INGENIERIA_SANITARIA_OBRAS_DE_TOMA (2).pdf

APUNTES DE SANITARIA I – EMI-SC
ING. WILLY A. ARZADUM E.
PLAN DE ASIGNATURA INGENIERIA SANITARIA I
1 DATOS REFERENCIALES
CARRERA : INGENIERIA CIVIL.
ASIGNATURA : INGENIERIA SANITARIA I
SEMESTRE : QUINTO
CÓDIGO : PES-CIV-05230
PRE REQUISITO : Hidrología, Hidráulica II
CARGA HORARIA:
CARGA HORARIA TEORIA PRACTICA LABORATORIO TOTAL
SEMANAL 3 2 0 5
SEMESTRAL 60 40 0 100
2 JUSTIFICACION DE LA ASIGNATURA
La Ingeniería Sanitaria, es de vital importancia debido a que la demanda
de agua potable en la actualidad es muy grande y el diseño e
implementación de sistemas de abastecimiento de agua potable se
constituye en una necesidad de primer orden.
Para cubrir esta necesidad es necesario que el estudiante adquiera
conocimientos suficientes y necesarios para localizar de fuentes de agua,
efectuar un análisis de la cantidad y calidad del agua y diseñar sistemas
de almacenamiento, tratamiento y distribución de agua.
3 OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA:
3.1 OBJETIVO GENERAL
Capacitar al estudiante en el diseño de sistemas de captación,
aducción, tratamiento, almacenamiento y de agua potable, para
poblaciones urbanas, menores y de campaña.
3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS

3.2.1 Analizar e interpretar la calidad de las aguas para
abastecimiento de agua potable.
3.2.2 Determinar demandas de agua y proyectar poblaciones a
futuro
3.2.3 Diseñar obras de captación y conducción de agua.
3.2.4 Dimensionar aducciones a presión.
3.2.5 Dimensionar aducciones por bombeo.
3.2.6 Potabilizar el agua por medio de sistemas de tratamiento.
3.2.7 Dimensionar redes de distribución de agua potable.
3.2.8 Dimensionar sistemas de almacenamiento de agua potable.
4 CONTENIDO MINIMO
4.1 Conceptos generales y requerimiento de agua
4.2 Calidad del agua suministrada
4.3 Criterios de diseño
4.4 Obras de captación, obras de conducción.
4.5 Potabilización de las aguas
4.6 Redes de distribución.
4.7 Sistemas de almacenamiento
4.8 Repaso y resumen de la materia.
4.9 Proyecto de curso.
4.10 Programas computacionales – Agua potable.

5 PROGRAMA ANALITICO
CAPITULO I
CONCEPTOS GENERALES Y REQUERIMIENTOS DE AGUA
1.1 Aspectos generales
El agua es un símbolo universal de pureza y simplicidad. Sin embargo,
nada es mas escaso que el agua pura y nada es menos simple que esta
curiosa sustancia con sus sorprendentes propiedades físicas, químicas y
biológicas.
El filosofo griego Tales de Mileto, la considera el principio de todas las cosas,
luego Empodocles de Agrigentum, Platon y Aristoteles la clasificaron como uno
de los cuatro elementos de los cuales toda materia estaría compuesta por
tierra, fuego, aire y agua.
1.2 Importancia en la salud pública
Los abastecimientos de agua seguros, adecuados y accesibles,
conjuntamente con un saneamiento apropiado, son, sin duda,
necesidades básicas y componentes esenciales de la atension primaria
de salud.
Ellos pueden ayudar a reducir muchas de las enfermedades que afectan
a las poblaciones menos privilegiadas, especialmente aquellas que viven
en áreas rularles y urbano-marginales.
El agua potable segura es factor importante en el control de muchas
enfermedades. Esto en particular ha quedado bien establecido si se trata
de enfermedades tales como la diarrea, cólera, fiebre tifoidea y
paratifoidea, hepatitis infecciosa, disentería amebiana y bacilar.
Se ha estimado que no menos del 80 por ciento de todas las
enfermedades en el mundo se asocian con el agua no potable o de mala
calidad.
Las enfermedades transmitidas por el agua son aquellas transportadas
por el agua contaminada con agentes infecciosos y estos pueden causar
enfermedades. El control de estas enfermedades requiere de una mejor
calidad del agua de abastecimiento.
1.3 Consideraciones básicas
1.4 Objetivos y conceptos
1.5 Rol del Ingeniero Sanitario
Preservar la salud de la población
Preservar el medio ambiente
Explotar los recursos naturales de forma equilibrada
Planificar las obras con visión al futuro
Extender el servicio a los lugares mas alejados.

1.6 Ciclo hidrológico
El ciclo hidrológico es la continua circulación de humedad y de agua sobre
nuestro planeta.
La cualidad de agua existente en la tierra, inmutable en el tiempo se
considera en conjunto, varia en diversas porciones en que existe en el
estado sólido, liquido y gaseoso.
En el estado liquido, el agua se presenta encima de la superficie terrestre,
constituyendo las lluvias; en la superficie, formando los ríos y arroyos,
lagos y lagunas, océanos y mares; y debajo de la superficie, alimentando
los mantos y bolsones subterráneos.
Las diversas porciones en que el agua se presenta en estado liquido
constituyen los manantiales de aguas. Tenemos, por lo tanto, las lluvias,
los manantiales de superficie, los manantiales subterráneos, y
considerados separadamente, los océanos y mares.
El agua puede pasar de uno para otro manantial en virtud de la gran
movilidad y de la facilidad con que cambia de estado en las condiciones
naturales de temperatura.
Por la acción de los rayos solares, el agua del mar se desprende de la
superficie liquida como vapor, que se eleva a la atmosfera para constituir
las nubes.
Las nubes son arrastradas por el viento. Cuando el aire queda saturado
de humedad y decrece la temperatura, ellas se condensan para formar las
lluvias, que en gran parte se precipitan al mar.
Aunque gran parte de las precipitaciones atmosféricas produzca lluvia, la
condensación de vapor de agua también puede formar nieve, helada,
granizo, neblina y sereno.
La verdad es que, en gran parte las nubes tengan origen en el agua del
mar, pueden ser resultantes
1.7 Fuentes de agua y su utilización
Existen tres tipos de fuentes de agua, ellas son subterráneas,
superficiales y sub superficiales.
La utilización mayor de fuentes son las superficiales y subterráneas, esto
dependerá de su facilidad de acceso y el costo de su tratamiento.
1.8 Tipos de Sistemas de Abastecimiento de agua
1.9 Aguas subterráneas
Acuíferos libres (freáticos), acuíferos confinados, semi confinados,
vertientes, etc.
1.10 Aguas superficiales
Ríos, arroyos, mares, lagos y lagunas.
1.11 Aguas sub superficiales

Aguas de lluvia (apropiada como fuente en lugares donde el agua
superficial o subterránea es escasa o de baja calidad).
1.12 Población y demanda de agua
En Bolivia, el organismo estatal encargado de llevar los datos oficiales
acerca del crecimiento poblacional es el Instituto Nacional de Estadistica
(INE), cuyos datos abarcan a todo el país.
Se cuenta con datos censales de 1976, 1992 y 2001 que son los tres
últimos censos y datos extrapolados que el INE va mostrando en su
pagina WEB, en forma anual.
El crecimiento demográfico en las poblaciones, se debe a los siguientes
factores:
Tasa de natalidad
Tasa de mortalidad
Tasa de migración.
Es muy raro encontrar estos factores en poblaciones rurales, en caso de
utilizar los mismos, el método desarrollado se conoce con el nombre de
crecimiento poblacional por método de las componentes.
El crecimiento poblacional esta íntimamente ligado al tamaño del proyecto
y por tanto al periodo de diseño que se analice. Debido a factores
imprevisibles, una población no puede ser extrapolada con seguridad a
mas de 20 años, pues durante periodos mas largos, podrían ocurrir
fenómenos de crecimiento que distorsionen en alto grado la magnitud del
proyecto que se vaya a adaptar.
Crecimiento por componentes:
Tasa de natalidad Tasa vegetativa Tasa de crecimiento
Tasa de mortalidad de crecimiento poblacional
Tasa de migración
Tasa de crecimiento poblacional: es el aumento (disminución) de la
población por año en un determinado periodo, debido al aumento natural y
a la migración neta, expresado como porcentaje de la población del año
inicial o base.
Tasa vegetativa de crecimiento: son los nacimientos menos las
defunciones.
Tasa de natalidad: es el número de niños nacidos vivos en un año
expresado como porcentaje de la población o por cada 1000 personas, y
la tasa bruta de natalidad es el cociente entre el número de nacimientos
ocurridos durante un periodo determinado (un año calendario) y la
población media del mismo periodo.
Tasa de mortalidad: es el número de defunciones ocurridas en un año,
como porcentaje de la población o por cada 1000 personas; la tasa bruta
de mortalidad es el cociente entre el número de defunciones de todas las
edades ocurridas durante un periodo determinado (un año calendario) y la
población media del mismo periodo.
Tasa de migración: es el cociente entre el saldo neto migratorio de un
periodo (inmigrantes menos emigrantes) y la población estimada del
mismo periodo.

La demanda de agua: Los principales factores que afectan a la demanda
de agua son: clima, forma de vida, hábitos de la población, uso comercial,
uso industrial, uso publico, costo del agua, calidad del agua, presión en la
red de distribución, tipo y calidad de aparatos sanitarios, instalación de
medidores, continuidad de abastecimiento de agua potable, estado de
conservación de la red, existencia del alcantarillado sanitario.
ZONA 500 500-2000 2000-5000 5000-20000 20000-100000 MAS DE 100000
Altiplano 30-50 30-70 50-80 80-100 100-150 150-250
Valles 50-70 50-90 70-100 100-140 150-200 200-300
Llanos 70-90 70-110 90-120 120-180 200-250 250-350
1.13 Proyección de la población
En el año 1835, el investigador Quetelet, aplica el primer criterio
matemático en relación al crecimiento de población. Posteriormente
Verholts asumió este principio y sugirió una curva de crecimiento teórica
que tiene la forma de una “S”, a la que llamo “Curva logística”.
Para el calculo de la población futura se podrá utilizar uno de los
siguientes métodos de crecimiento, según el tipo de población,
dependiendo de las características socioeconómicas de la población, y
debe guardar relación de acuerdo a lo que se especifica en la tabla (NB
689, pag.25).
METODO A
EMPLEAR
Poblaciones peq.
Hasta 5000 hab.
Población mediana
5000-20000 hab.
Población grande
20000-100000 hab.
Población mayor
100000 hab.
Crecimiento
aritmético
SI SI
Crecimiento
geométrico
SI SI SI SI
Método de
Wappaus
SI SI SI SI
1.14 Método de crecimiento aritmético.
Corresponde a la ecuación del “Interés simple” dada por la formula:
Pf = Po { 1 + }
1.15 Método de crecimiento Geométrico
Corresponde a la ecuación del “Interés compuesto” dada por la formula:
Pf = Po { 1 + }t
1.16 Método de crecimiento WAPPAUS
Pf = Po { }
Pf = población futura (hab.).

Po = población inicial de referencia (hab.)
i = índice de crecimiento anual (%)
t = periodo de diseño, a partir del año dato para la población inicial (años).
1.17 Método de crecimiento parabólico
Este método se usa preferentemente en poblaciones que se encuentran
en el periodo de asentamiento o inicio (solo se escogerán tres datos
censales).
Pf = A*t2
+ B*t + C
A, B, C = constantes a determinar de tres ecuaciones obtenidas.
1.18 Otros métodos
Metodo exponencial:
Pf = Po * e{ }
Metodo INE
Pf = Po { 1 + }t
.r = tasa anual de crecimiento (%)
.e = base de los logaritmos neperianos.
1.19 Datos censales requeridos.
1.20 Ejemplos de cálculo

1.21 Uso de agua para distintos fines
1.21.1 Consumo doméstico
Es el utilizado para el uso de viviendas y no es utilizado con fines
de lucro.
-casa independiente
-apartamento
-conjunto habitacional
1.21.2 Consumo comercial
Es el que se presta a predios en donde se desarrollan actividades
comerciales, sin transformación de productos.
-tiendas, agencias de ventas
-depósitos comerciales
-bancos, comerciales, compañías de seguro
-oficinas de negocio
-hoteles, pensiones
-restaurantes, bares, discotecas, confiterías
-teatros, cines, sala de espectáculos
-clínicas y hospitales privados
-establecimiento de servicio de transporte
1.21.3 Consumo industrial
Es el que se destina a predios donde se desarrollan operaciones
dirigidas a la obtención, transformación de una o varias materias
primas.
-Fabricas, estaciones de servicio
-plantas industriales
-industrias metalúrgicas
-mataderos
-huertas
1.21.4 Consumo oficial
Es el que se suministra a predios de entidades de servicio gratuitos
y de beneficencia.
-hospitales, asilos, instituciones de beneficencia
-iglesias, conventos
-pilas publicas
1.21.5 Consumo para incendios
Es el consumo que se prevé para emergencias de incendios.
1.21.6 Pérdidas en red y plantas
Es una cantidad que se pierde en el recorrido de la red e
instalaciones de tratamientos y tanques.
1.22 Demanda total de Agua

Es el resultado de la suma de los siguientes consumos y perdidas:
Consumo doméstico
Consumo comercial
Consumo industrial
Consumo oficial o publico
Consumo para incendios
Pérdidas en red y plantas
CAPITULO II
CALIDAD DEL AGUA SUMINISTRADA
2.1 Enfermedades que puede transmitir el agua
ORGANISMO ENFERMEDAD
Bacteria:
Escherichia coli gastroenteritis
Ligionella pneumophila legionelosis
Leptospira (150 esp.) leptospirosis
Salmonella typhi fiebre tifoidea
Salmonella (-1700 esp.) salmonelosis
Shigella (4 esp.) shigelosis
Vibrio cholerae Cólera
Yersinia enterolitica Yersinosis
Virus:
Adenovirus (31 tipos) enfermedades respiratorias
Enterovirus (67 tipos) gastroenteritis, cardiacas, meningitis
Hepatitis A hepatitis infecciosas
Agente Norwalk gastroenteritis
Rotavirus gastroenteritis
Protozoos:
Balantidium coli balantidiasis
Crytosporidium criptoporidiosis
Entamoeba histolytica Ameabiasis (disisteria amebica)
Giardia lamblia giardiasis
Helmintos:
Ascaris lumbricoides ascariasis
Enterobius vericularis enterobiasis (gusanos)
Fasciola hepática Fascioliasis
Hymenolepis nana hymenlepiasis (tenia enana)
Taenia saginata teniasis
Taenia solium teniasis
Trichuris trichiura trichuriasis (gusanos)
2.2 Impurezas del agua
2.2.1 Físicas

-color
-olor
-solidos
-temperatura
2.2.2 Químicas
Orgánicos:
-carbohidratos
-grasas animales, aceites, grasas
-pesticidas
-fenoles
-proteínas
-contaminantes prioritarios
-agentes tenso activos
-compuestos orgánicos volátiles
Inorgánicos:
-Alcalinidad
-cloruros
-metales pesados
-nitrógeno
-ph
-fosforo
-contaminantes prioritarios
-azufre
2.2.3 Bacteriológicas
-Escherichia coli
-Ligionella pneumophila
-Leptospira (150 esp.)
-Salmonella typhi
-Salmonella (-1700 esp.)
-Shigella (4 esp.)
-Vibrio cholerae
-Yersinia enterolitica
2.2.4 Elementos tóxicos.
-pesticidas
-herbicidas
-elementos radioactivos
2.3 Análisis del Agua
2.3.1 Físico Químico
Físico:
-turbidez U.N.T. 48 hr
-color escala pt-co 48 hr
-olor 6 hr
-sabor 24 hr
-temperatura o
C in situ
-solidos totales mg/L 14 dias

-solidos totales susp. mg/L 6 meses
Químicos:
-dureza total
-Calcio
-manganeso
-hierro
-sulfatos
-cloruros
-magnesio
-nitratos
-nitritos
-ph (a 19 oC)
2.3.2 Bacteriológico
-coliformes totales
-eschirichia coli
2.3.3 Elementos tóxicos (pesados).
-cromo
-plomo
2.3.4 Normas propuestas para agua potable (OPS-OMS)
Este es un aspecto importante, ya que existen por lo menos 100
parámetros catalogados en las guías para calidad del agua potable
(O.M.S.1984). Entre los requisitos tenemos:
Requisitos organolépticos:
Características Max. aceptable Observaciones
-Color
-Sabor y olor
-Turbiedad
-Solidos totales
disueltos
15 UCV
Ninguno
5UNT
1000 mg/lt
UCV-unid. Color verdadero
Debe ser aceptable
UNT-uni. Nefelometricas de turbiedad
*norma boliviana NB512, agua potable requisitos
Requisitos de radioactividad del agua potable:
Radioac. Alfa global
Radioac.Beta global
0,1 Hg/L
1,0 Hg/L
Requisitos microbiológicos:
Coliformes totales
Coliformes fecales
0 ufc/ml
0 ufc/ml

Requisitos físico-químicos:
-Alcalinidad total
-Dureza total
-pH
-Arsenico As
-Bario Ba
Cadmio Cd
Calcio Ca
Cianuro CN-
Cloruros Cl-
Cobre Cu
Cromo Cr+6
Fluor F
Hierro total Fe
Magnesio Mg
Manganeso Mn
Mercurio Hg
Niquel Ni
Aluminio Al
Amoniaco NH4+
Antimonio Sb
Sodio Na
Potasio K
Nitritos NO-2
Plomo Pb
Selenio Se
Sulfatos SO4-
Zinc Zn
370.000 mg/lt CO3Ca
500.000 ml/lt CO3Ca
8.500
0.050mg/L
1000 mg/L
0.005 mg/L
200.000 mg/L
0.020 mg/L
250.000 mg/L
0.050 mg/L
0.050 mg/L
1.500 mg/L
0.300 mg/L
150.000 mg/L
0.300 mg/L
0.001 mg/L
0.050 mg/L
0.200 mg/L
0.050 mg/L
0.050 mg/L
200.00 mg/L
10.000 mg/L
0.050 mg/L
0.010 mg/L
0.010 mg/L
300.000 mg/L
5.000 mg/L
Parám. Control
relacionado con pH
Limt. Inferíos 6.5

2.4 Investigación de las causales de polución
Son causales de polución hídrica los residuos:
-Sólidos domésticos (los vertederos generan el lixiviado)
-Residuos líquidos industriales (fabricas)
-Sólidos industriales
-Residuos hospitalarios
-Residuos radioactivos
-Residuos agropecuarios (agroquímicos)
-Residuos fecales humanos y animales
2.5 Aguas ácidas (laboreo minero)
-Utilización de ácidos (sulfúrico, etc.)
-Utilizacion de metales pesados para concentrados (mercurio)
CAPITULO III
CRITERIOS DE DISEÑO
3.1 Caudal de diseño.
3.1.1 Caudal medio diario.
Definimos como el promedio de los consumos diarios durante un año de
registros expresado en (lt/seg).
Qmed.d(lt/sg) = Población(hab) x Dotación(lt/hab/dia) / 86400(sg)
3.1.2 Caudal máximo diario.
Definimos como el dia de máximo consumo de una serie de registros
observados durante un año.
Qmax.d = K1 x Qmed.d (K1 =1.2-1.5 Norma boliviana NB689)
K1 = Fac. de varic. Diaria-según lugar
3.1.3 Caudal máximo horario.
Definimos como la hora de máximo consumo del dia de máximo consumo.
Qmax.h = K2 x Qmax.d (K2 = Fac. varc. Horaria-según poblac.
Tamaño de la poblacion Coeficiente K2
Hasta 2000 hab.
De 2000 a 10.000 hab.
De 10.000 a 100.000 hab.
De 100.000 hab. adelante
2.20 – 2-00
2.00 – 1.80
1.80 – 1.50
1.50

3.2 Generalidades sobre el diseño
Para el diseño de la red, es imprescindible haber definido la fuente de
abastecimiento y la ubicación del tanque de almacenamiento, cumplidos estos
requisitos se procederá al diseño.
Las cantidades de agua estarán definidas por los consumos, estimados en base
a las dotaciones de agua.
La red debe mantener Presiones de Servicio mínimas que sean capaces de
llevar agua al interior de la vivienda.
De acuerdo a la NB689 se tiene:
Caudal:
La red se calculara para el Consumo Máximo Horario o para el caudal Maximo
Diario mas la demanda contra incendio, utilizando el mayor valor.
Diámetros:
En poblaciones urbanas mayores a 5000 habitantes, el diámetro mínimo será de
50mm(2pulg.). En poblaciones urbanas menores a 5000 habitantes se aceptara
como diámetro mínimo de 38mm(1 1/2pulg.).
En poblaciones menores a 5000 habitantes se aceptara como diámetro mínimo
25mm(1pulg.), aceptándose ramales de 3/4pulg.
Velocidades:
Las velocidades en cada uno de los tramos de la red no deben ser menores de
0.60m/seg (para evitar la sedimentación de partículas), ni mayores de 2.0m/seg
obra captacion
linea
aduccion
planta de
bombeo
linea de
impulsion
planta de
tratamiento
tanque
almacenamiento
red de
distribucion
COMPONENTES DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO

(velocidades mayores podrían ocasionar problemas de vibración de las
tuberías). Se recomienda emplear velocidades entre 1 a 1.20m/seg.
Presiones:
Durante el periodo de la demanda máxima horaria la “presión dinámica” en
cualquier punto de la red no será menor a:
En poblaciones rurales menores a 5000 hab.: 5mca.
En poblaciones de 5000 a15000 hab.: 10mca.
En poblaciones de áreas urbanas.: 20mca.
La “presión estática” máxima no será en ningún caso mayor a 70mca.
Ubicación de tuberías:
Las tuberías de la red de distribución se colocaran en los costados SUR y ESTE
de las calles a 1.5 metros del cordón de la acera (o un tercio de la calzada; si se
ha estado empleando con anterioridad este criterio), y a una profundidad minima
de 0.80m., en vías con transito vehicular, y a 0.50m., en área rural, medidas
desde la rasante a la corona del tubo.
La separación entre las tuberías de agua potable y alcantarillado será de 3
metros en planta. De no poder cumplirse con esta condición, se colocaran las
tuberías en zanjas separadas a una distancia de 1.50m., debiendo colocarse la
tubería de agua potable a 0.30m., como mínimo por encima del alcantarillado.
Válvulas:
Son accesorios que sirven para regular el flujo de agua.
La red de distribución debe estar prevista de válvulas tipo compuerta, con
vástago no deslizante, provistas de cabezal superior estándar para todos los
diámetros, operables mediante llaves “T”.
Las válvulas deben colocarse en las intersecciones de las mallas principales, de
tal manera que formen cuarteles cuyo desarrollo no debe pasar los siguientes
valores:
1500 m., en poblaciones menores y de baja densidad de habitantes
(menor de 250 hab/Ha)
Debe colocarse una válvula en los puntos en que exista un ramal de derivación
importante.
En poblaciones hasta de 1000 habitantes, puede proveerse una sola válvula a la
entrada a la población, execto en los casos en los que se tenga que definir
“areas de consumo” o “zonas de presión diferenciada”.
En los puntos bajos de la red se instalaran válvulas de Purga y se diseñan las
obras necesarias para su adecuado desagüe.
No se permiten “puntos muertos” en la red, debiendo terminar necesariamente
en válvulas de drenaje.
En los puntos altos de la red se instalaran las Ventosas correspondientes.
Todas las válvulas deben completarse y protegerse con cajas de mampostería,
hormigón o metálicas, con tapa a nivel de la rasante. Además se debe realizar la
señalización correspondiente en la pared visible mas próxima.

Hidrantes:
Los hidrantes para combatir incendios deben instalarse en tuberías de un
diámetro mínimo de 75mm. Deben ubicarse de acuerdo a un estudio especifico,
con preferencia en lugares próximos a establecimientos públicos e industriales
vulnerables a los incendios, pero a una distancia no menor a 1000m entre ellos.
Deben ubicarse en puntos estratégicos, esquinas o intersección de calles y
sobre la acera.
Cada hidrante debe llevar su propia válvula para aislarlo de la red.
Para poblaciones menores a 10000 habitantes, no es recomendable y resulta
antieconómico el proyectar sistema contra incendio. Para poblaciones mayores
a 10000 habitantes se asume un tiempo de duracionde incendio de 2 a 4 horas,
para caudales de incendio de 10, 16, 32 lt/s. de acuerdo a la importancia y
densidad de población.
3.3 Partes componentes de los sistemas de agua potable (superficial)
Captación:
La capacidad de la captación será igual al consumo máximo diario cuando
se doten de tanques de regulación e igual al consumo máximo horario en
caso contrario.
Aducción:
Cuando el sistema incluye tanques de almacenamiento o planta de
tratamiento, la capacidad de la aducción en el punto de entrega deberá ser
por lo menos igual a la requerida para satisfacer el consumo máximo
diario.
Si no hay tanque de almacenamiento y/o planta de tratamiento, la
capacidad deberá ser tal que satisfaga por lo menos el consumo máximo
horario, previo análisis económico.
Tubería de impulsión:
Cuando el sistema incluye el tanque de almacenamiento o planta de
tratamiento, la capacidad de impulsión debe ser por lo menos igual a la
requerida para satisfacer la demanda de consumo máximo diario.
Si no hay tanque de almacenamiento y/o planta de tratamiento, la
capacidad debe ser tal que satisfaga por lo menos el consumo máximo
horario, previo análisis económico.
Planta de tratamiento:
La capacidad de la planta de tratamiento, deberá diseñarse en base al
consumo máximo diario. Se tendrá en cuenta el tiempo de operación de la
planta.
Tanque de almacenamiento:

La capacidad del tanque será igual al volumen que resulte mayor de las
siguientes consideraciones:
-volumen de regulación
-volumen contra incendio
-volumen de reserva
El ingeniero proyectista deberá justificar la consideración en el cálculo del
volumen total.
Cloración:
Debe tener una capacidad para tratar el consumo máximo horario.
Red de distribución:
Su capacidad será el valor que resulte mayor de las siguientes alternativas:
-consumo máximo horario
-consumo máximo diario y gasto de los hidrantes.
3.4 Fuentes de previsión de Agua y criterios de selección de la fuente
Fuentes de provisión:
Fuentes superficiales: ríos, lagos, mar, nieve.
Fuentes subterráneas: acuíferos, vertientes.
Fuentes meteorológicas: lluvias.
Criterios de selección de fuente:
Localizar las fuentes mas próximas
La fuente menos contaminada (menor tratamiento)
La capacidad o caudal de la fuente en todo el año
Forma de desarrollar los trabajos en la cuenca (facilidad obras)
Las leyes y derechos del agua.
3.5 Datos generales del proyecto
Aforos:
Superficial (vertientes)
Sub-superficial (galerías)
Información hidrogeológica (subterránea)
Censo población actual:
Ine, sondeo, estimación, etc.
Análisis físico, químico, bacteriológico:
Topografía (taquimetría):
Ubicación BM p/replanteo
Planos a escala
Aducción:
Topografía

Detallar quebradas:
Croquis
Ubicación tanque de almacenamiento:
Semi enterrado
Elevado
Enterrado
Evaluación social:
Participación de la comunidad
CAPITULO IV
OBRAS DE CAPTACION, OBRAS DE CONDUCCION
4.1 Obras de Captación
4.1.1 Captación de manantiales
Una captación de manantial debe estar construida de manera
sencilla y practica. La captación dependerá de la situación
topográfica, de la estructura del suelo y de la clase de manantial.
Nunca se debe tratar de modificar la corriente y el caudal natural de
un manantial, cualquier obstrucción puede tener consecuencias
graves, el agua se crea otro paso y el manantial desaparece.
La captación debe ser realizada de manera que el agua este
protegida de las contaminaciones debidas a accidentes, a la
negligencia o a la mala intención.
La profundidad y el tipo de construcción de una captación,
dependerán de las consideraciones geológicas y sanitarias, asi
como clase de suelo que recubre el terreno de retención del agua.
La captación debe ser recubierta de una capa de tierra de 3m de
espesor, al menos, en caso contrario deberán ser consideradas
medidas especiales de protección.
En lo posible, el agua debe ser captada en la capa IMPERMEABLE.
Es necesario que el agua pueda correr libremente durante la
construcción de la toma.

CANAL DE DERIVACION
C = V*H/v
V = Velocidad en caja de arena
v.= Velocidad de sedimentación de partícula
D = 0.2mm, v=2.5cm/s
H = Altura de caja
Obs: mayorar con el 50%
Ejemplo.-
Se requiere captar un caudal de 0,1m3
/seg., determinar las dimensiones del canal de
derivación.
Q = Vel*Area , Vel = Q/A
V = 0,1m3
/s /(H*L) = 0,1m3
/s/(1m * 0,5m) = 0,2 m/s
C = 0,2m/s * 1m/(0,025m/s) = 8m
C = 1,5 * 8m = 12 m (mayorado)
Ejemplo.-
Se requiere una obra de toma(20años vida), para una comunidad de 3400 habitantes, sin
tanque, calcular las dimensiones, siendo la dotación de 100 lt/habxdía, con un
crecimiento de 2,4 %.
Deposito de arena
B
Deposito de arena
C
L
H
H/2-H/3

4.1.2 Aguas subterráneas
La obra de captación de una fuente subterránea, la constituye el
pozo o la galería de infiltración.
4.1.3 Pozos Excavados
Presentan grandes diámetros, con profundidades generalmente
inferiores a 25 metros y normalmente revestidos con cemento,
ladrillos o piedras. El agua se extrae con baldes, bombas de
pequeña potencia y molinos de viento, principalmente.
4.1.4 Pozos perforados
Presentan diámetros pequeños con profundidades que varian de
decenas a centenas de metros, muchas veces revestidos con tubos
intercalados con filtro, de donde el agua se extrae con bombas y
compresoras entre otros.
4.1.5 Aguas superficiales
Es el agua que se encuentra circulando o en reposo, sobre la
superficie de la tierra: ríos, lagos,lagunas, pantanos, charcas
humedales, y otros similares, sean naturales o artificiales(presas,
otra).
4.1.6 Aguas sub sub superficiales
La captación de estas aguas(lluvia) se realiza por medio de
cubiertas, pisos, todos ellos almacenados para ser consumidos
lentamente. También se puede retirar la humedad del aire mediante
condensadores, mantas colectoras, etc.
4.1.7 Captación de Aguas superficiales del glaciares
Se sabe que el agua de los glaciares el agua dulce, esta se extrae
mediante plataformas con temperaturas que permiten descongelar
el agua y hacerla fluir, mediante canales o tuberías, para
conducirlas hasta las plantas de tratamiento o consumo.
4.1.8 Represas a Embalses

CAPTACION CON DIQUE (AZUP)
W1 = peso especifico del material (dique)
W = peso especifico del liquido (agua)
B = (-W1*b + √((W1*b)2
+ 4(W1 – W)(W*H2
+ W1*b2
)) / (4(W1 – W))
h.= b*√((W1 – W)/W)
Albañileria: W1 = 2250 kg/m3
B = -0,9*b + (2,47*b2
+0,74 *H2
)1/2
h.= 1,12b
Concreto simple: W1 = 2400 kg/m3
B = -0,86*b + (2,45*b2
+0,71* H2
)1/2
h.= 1,19b
Ejemplo.-
Calcular una presa de concreto de:
a)H = 2m, b = 0,4m
b) H = 2m, b = 0,6m
Resp.
a)B = 1,45m, h = 0,47m(concreto), B=1,47, h=0,45m(albañilería)
b)B = 1,41m, h = 0,71m
H
VISTA LATERAL DIQUE VISTA DE FRENTE DIQUE
b
H1
B
h
H = Altura maxima de agua
B = Ancho base presa
b = Ancho corona
h = altura vertedero dique

4.2 Obras de Conducción
4.2.1 Canales
Los canales son obras de conducción o trasporte por acción de la
gravedad de líquidos, ellos pueden ser revestidos o naturales
(tierra), cubiertos o abiertos, la secciones de dicho canal son las
mas diversas.
4.2.2 Secciones típicas de canales, cálculos en tierra
Las secciones típicas mas usadas son:
Rectangular
Triangular
Trapecial
Coeficiente de rugosidad corrientes naturales(n)
SUPERFICIE PERFECTAS BUENAS MEDIANAS MALAS
Tierra,suelo,limpio
Suelo hierba baja
Suelo sinuoso piedra
S. sinuoso tirante bajo
S. sin. Hierba, piedra
S. sin. Tirant.b. piedra
Rio piedra hierb. Poza
Playa enhierbada
0.025
0.030
0.033
0.040
0.035
0.045
0.050
0.070
0.0275
0.033
0.035
0.045
0.040
0.050
0.060
0.100
0.030
0.035
0.040
0.050
0.045
0.055
0.070
0.125
0.033
0.040
0.045
0.055
0.050
0.060
0.080
0.150
Coeficiente de rugosidad canales y zanjas (n)
SUPERFICIE PERFECTA
S
BUENAS MEDIANAS MALAS
Tierra/alinea/uniform
Roca/liso/uniforme
Roca/salientes/sinuos
0.017
0.025
0.035
0.020
0.030
0.040
0.0225
0.033
0.045
0.025
0.035
B
D
d
b
d
D
A
A
D
d
B
CANAL RECTANGULAR CANAL TRIANGULAR
CANAL TRAPECIAL

sinuoso escurr/lento
Dragados en tierra
Lech/pedreg/bor/hierb
Fondo/tierra/talud/asper
0.0225
0.025
0.025
0.028
0.025
0.0275
0.030
0.030
0.0275
0.030
0.035
0.033
0.030
0.033
0.040
0.035
Inclinación de paredes canales de tierra
Caracteristicas de los
suelos
Canales poco
profundos
Canales
profundos
Roca en buenas condiciones
Arcillas compactas o conglom.
Limos arcillosos
Limos arenosos
Arenas sueltas
Vertical
½ : 1
1 : 1
1 ½ : 1
2 : 1
¼ : 1
1 : 1
½ : 1
2 : 1
3 : 1
Propiedades geométricas de los canales
SECCIO
N
área Peri.moj
.
Anch
o
sup.
Prof.hid.
(D)
Rad.hid.
RECTANGUL
AR
Bxd B+2d B Area/B Bxd/(B+2d)
TRAPECIAL Bxd+md2
B+2d(1+m2
)
1/2
B+2mxd (Bd+md2
)/(B+2m
d)
(Bd+md2
)/(B+2d(1+m2
)1/2
)
TRIANGULA
R
.md2
2d(1+m2
)1/2
2md d/2 Md/(2(1+m2
)1/2
)
Ecuaciones mas utilizadas en conducciones libres
Ecuacion de Chezy, para diseño de alcantarilla:
V = C√(RHxS)
V = velocidad media m/s
C = coeficiente constante dependiente
RH= radio hidráulico
S = So pendiente fondo canal
Fórmulas americanas – MANNING
Según manning: C =
V = RH2/3
S1/2
D = ( )3/8
Q = A RH2/3
S1/2
S = V2
n2
/(D/4)4/3

V = velocidad m/s
.n = coeficiente de rugosidad
RH = radio hidráulico m
S = pendiente m/m
Q = descarga m3/s
A = área de escurrimiento m2
Método analítico para el calculo del tirante normal de
circulación(dn)
Este método consiste en que conocidos los datos(Q, n, S, B,
m=pend.late.), se deberá suponer valores de “d”, hasta realizar la
igualdad:
AreaxRh2/3
= Q x n/(S)1/2
.d(supuesto) B
(m)
Area
(m2)
P
(m)
Rh AxRh2/3
Qxn/√S
Ejemplo
Calcular el tirante normal en un canal de tierra, en buenas
condiciones, que conduce un gasto de 4.5m3/s, y cuya pendiente es
0.4m por kilometro, el ancho de la plantilla es 3m, la inclinación de
las paredes 1,5:1 y el coeficiente de rugosidad 0.025.
.d(supuesto) B
(m)
T
(m)
Area
(m2)
P
(m)
Rh AxRh2/3
Qxn/√S
1,00 3,00 6,00 4,50 6,6 0.68 3.48 5,63
2 3,00 9 12 10.22 1.17 13.32
1.5 3,00 7.5 7.87 8.4 0.94 7.55
1.25 3,00 6.75 6.09 7.5 0.81 5.29

i. Revestidos
SUPERFICIE PERFECTA
S
BUENAS MEDIANAS MALAS
Canal de concreto
Mamposteria c/cemt.
Mamposteria seca
S. cemento pulido
S. aplanad.c/mote/cem
Tuberia concreto
Tuberia de duela
0.012
0.017
0.025
0.010
0.011
0.012
0.010
0.014
0.020
0.030
0.011
0.012
0.013
0.011
0.016
0.025
0.033
0.012
0.013
0.015
0.012
0.018
0.030
0.035
0.013
0.015
0.016
0.013
Ejemplo
Encontrar el tirante (d) de un canal rectangular con los siguientes
datos:
Q=20 m3/s
.n=0.02
S=0.0001m/m
.d(supuesto) B
(m)
Area
(m2)
P
(m)
Rh AxRh2/3
Qxn/√S
1 10 10 12 0,833 8,86 40,00
2 10 20 14 1,429 25,37
B
d
D
A
T
CANAL TRAPECIAL
1
m

3 10 30 16 1,875 45,62
2,8 10 28 15,6 1,795 41,35
2,75 10 27,5 15,5 1,774 40,30
ii. Obras Complementarias y detalles constructivos
Salto hidráulico:
Cuando en la circulación ocurre un cambio de estado de
supercrítico a subcritico, por efecto de una disminución rápida de la
pendiente, por un ensanchamiento del canal.
Aforadores:
Son dispositivos que miden frecuentemente el caudal y el tirante del
canal, el mas conocido método directo:
Parshall
Sanidi
Vertedor de aforo
Aforo volumétrico, etc.
Transiciones:
Son dispositivos que permiten el paso del fluido de un tipo de
sección a otro, o de un tamaño de sección a otro.
Curvas o cambio dirección:
B
D
d
CANAL RECTANGULAR

Permiten mantener la continuidad del fluido en el canal,
iii. Tuberías de aducción por gravedad
Los casos típicos de estas conducciones son los túneles de
alcantarillas y cloacas. Para considerar este tipo como libre, se
supone que se trabaja a tubo no lleno o parcial. Se puede hacer
trabajar al tubo a mitad de la sección o diámetro.
Ejemplo
Encontrar el tirante (d) de un canal circular con los siguientes datos:
Q=20 m3/s
.n=0.02
S=0.0001m/m
.d(supuesto) B
(m)
Area
(m2)
P
(m)
Rh AxRh2/3
Qxn/√S
1,00 2,00 3,14 4,00 0,79 2,67 40,00
2,00 4,00 12,56 8,00 1,57 16,97
3,00 6,00 28,26 12,00 2,36 50,02
2,80 5,60 24,62 11,20 2,20 41,62
2,76 5,52 23,92 11,04 2,17 40,05
b. Dimensionamiento de aducciones a PRESION
Podemos utilizar las ecuaciones de Hazen-Williams, se verifica la
perdida de carga y constatando siempre las velocidades en el
rango optimo (0.6-2m/s), habremos encontrado el diámetro
requerido:
J = 10.643xQ1.85
/(C1.85
xD4.87
)
V = 0.355xCxD0.63
J0.54
Hf = JxL
Q=caudal (m3/s)
C=coeficiente rugosidad Hazen-Williams (CHW)
D=diametro (m)
L=longitude de la tuberia (m)
J=perdida de carga por unidad de recorrido (m/m)
.hf=perdida por cada tramo recto

Material condicion Diámetro(pulg) CHW
Hierro dulce Nuevo
5 años
Todos
D>12
8<D<10
4<D<6
130
120
119
118
concreto Encof.acero
Encof.madera
Centrifugado
todos 140
120
135
PVC buenas 150
Hierro galvan. cte 120
Podemos aproximar el diámetro:
D=√(4xQ/(ᴨxV)) , adoptamos una V (0.6-2m/s)
c. Obras complementarias y detalles constructivos
i. Tanquillas rompe carga, desagues, ventosas y otros.
Tranquillas rompe carga:
En las líneas de aducción por gravedad, la carga originada por el
desnivel de un sitio a otro, puede crear presiones superiores a la
presión máxima que soporteria una determinada clase de tubería.
Ello obliga a disipar dicha energía, par ello se recurre a la utilización
de “válvulas reguladoras de presión” o “cámaras rompe presión”.

Ubicación de accesorios:
nivel de cierre
salida
entrada
salida
limpieza
rebose
Tranquilla rompe carga
Ventosa = valvula ventilacion
Tranquilla rompe carga
Instalacion de limpieza

ii. Materiales de tuberías utilizadas.
iii. Tuberías de aducción por bombas
iv. Bombas tipos y elección
Las bombas se pueden clasificar en:
Centrifugas
Rotatorias
De embolo o pistón
De tipo turbina
Para los sistemas de agua se usan generalmente las bombas
centrifugas.
Las bombas centrifugas se pueden clasificar por:
Movimiento del líquido
Admisión del líquido
Tipo de rotor
Posición del eje
La presión
v. Ejemplos de diseño
d. Dimensionamiento de aducciones por BOMBEO
i. Diámetro económico.
El diámetro mas económico de la conducción de bombeo, deberá
ser escogido a partir de la formula de “Bresse”.
Base concreto
Base hierro
Bomba
Motor electrico
Motor-bomba

Para funcionamiento continuo:
D = K√Q
D=diámetro económico (m)
Q=Caudal (m3/s)
K=Coeficiente de Bresse (1.1-1.5)
K=esta en función a la “velocidad económica”
K=√(4/ᴨxV) , V=velocidad (m/s)
Para Metcal Fx & Eddy, la velocidad optima esta (1.1-1.5m/s)
Para funcionamiento no continuo:
D = C√Q x X1/4
D=diámetro económico (m)
Q=Caudal (m3/s)
X= No de horas de bombeo por día / 24horas
C=f(electricidad, materiales, maquinaria)(0.7-1.6).
ii. Pérdidas por fricción en tubería.

Fair – whipple – hsiao: Tubos de fierro galvanizado

iii. Pérdidas por fricción en accesorios.
iv. Altura dinámica de bombeo.
e. Determinación de la potencia de las bombas-
i. Eficiencia del motor
La eficiencia del motor se debe a una serie de factores, entre ellos
mecánicos y eléctricos
Em = 75 / Pm
PERDIDAS DE CARGA LOCALIZADA-EQUIVALENCIA EN METROS-PVC RIGIDO Y COBRE
CODO 90° CODO 45° CURVA 90° CURVA 45° VALVULA DE LLAVE GLOBO LLAV.CORTINA LLAVE ANGULO
PIE C/MALLA LIVIANA PESADO ABIERTA ABIERTA ABIERTA
mm pulg.
15 (1/2) 1,1 0,4 0,4 0,2 8,1 2,5 3,6 11,1 0,1 5,9
20 (3/4) 1,2 0,5 0,5 0,3 9,5 2,7 4,1 11,4 0,2 6,1
25 (1,0). 1,5 0,7 0,7 0,4 13,3 3,8 5,8 15,0 0,3 8,4
32 (1 1/4). 2,0 1,0 1,0 0,5 15,5 4,9 7,4 22,0 0,4 10,5
40 (1 1/2). 3,2 1,3 1,2 0,6 18,3 6,8 9,1 35,8 0,7 17,0
50 (2). 3,4 1,5 1,3 0,7 23,7 7,1 10,8 37,9 0,8 18,5
60 (2 1/2). 3,7 1,7 1,4 0,8 25,0 8,2 12,5 38,0 0,9 19,0
75 (3). 3,9 1,8 1,5 0,9 26,8 9,3 14,2 40,0 0,9 20,0
100 (4). 4,3 1,9 1,6 1,0 28,6 10,4 16,0 42,3 1,0 22,1
125 (5). 4,9 2,4 1,9 1,1 37,4 12,5 19,2 50,9 1,1 26,2
150 (6). 5,4 2,6 2,1 1,2 43,4 13,9 21,4 56,7 1,2 28,9
DIAMETRO
NOMINAL
VALVULA RETENSION
PERDIDAS DE CARGA LOCALIZADA-EQUIVALENCIA EN METROS-FIERRO GALVANIZADO
CODO 90° CODO 90° CODO 90° CODO 45° CURVA 90° CURVA 90° CURVA 45° VALVULA DE LLAVE GLOBO LLAV.CORTINA LLAVE ANGULO
RADIO LARGO RADIO MEDIO CORTO R/D - 1 1/2 R/D - 1 PIE C/MALLA LIVIANA PESADO ABIERTA ABIERTA ABIERTA
mm pulg.
13 (1/2) 0,3 0,4 0,5 0,2 0,2 0,3 0,2 3,6 1,1 1,6 0,1 4,9 2,6
19 (3/4) 0,4 0,6 0,7 0,3 0,3 0,4 0,2 5,6 1,6 2,4 0,1 6,7 3,6
25 (1,0). 0,5 0,7 0,8 0,4 0,3 0,5 0,2 7,3 2,1 3,2 0,2 8,2 4,6
32 (1/2) 0,7 0,9 1,1 0,5 0,4 0,6 0,3 10,0 2,7 4,0 0,3 11,3 5,6
38 (1/2) 0,9 1,1 1,3 0,6 0,5 0,7 0,3 11,6 3,2 4,8 0,4 13,4 6,7
50 (1/2) 1,1 1,4 1,7 0,8 0,6 0,9 0,4 14,0 4,2 6,4 0,4 17,4 8,5
63 (1/2) 1,3 1,7 2,0 0,9 0,8 1,0 0,5 17,0 5,2 8,1 0,5 21,0 10,0
75 (1/2) 1,6 2,1 2,5 1,2 1,0 1,3 0,6 20,0 6,3 9,7 0,7 26,0 13,0
100 (1/2) 2,1 2,8 3,4 1,5 1,3 1,6 0,7 23,0 8,4 12,9 0,9 34,0 17,0
125 (1/2) 2,7 3,7 4,2 1,9 1,6 2,1 0,9 30,0 10,4 16,1 1,1 43,0 21,0
150 (1/2) 3,4 4,3 4,9 2,3 1,9 2,5 1,1 39,0 12,5 19,3 1,4 51,0 26,0
DIAMETRO VALVULA RETENSION
NOMINAL

ii. Eficiencia de la bomba.
La eficiencia de una bomba se mide en base al caudal que descarga
contra una altura dada y con un rendimiento determinado. El caudal
de la bomba es función del diseño de proyecto. La información
sobre el diseño de la bomba viene suministrada por medio de una
serie de curvas características. El rendimiento o eficiencia viene
dado por la formula:
Ep = potencia útil /Pi = ‫ﻻ‬xQxHt / Pi
Ep=rendimiento de la bomba (adimensional)
Pi=potencia absorbida, kW, kNxm/s
‫=ﻻ‬ peso especifico del agua, kN/m3
Q = caudal, m3/s
Ht = altura manometrica total (m).
Los rendimientos de las bombas suelen variar dentro de un intervalo
comprendido entre 60 a 85 por 100. Esto se puede obtener de las
curvas características de la bomba, proporcionada por el fabricante:
iii. Holguras de potencia necesarias.
Se debe admitir, en la práctica, un cierto margen para los motores
eléctricos.
Los siguientes aumentos son recomendables:
50% para las bombas hasta 2hp
30% para las bombas de 2 a 5hp
10% para las bombas de mas de 20hp
f. Ejemplos de cálculo de tuberías a presión (gravedad).
Ejemplo:
Calcular en diámetro de la tubería circular PVC, que requiere
conducir un caudal de 2.85 lt/s. La diferencia de niveles es de
20.5m.
J = 10.643xQ1.85
/(C1.85
xD4.87
)
V = 0.355xCxD0.63
J0.54

Hf = JxL
Diametro
(pulg)
Diametro
(m)
Caudal
(m
3
/s)
J
(m/m)
L
(m)
Velocidad
(m/s)
Observ
2,000 0,051 0,003 0,0394 509,500 1,420 optimo
4,000 0,102 0,003 0,0013 509,500 0,355 sedimenta
6,000 0,152 0,003 0,0002 509,500 0,158 sedimenta
Hf = JxL = 0.0394x509.5 = 20.1m
Pediente = 20.5/509.5 = 0.04 = 4%
g. Ejemplos de cálculo de tuberías por bombeo.
B
D
TUBERIA CIRCULAR

CAPITULO V
POTABILIZACION DE AGUAS
5.1. Conceptos generales
5.2. Teoría de la sedimentación
DEFINICION
Es un sistema poli disperso, formado por un medio dispersante (ej. El agua), y una fase
dispersa (los solidos y partículas). La sedimentación es la operación unitaria en la cual se
separa el medio disperso con el dispersante aclarando el último y concentrado el primero.
CLASIFICACION
1) Sedimentación simple: puede ocurrir de forma gravitacional la acción sobre las partículas.
En esta se verifica la remoción de los solidos suspendidos con tamaño mayor a 1 micron de
diámetro.
2) Sedimentación provocada: puede ocurrir:
Sobre floculos provocados por coagulante.
Sobre precipitados formados de la materia disuelta, químicamente.
En esta sedimentación se puede remover solidos coloidales de 1 a 1x10-3
micras de diámetro.
TEORIA DE LA SEDIMENTACION
v
vs
Q
H
B

Vs = velocidad de sedimentación limite
V = velocidad del flujo en el tanque sedimentador.
Si se parte del siguiente planteamiento:
V/Vs = L/H (1)
Por continuidad:
Q = A*V , V = Q/A = Q/(B*H) (2)
A = area mojada de la sección transversal
Despejando Vs de (1)
Vs = (V*H)/L
Sustituyo (2) en (1) despejada Vs
Vs = (Q/(B*H))*(H/L) = Q/(B*L)
Vs = Q/As = Cs
As = area superficial.
Cs = carga superficial.
5.2.1. Estanques de sedimentación
CLASIFICACION
1) Sedimentación simple: puede ocurrir de forma gravitacional la acción sobre las partículas.
En esta se verifica la remoción de los solidos suspendidos con tamaño mayor a 1 micron de
diámetro.
2) Sedimentación provocada: puede ocurrir:
Sobre floculos provocados por coagulante.
Sobre precipitados formados de la materia disuelta, químicamente.
En esta sedimentación se puede remover solidos coloidales de 1 a 1x10-3
micras de diámetro.
CLASIFICACIO DE TANQUES SEDIMENTADORES
L

1 )Geométricamente:
Cuadrados, rectangulares y circulares.
2) Forma de sedimentación:
Sedimentos de fondo, colchón de lodos.
3) Según la dirección y sentido del flujo:
Horizontal, radial, Ascendente o vertical.
TABLA DE TIEMPO DE RETENCION Y CARGA RECOMENDADA
TIPO
SEDIMENTADOR
Tiempo de
retención
tR (horas)
Carga superficial
Cs=Q/As
(m3/m2.dia)
Carga s7vertedor
Cv=Q/Lv
(m3/m2.dia)
Sedimentos
Totales
Removidos %
PRIMARIOS
Cieno activado
Lecho bacteriano
0,75-1,5
2,5
60
20-40
125-375
125-375
50-70
50-70
INTERMEDIOS
Entre filtros 2 40 125-375 50-70
SECUNDARIOS
Modificado
Cieno activado
Convencional
Modificado
Lecho Bacteriano
2-3 24-35 125-375 60-80

METODOLOGIA P/EL DISEÑO DE UN TANQUE SEDIMENTADOR RECTANGULAR.-
DATOS:
Tipo de tratamiento
Caudal total que arriba a la planta (máximo)
Cantidad de solidos en suspensión (mg/lt)
% de solidos a remover (se decide de la tabla de recomendación)
Tipo de tanque a utilizar
PASOS:
1) En dependencia del tipo de tratamiento (filtración)
Tipo de sedimentación(primaria, intermedia, secundaria), se selecciona la carga superficial
(Cs=Q/As) y el tiempo de retension (tR).
.tR = horas
Cs = Q/As = valor(m3/m2/dia)
hps
Dy
hm1
hmax
So

2) Calculo del area superficial total del sedimentador (Ast), que se requiere para tratar el
gasto total Q que entra en la planta.
Q/Ast = valor Ast = Q/valor(de tabla)
Donde Q (m3/dia)
3)Adoptar las dimensiones del sedimentación.
Se recomienda:longitud = 30 metros
Ancho = 10 metros
Por tanto el As = 30x10 = 300m2
4)Calculo del numero de sedimentadores para tratal Qtotal (Ns)
Ns = Ast/As1
Donde: Ast= obtenida en paso 2
As1= obtenida en paso 3
5) Comprobar que la carga superficial (Cs) para un sedimentador cumple con los requisitos a
defectos dados en la tabla de recomendaciones para el diseño.
Cs1 = Q1/As1
Donde: Q1 = Q/Ns, Ns = obtenido en paso 4
As1= obtenida en paso 3
6) Calculo del volumen de uno de los sedimentadores (V1)
tR = V/Q , V1 = tR*Q1
donde: tr = del paso 1
Q1= del paso 5
6.1.) Si se desea calcular el volumen total de todos los sedimentadores
VT = V1*Ns
VT = tR*Q
Donde: Ns= de paso 4
Q= es dato
7)Calculo de la altura media de los sedimentadores (hm1)
.hm1 = V1/As1

Donde: V1= de paso 6
As1= de pason 3
8)Calculo de la altura de la pared de salida (hps) y de la profundidad máxima en la zona de
sedimentación (hmax).
De las recomendaciones para el diseño de sedimentadores, se conoce que la pendiente de
fondo se asume una pendiente del:
So = 1% cuando hay barredores mecánicos
So = 3% o mas cuando no hay barredores mecánicos.
Partiendo que la media obtenida en el 7mo paso, esta ubicada en el centro de la longitud del
tanque entonces: se calcula hps y hmax se la siguiente manera:
Hps = hm1 – Dy
Hmax = hm1 + Dy
So = Dy/Dx , donde Dx = L/2 , Dy = So x Dx
9)Caudal de fango que llega a un sedimentador (Qf1)
Qf1 = (CT x Ss x Q1 x 86400) / (ɣfango x 109
) (m3/dia)
CT = Cte = 0,75 (concentración de partículas que sedimentan 0,68 a 0,75)
Ss = solidos totales (mg/lt)
Q1= caudal de un sedimentador (lt/sg)
ɣfango = Peso especifico fango (gr/cm3)(1,01 a 1,04 gr/cm3)
a)Suponer un tiempo máximo de extracción de los fangos, para calcular el volumen de las
tolvas de fango. Mucho tiempo existe fermentación. El angulo de inclinación de las tolvas debe
ser de 45 grados
Vf1 = Qf1 x t(extracción de lodos) (m3)
b)Volumen de fango de la planta Vft
Vft = Vf1 x Ns
c)Calculo de tolva

c1)selecciono numero tolvas (No), se recomienda para 10m, 3 o 4 tolvas.
C2)Calculo del área de tolva
A1tolva= (As+Af)/2 (m2)
As = área superior
Af = área inferior, se recomienda 0,6x0,6m
C3)Calculo de altura de tolva (y)
De V1 tolva = A1tolva x y
Y = V1 tolva/A1 tolva
Siendo V1 tolva = Vf1/No tolvas
C4)Calculo del angulo (ⱷ) de la tolva (mayor o igual a 45 grados)
Tg ⱷ = y/((a – 0,6)/2)
ⱷ = arcTg (y/((a – 0,6)/2))
EJEMPLO
Diseñar un tanque sedimentador primario con el objeto de remover el 60% de las partículas
antes del tratamiento biológico en un leho bacteriano, de un residual que se tiene 200mg/lt
como solidos suspendidos y su caudal promedio total es de 0,4m3/sg. Se conoce que se
colocara remoción mecánica.
1)Seleccionar Cs y tR
Cs = 30 m3/m2/dia
tR=2,5 horas
2)Ast

Como Cs = Q/Ast , Ast = 0,4m3/sg / 30 m3/m2/dia = 1152 m2
3)Adoptar dimensiones sedimentador
Longitud 30 metros
Ancho 10 metros
As1 = 300 m2
4)No sedimentadores
Ns = Ast/As1 = 1152 m2/300m2 = 4 sedimentadores
5)Comprobar si Cs1 cumple tabla
Cs1 = Q1/As1 = 34560 m3/dia / 4 (Ns) / 300 m2 = 28,8 m3/m2 dia , entre 20 y 40 ok.
6) V1
V1 = tR x Q1 = 2,5 hr x 8640 m3/dia = 900 m3/dia.
6.1) Vt = V1 x Ns = 900 m3/dia x 4 = 3600 m3/dia
7) hm1
.hm1 = V1/As1 = 900 m3/dia / 300 m2 = 3m.
8)hps y hma
Dx = 30m/2 = 15m
So = 1% = 0,01
Dy = 0,01 x 15m = 0,15m
.hps = hm1 – Dy = 3 – 0,15 = 2,85m
.hmax = hm1 + Dy = 3 + 0,15 = 3,15m

9)Calculo del caudal de fango que llega a un sedimentador (Qf1)
Qf1 = (CT x Ss x Q1 x 86400) / (ɣfango x 109
) (m3/dia)
Qf1 = (0,75 x 200 mg/lt x 100 lt/sg x 86400) / (1,02 gr/cm3
x 104
) = 1,27 m3
/dia
a)Vf1 = Qf1 x t(extracción de lodos) (m3)
supongo t = 19 dias
Vf1 = 1,27 m3
/dia x 19 dia = 24,13 m3
b) Volumen fango total
Vft = Vf1 x Ns = 24,13 m3
x 4 = 96,52 m3
c)Calculo de la tolva
c1)selecciono numero tolvas (No), se recomienda para 3 tolvas.
C2)Calculo del área de tolva
A1tolva= (As+Af)/2 (m2) = (11,09 + 0,36)/2 =
As = área superior= (ancho sed./No tolva)2
= (10/3)2
= 11,09m2
Af = área inferior, se recomienda 0,6x0,6m = 0,36 m2
C3)Calculo de altura de tolva (y)
De V1 tolva = A1tolva x y
Y = V1 tolva/A1 tolva = 8,04 m3
/ 5,72 m2
= 1,41 m
Siendo V1 tolva = Vf1/No tolvas = 24,13 m2
/ 3 tolva = 8,04 m2
C4)Calculo del angulo (ⱷ) de la tolva (mayor o igual a 45 grados)
Tg ⱷ = y/((a – 0,6)/2)
ⱷ = arcTg (y/((a – 0,6)/2)) = arcTg (1,41m/((3,33 – 0,6)/2)) = 45°55` > 45 BIEN
.a = ancho/No tolva = 10 m/ 3 = 3,33

5.2.2. Desarenadores
5.2.3. Tanques de sedimentación
5.2.4. Ejemplos de diseño
5.3. Teoría de la filtración
5.4. Filtros: filtros lentos, filtros rápidos, filtros a presión
5.5. Utilización de los diferentes métodos de tratamiento
5.5.1. Bandejas de aireación
5.5.2. Mezcla rápida, mezcla lenta
5.5.3. Floculación
5.6. Teoría de la desinfección
5.6.1. Elementos químicos utilizados en la desinfección
5.6.2. Bacterias, virus, vermes y otros
5.6.3. Tipos de desinfección
5.7. Mejoramiento del agua
5.7.1. Desinfección del agua
5.7.2. Desferrización del agua
5.7.3. Desmanganización
5.7.4. Desendurecimiento
CAPITULO VI
REDES DE DISTRIBUCION
6.1 Sistemas de Distribución
6.1.1 Dimensionamiento de redes
6.1.2 Red ramificada
6.1.3 Red en malla (cerrada)
6.1.4 Lógica de trazado de redes
6.1.5 Red mallada – método de CROSS
6.1.6 Diseño de redes por bloques
6.1.7 Caudales de cálculo
6.1.8 Presiones máximas y mínimas
6.1.9 Ejemplos de cálculo y dimensionamiento
CAPITULO VII
SISTEMAS DE ALMACENAMIENTO
7.1 Sistemas de almacenamiento
Propósitos fundamentales:
1)Compensar las variaciones de los consumos que se
producen durante el dia.
2)Mantener las presiones adecuadas en la red de
distribución.
3)Mantener almacenada cierta cantidad de agua para
atender situaciones de emergencia, tales como
incendios e interrupciones por daños de tuberías de
aducción o de estaciones de bombeo.
7.1.1 Compensaciones de las fluctuaciones

El estanque, como parte primordial de ese complejo que
constituyen los sistemas de abastecimiento de agua,
debe permitir que las demandas máximas que se
producen en los consumos sean satisfechas a cabalidad,
al igual que cualquier variación en los consumos
registrados para las 24 horas del dia. Por tanto, la
capacidad requerida para compensar esas variaciones
en los consumos estará basada en la curva
representativa de las demandar durante las 24 horas del
dia y en la condición de conducción de agua al
estanque, de forma que se produzca un equilibrio entre
los caudales de llegada y salida que garanticen un
servicio continuo y eficiente.
Volumen de regulación para el caso de suministro las 24
horas.
7.1.2 Presión constante en la red de distribución
7.1.3 Abastecimiento de emergencia
7.1.4 Abastecimiento para casos de incendio
7.1.5 Previsiones para decantación
7.1.6 Tuberías de rebalse, desagüe y ventilación
7.1.7 Determinación de la Altura del tanque.
7.2 Clases de almacenamiento
7.2.1 Estanques elevados
7.2.2 Estanques bajos
7.2.3 Estanques especiales para incendios
7.2.4 Presas
7.3 Capacidad de los almacenamientos
7.3.1 Requisitos para estanque elevados
7.3.2 Aspectos constructivos de estanques
7.3.3 Accesorios necesarios
7.3.4 Detalles constructivos para torres de agua
7.3.5 Requerimientos estéticos
7.3.6 Formas comunes y especiales
CAPITULO VIII
REPASO Y RESUMEN DE LA MATERIA
8.1 Repaso general y resumen de los criterios fundamentales
8.2 Ejemplos complementarios
CAPITULO IX
PROYECTO DE CURSO (Agua Potable)
9.1 Esquema general del proyecto

9.2 Desarrollo en grupos de 2 personas
9.3 Componentes principales
9.4 Elección de la comunidad a ser proyectada
9.5 Consultas sobre los procesos de cálculo
9.6 Consultas sobre elaboración de planos
9.7 Normas de cálculo y diseño
9.8 Reglamentos de cálculo y diseño
9.9 Visita a un sistema de agua potable (Coroico)
9.10 Consultas y requerimientos de proyecto
9.11 Presentación de proyecto
9.12 Defensa de proyecto
9.13 Exámenes optativos
9.14 Examen Final
CAPITULO X
PROGRAMAS COMPUTACIONALES – AGUA POTABLE
10.1.Hidráulica de tuberías
10.2.Programa LOOP – Redes de agua potable
10.3.Programa WATER-CAD
6 BIBLIOGRAFIA
- SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO,
Mark Hammer – USA
- ABASTECIMIENTO DE AGUA Y TRATAMIENTO, Rivas Mijares –
VENEZUELA
- ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO, Hernest Steel –
USA
- TRATAMIENTO DE AGUAS DE ABASTECIMIENTO, José M.
Azebedo Neto – BRASIL
- CONSTRUCCIÓN DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA,
CETESB – BRASIL
- ABASTECIMIENTO DE AGUA, Simón Arocha – VENEZUELA
- PLANIFICACIÓN DE SISTEMAS DE AGUA POTABLE, CETESB –
BNH
- SANEAMIENTO BÁSICO, Nelson Gandur Dacach – BRASIL
- INGENIERÍA SANITARIA, Handerberg y Rodie
BNH – BRASIL
- INGENIERÍA SANITARIA, Unda Opaso – ARGENTINA
BNH – BRASIL
- TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE PARA COMUNIDADES
RURALES, Norma Boliviana – DINASBA
- REGLAMENTOS TÉCNICOS PARA DISEÑO DE SISTEMAS DE
AGUA POTABLE 1996, Norma Boliviana – DINASBA
- CONSTRUCCIÓN DE SISTEMAS DE AGUA POTABLE, CETESB –
BNH – BRASIL

- TRATAMIENTO DE AGUA – POTABILIZACIÓN, Rivas Mijares –
VENEZUELA
- TRATAMIENTO DE AGUA – POTABILIZACIÓN, José M. Azebedo
Neto – BRASIL
- TRATAMIENTO DE AGUA – POTABILIZACIÓN, Jorge Arboleda –
VENEZUELA
- ESPECIFICACIONES TÉCNICAS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE
SISTEMAS DE AGUA POTABLE., CEPIS – PERU
- ABASTECIMIENTO DE AGUA, Harold Babbit – USA
- SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA PARA PEQUEÑAS
COMUNIDADES, CEPIS – PERÚ

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