción están compuestas por tramos rectos y curvos para ajustarse a
los accidentes topográficos o por cambios que se presentan en la geometría de la sección
y por distintos dispositivos para el control del flujo en la tubería, o para asegurar que el
funcionamiento de la línea de conducción sea eficiente. Este apartado trata los
dispositivos correspondientes.
Piezas especiales
Las conexiones de la tubería en las intersecciones. Cambios de dirección, cambios de
diámetros, válvulas, etc., se denominan comúnmente como" piezas especiales" y
generalmente son de hierro fundido, acero, hierro dúctil, materiales plásticos (PVC y
PEAD 100 % virgen), dependiendo de qué material sean los tubos. Todas las uniones
de tubería de polietileno de alta densidad (PEAD) deberán realizarse mediante el
sistema de electro fusión.
Fig. 10. Piezas especiales de fierro fundido.
FIG. 11. Piezas especiales Polietileno de Alta Densidad (PEAD).

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FIG 12. Piezas especiales de Hierro Dúctil.

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FIG. 13. Piezas especiales de Acero.
1.10. DISPOSITIVOS DE CONTROL Y PROTECCIÓN EN LA LÍNEA DE
CONDUCCIÓN.
En las líneas de conducción siempre es necesario el empleo de ciertos elementos cuyo
objeto es proteger a las tuberías y equipo de bombeo, principalmente del fenómeno
llamado “golpe de ariete”. A continuación, se menciona la función de los elementos de
control y protección que se usan con más frecuencia.
Junta flexible

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Se recomienda para absorber algunos movimientos ocasionados por el trabajo de la
bomba, pequeños desalineamientos producidos durante el montaje del conjunto y para
desconectar con facilidad la unidad de bombeo cuando se requiera. Generalmente, se
emplean las juntas Dresser y Gibault o algún otro elemento similar
a) Válvulas eliminadoras de aire.
Se instalan con el objeto de expulsar el aire retenido en la succión cuando la bomba
no trabaja y cuando el aire se acumula en los puntos altos de una línea de
conducción y se ubican generalmente a continuación de la junta flexible, la válvula
1 de la FIG 2.7 es la más empleada en comunidades urbanas.
Al acumularse aire en el interior de una conducción tiende a ocupar los puntos
topográficos altos del perfil de la línea, y si no es extraído produce una
estrangulación de la sección de paso del agua que puede llegar a interrumpir el flujo.
Sin embargo, el mayor peligro está en la posible compresión de este aire y su
expulsión súbita que combinada en una interrupción repentina del flujo puede
multiplicar la presión y traducirse en una verdadera explosión con proyección de
fragmentos.
Fig. 14. Tipos de Válvulas.
Cuando una línea de conducción no está llena de agua, es decir "purgada", los
inconvenientes descritos se repiten en cada punto alto del perfil de la línea; sus
efectos se suman y el rendimiento de la conducción disminuye en forma progresiva.

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Por las razones expuestas, todos los puntos altos deben estar provistos de válvulas
que permitan evacuar el aire automáticamente a medida que se acumula; estas
válvulas eliminadoras de aire se instalarán en pendientes ascendentes fuertes en el
punto más alto y antes de las bajadas bruscas. Muestra el corte de una válvula de
este tipo.
Fig. 15 Sección de una Válvula eliminadora de aire.
1.11. TIPOS DE INSTALACION
UNION DE SILLETA
1. Se coloca el calentador entre el lomo del tubo y la cara de la silleta. Esto se hace
durante el tiempo especificado.

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2. Se retira el calentador y se pega la silleta al tubo presionando hasta que pasa el “tiempo
de enfriamiento.”
UNION DE SOCKET
1. Se coloca la pinza y el anillo frío en el extremo de la tubería para que funja como tope.
2. Se embona el calentador entre el extremo de la tubería y la conexión presionando
durante el “tiempo de calentamiento”.
3. Se retira el calentador introduciendo la tubería en la conexión hasta llegar al tope,
luego se sostiene hasta que pase el tiempo de enfriamiento”.

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UNION A TOPE
1. Se coloca la tubería en el carro alineador y se escuadra.
2. Se unen los extremos de la tubería al calentador aplicando presión hasta que se forme
un anillo de material fundido.
Al formarse dicho anillo se inicia el “tiempo de calentamiento” especificado.
3. Se retira el calentador y se juntan los extremos aplicando presión suficiente para alcanzar
la
unión.
1.12. TUBERÍAS PARA OBRAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE,
FACTORES POR CONSIDERAR PARA LA SELECCIÓN DE TUBERÍAS.
a) Para seleccionar el tubo de tubería por usar en las obras de conducción y distribución
de agua potable, se debe tomar en cuenta fundamentalmente el obtener la mejor
solución posible de ingeniería, que dependerá de la calidad del estudio, de la
planeación de las obras y del proyecto que se realice.

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b). Las tuberías que se utilizan en los sistemas de aprovisionamiento de agua potable, en
las obras de conducción y distribución, tienen un costo de suministro del orden de 40 al
50 % del costo total de las obras del sistema, de acuerdo con esto se comprende la
importancia de elegir correctamente el material y características de esos conductos en los
proyectos.
Para seleccionar las tuberías más convenientes por utilizar se deben tomar en cuenta los
siguientes factores:
1) Calidad del agua por conducir. - El agua por suministrar debe ser potable, en caso
que no lo sea, el ingeniero debe poner especial atención principalmente a dos
aspectos: Los contenidos de fierro y manganeso, minerales que causan más
inconvenientes en la tubería.
2) Características topográficas de la conducción y zona de distribución.
3) Características del terreno por excavar.
4) Gasto por conducir y distribuir en general, para obras nuevas de abastecimiento, la
capacidad de la línea de conducción se obtiene con el gasto máximo diario y la red de
distribución se diseña con el gasto máximo horario.
5) Coeficientes de rugosidad por considerar. Se deberá tomar en cuenta los valores que
se dan
en las normas mexicanas para obras de agua potable.
6) Costo de la tubería (material) y de su instalación, fletes y tiempos de entrega.
7) Diámetros disponibles en el mercado y clases.
8) Factibilidad de manejo e instalación: Las tuberías flexibles, principalmente las de
material plástico, permite, por su ligereza, transportarse fácilmente en localidades y zonas
de difícil acceso.
9) Características de resistencia mecánica (presión hidráulica, aplastamiento, flexión,
impacto, etc.). El ingeniero proyectista debe conocer y estudiar las normas de fabricación
vigentes, los métodos de prueba, normas de uso y especificaciones de construcción a fin
de comparar calidades de las tuberías por usar.
10) Resistencia a los efectos de erosión.
11) Resistencia a los efectos de corrosión, el uso de tuberías de acero obligada a su
protección anticorrosiva (interior y exterior) y la protección catódica.
12) Características de las juntas por usar y facilidad de unión. Las uniones flexibles con
juntas de hule son las más recomendables.
13) Características disponibles y costos de piezas especiales.

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Analizando los factores anteriormente mencionados, se puede concluir que no existe en
el mercado una tubería que cumpla con todos los requisitos o condiciones que se requieren
satisfacer en los proyectos de conducción y redes de distribución. El ingeniero proyectista
deberá estudiar con todo cuidado los datos que se obtienen en el estudio, principalme nte
los relativos a: fuentes de abastecimiento por utilizar con sus respectivos análisis
fisicoquímicos del agua y aforos; levantamientos topográficos de la conducción,
incluyendo datos de geotecnia (clase de terreno por excavar).
Respecto a la red de distribución, el proyectista debe tomar en cuenta que un buen diseño
consiste en la adecuada localización de las tuberías principales y secundarias, así como la
acertada elección de sus diámetros con el objeto de lograr un suministro adecuado, con
presiones requeridas en todas las zonas por abastecer y, fundamentalmente, el costo más
bajo posible.
En resumen: la elección de la tubería deberá ser el resultado de un cuidadoso análisis de
los factores enunciados y sus observaciones.
Las especificaciones de estas tuberías están referidas a temperatura de 23 °C, puede usarse
en medios con temperatura ambiente de -15 °C a 50 °C; sufre una expansión térmica de
0.004 m/100 m/°C lo que obliga a dejarle serpenteando y no totalmente recto en la zanjas
de alojamiento.
Tuberías de obras de abastecimiento de agua potable con incrustaciones provocadas por
aguas
procedentes de manantiales. De izquierda a derecha se muestran; PVC, diámetro de 75
mm; con 1.5 años de uso; asbesto cemento, de 75 mm, de diámetro con 3 años de uso;
acero diámetro de 100 mm con más o menos de 6 años de uso.

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II. CONCLUSIONES:
III.REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

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IV. ANEXOS

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