diseño de acueductos

1. DISEÑO D
ACUEDUCTOS
ALCANTARILLADOS
Ricardo Alfredo López Cualla
2a Edición

2. soavnraviwv
A solOílaaílDV

3. Prólogo de la Editorial
La Escuela Colombiana de Ingeniería ha publicado recientemente
obras en las áreas de ingeniería ambiental, ingeniería sanitaria e in-
geniería civil, cuyos autores ocupan cargos docentes, se han dedica-
do a la investigación en la especialidad y cuentan con avalada
experiencia en el ámbito profesional. Estas obras han sido concebi-
das acorde con las necesidades del entorno latinoamericano.
Alfaomega Grupo Editor, consciente con su misión de empresa
comprometida con una mejor formación científica y tecnológica,
siempre con miras a dar una amplia difusión a obras que por su ca-
lidad intrínseca y alcance así lo ameriten, ha realizado un convenio
de coediciones con la Escuela Colombina de Ingeniería para ofrecer
estos libros a través de sus canales de distribución aestudiantes, pro-
fesores, profesionales y técnicos deIberoamérica.
En estas coediciones, se ha reproducido intacta la obra original; sin
embargo, la utilizaciónde algunos términos difieren en los países de
habla hispana. Se consideró que lo anterior no representa un grave
problema porque las diferenciasencontradas son mínimas y compren-
sibles para cualquier estudiante en estos niveles de la ingeniería.

4. Presentación
Para la ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERÍA constituye mo-
tivo de gran satisfacción que uno de sus egresados, convertido a la docen-
cia universitaria, haga entrega a la sociedad de una obra cuidadosamente
escrita, minuciosamente elaborada y con el propósito de que los estudian-
tes de ingeniería civil dispongan de un texto de estudio y los colegas de un
libro de consulta.
Al presentar este libro sobre "Acueductos y Alcantarillados", escritopor el
ingeniero Ricardo López Cualla, profesor de la asignatura del mismo
nombre en la ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERÍA, no sola-
mente cumpliócon la generosapetición del autor sino también con el deseo
personal de enaltecer laproducción editorial universitaria, pues ella refleja
el compromiso en la formación de las nuevas generaciones. Felicitaciones
muy sinceras al ingeniero López y enhorabuena al gremio colombiano de
ingenieros.
Santafé de Bogotá,
Ing. Eduardo Silva Sánchez
Rector

5. Contenido
PREFACIO 15
1. INTRODUCCIÓN 17
1.1 Generalidades
1.2 Enfermedades hídricas
1.3 Abastecimiento de agua
1.3.1 Esquema convencionalde abastecimiento
1.3.2 Fuentes de abastecimiento
1.3.2.1 Sistemasprimarios
1.3.2.2 Sistemas principales
1.4 Volumen de agua
2. PERÍODO DE DISEÑO
19
19
21
21
23
23
2^
29
31
2.1 Factores determinantes
2.2 Períodos típicos de algunas obras
3. POBLACIÓN DE DISEÑO
33
33
35
3.1 Métodos de estimación de la población futura
3.1.1 Método de comparación gráfica
3.1.2 Crecimiento lineal
3.1.3 Crecimiento geométrico
3.1.4 Crecimiento logarítmico
3.1.5 Métodos estadísticos
3.2 Ejemplo de proyección de población .
4. CONSUMO DE AGUA
37
38
39
40
40
41
42
4.1 Factores determinantes del consumo
4.2 Clasificacióndel consumo de agua
49
51

6. K
4.3 Consumo futuro 53
4.4 Caudal de diseño 53
4.5 Variación de los factores de mayoración del caudal máximo diario
para la obtención del caudal máximo horario 54
4.6 Ejemplo de cálculo de caudal 55
5. FUENTES DE ABASTECIMIENTO DE AGUA 57
5.1 Evaluación de la cantidad de agua 60
5.1.1 Medidor Parshall 60
5.1.2 Vertederos 64
5.1.2.1 Vertederos rectangulares 64
5.1.2.2 Vertederos triangulares 66
5.1.3 Velocidad superficial 67
5.1.4 Correntómetros o molinetes 67
7.1.5 Estaciones de aforo con limnímetro 70
5.1.6 Trazadores químicos 70
5.2 Evaluación de la calidad del agua 72
6. OBRAS DE CAPTACIÓN 73
6.1 Captación de agua superficial 75
6.1.1 Tipos de bocatomas 75
6.1.1.1 Toma lateral con muro transversal 75
6.1.1.2 Bocatoma de fondo 76
6.1.1.3 Bocatoma lateral con bombeo • 76
6.1.1.4 Bocatoma lateral por gravedad 76
6.1.1.5 Toma mediante estabilización del lecho 78
6.1.1.6 Toma en embalses o lagos 78
6.1.1.7 Estaciones de bombeo flotantes y deslizantes 80
6.1.2 Bocatoma de fondo 81
6.1.2.1 Diseño de la bocatoma de fondo 84
6.1.3 Ejemplo de diseño 91
6.2 Abastecimiento de agua subterránea 98
6.2.1 El agua subterránea como recurso natural 99
6.2.2 Exploración 99
6.2.3 Evaluación 100
6.2.3.1 Hidráulica de aguas subterráneas 100
6.2.3.2 Pruebas de equilibrio 102
6.2.4 Explotación 105
6.2.5 Ejemplo de cálculo 106
6.2.6 Pozos de bombeo en aguas subterráneas 108
6.2.6.1 Pozos excavados 108
6.2.6.2 Pozos barrenados o taladrados 108
6.2.6.3 Pozos hincados 108
6.2.6.4 Pozos perforados 110

7. CONTENIDO 11
7. BOMBAS Y ESTACIONES DE BOMBEO 113
7.1 Clasificación de las máquinas hidráulicas 115
7.1.1 Máquinas de desplazamiento positivo 116
7.1.2 Turbomáquinas 117
7.1.3 Máquinas gravimétricas 117
7.1.3.1 Ariete hidráulico 117
7.1.3.2 Ejemplo de aplicación del ariete hidráulico 119
7.2 Bombas centrífugas 120
7.2.1 Elementos constitutivos de las bombas centrífugas 121
7.2.1.1 Número específico de revoluciones 122
7.2.1.2 Cavitación 123
7.3 Diseño de estaciones de bombeo 123
7.3.1 Ubicación de la estación 123
7.3.2 Elementos de la estación de bombeo 124
7.4 Diseño del bombeo 128
7.5 Ejemplo de diseño 130
8. CONDUCCIONES 139
8.1 Conductos cerrados a superficie libre 141
8.1.1 Conductos prefabricados 142
8.1.2 Conductos construidos en el sitio 142
8.2 Especificaciones de diseño: bocatoma-desarenador 142
8.3 Ejemplo de diseño 146
9. DESARENADOR 151_
9.1 Generalidades 153
9.2 Especificaciones de diseño 154
9.3 Teoría de la sedimentación 156
9.4 Ejemplo de diseño del desarenador 161
10. CONDUCCIÓN:
DESARENADOR - TANQUE DE ALMACENAMIENTO 169
10.1 Características hidráulicas de la conducción 171
10.1.1 Tubería por debajo de la línea piezométrica
(conducción forzada) 171
10.1.2 Lámina de agua coincidente con la línea piezométrica
(conducción libre) 172
10.1.3 Tubería por encima de la línea piezométrica 172
10.1.4 Tubería por encima del plano piezométrico estático 173
10.1.5 Tubería por encima del plano estático de presión absoluta 173
10.2 Características físicas y accesorios de la conducción forzada 174
10.2.1 Válvula de purga 174
10.2.2 Ventosas 175
10.2.3 Válvulas de control 176

8. 12
10.2.4 Materiales y presiones de trabajo 176
10 3 Cálculo de la línea de conducción 178
10.3.1 Coeficiente de rugosidad, C 178
10.3.2 Pérdida de carga unitaria,J 180
10.3.2.1 Pérdidas de carga localizadas 181
10.4 Anclajes
10.4.1 Empuje de la tubería 183
10.4.2 Cálculo del anclaje 184
10.4.3 Tipos de anclajes 186
10.4.3.1 Codo en el sentido horizontal 186
10.4.3.2 Codo en el sentido vertical inferior 187
10.4.3.3 Codo en el sentido vertical superior 187
10.5 Dimensiones de las zanjas 188
10.6 Golpe de ariete
10.6.1 Mecanismo del golpe de ariete 189
10.6.2 Cálculo de la sobrepresión 192
10.6.3 Medidas contra el golpe de ariete 193
10.7 Ejemplo de diseño 194
11. CLORACIÓN 201
11.1 Medios de desinfección 203
11.2 Caseta de cloración 204
1.1.3 Dosificación del cloro 205
11.3.1 Cloro gaseoso en solución acuosa 205
11.3.2 Aplicación directa del cloro gaseoso 205
11.3.3 Aplicación del cloro sólido o líquido 205
11.3.4 Empleo de tanque con orificios flotantes 206
11.4 Ejemplo de dosificación 207
12. TANQUE REGULADOR 209
12.1 Generalidades 211
12.2 Tipos de tanques 212
12.2.1 Tanque de distribución 213
12.2.2 Tanque de compensación 213
12.3 Disposición de accesorios en los tanques reguladores 213
12.3.1 Tanque superficial 213
12.3.2 Tanque elevado 216
12.4 Capacidad del tanque de distribución 218
12.4.1 Método de la curva integral 218
12.4.2 Cálculo de la capacidad del tanque alimentado por gravedad 219
12.4.3 Cálculo de la capacidad del tanque elevado (alimentaciónpor bombeo) 221
12.4.4 Volumen adicional para incendios 222
12.4.5 Volumen adicional para emergencias 222
12.4.6 Dimensionamiento del tanque superficial 223
12.5 Ejemplo de cálculo 224

9. CONTENIDO 1_3
13. RED DE DISTRIBUCIÓN 233
13.1 Generalidades 235
13.2 Trazado de la red 235
13.3 Especificaciones de diseño 237
13.3.1 Caudal de diseño 237
13.3.2 Presiones de servicio 238
13.3.3 Válvulas 238
13.3.4 Otras especificaciones 240
13.4 Cálculo hidráulico de la red en malla 241
13.4.1 Método de Hardy-Cross 241
13.4.2 Método de longitudes equivalentes 245
13.4.3 Distribución de caudales iniciales 248
13.4.4 Trazado de la red principal 248
13.5 Conexiones domiciliarias 248
13.6 Ejemplo de diseño 249
13.6.1 Cálculo de las mallas por el método de Hardy-Cross 254
13.6.2 Cálculo de las mallas por el método de longitudes equivalentes 258
14. ALCANTARILLADOS 263
; 14.1 Sistemas dealcantarillados 266
14.1.1 Clasificación de las tuberías 266
14.1.2 Disposición de la red del alcantarillado 267
14.2 Otros elementos del alcantarillado 270
14.2.1 Cambios de dirección en colectores 270
14.2.2 Caída o cambio de pendiente 275
14.3 Normas generales de diseño 278
14.3.1 Localización de los colectores 278
14.3.2 Convenciones 278
14.3.3 Profundidad mínima a la clave de los colectores 279
14.3.4 Cálculo hidráulico de los colectores 279
14.3.5 Unión de los colectores 283
14.3.5.1 Empate por cota clave 283
14.3.5.2 Empate por la línea de energía para flujo subcrítico 284
14.3.5.3 Empate por la línea de energía para flujo supercrítico 285
3
3 15. ALCANTARILLADO SANITARIO 291
6
15.1 Caudal de diseño 293
15.1.1 Caudal de aguas residuales domésticas 293
9 15.1.1.1 Coeficiente de retorno 294
21 15.1.1.2 Consumo de agua potable 294
22 15.1.1.3 Densidad de población 294
22 15.1.1.4 Área de drenaje 295
15.1.2 Caudal industrial 295
>-4 15.1.3 Caudal comercial 295
15.1.4 Caudal institucional 295

10. I 4
15.1.5 Caudal medio diario de aguas residuales 295
15.1.6 Caudal máximo horario de aguas residuales 295
15.1.7 Caudal de infiltración 296
15.1.8 Caudal de conexiones erradas 296
15.1.9 Caudal de diseño 296
15.2 Otras especificaciones de diseño
15.2.1 Velocidad 297
15.2.2 Diámetro mínimo 298
15.2.3 Diámetro de diseño 298
15.3 Ejemplo de diseño 298
16. ALCANTARILLADO PLUVIAL 309
16.1 Descripción del sistema 311
16.2 Evaluación del caudal de diseño 311
16.2.1 El método racional 311
16.2.1.1 Área de drenaje 312
16.2.1.2 Intensidad de la lluvia 312
16.2.1.3 Coeficientede escorrentía 318
16.3 Normas de diseño 319
16.3.1 Velocidad 319
16.3.2 Diámetro mínimo 320
16.3.3 Borde libre en los colectores 320
16.3.4 Tiempo de concentración 320
16.4 Ejemplo de diseño del alcantarillado pluvial 320
16.5 Sumideros de aguas lluvias 334
16.5.1 Clasificaciónde los sumideros 334
16.6 Canales de aguas lluvias 337
16.6.1 Sección hidráulicadel canal 337
16.6.2 Diseño hidráulico del canal 339
16.6.2.1 Análisis dimensional 339
16.6.2.2 Velocidades máximas y mínimas 341
16.6.2.3 Pendiente de los taludes 341
16.6.2.4 Curvatura 341
16.6.2.5 Transiciones 343
16.7 Ejemplo de diseño del canal de aguas lluvias 344
17. SIFÓN INVERTIDO 355
17.1 Generalidades 357
17.2 Ejemplo de diseño del sifón invertido 358
BIBLIOGRAFÍA 367
ÍNDICE DE TABLAS 37^
ÍNDICE DE FIGURAS 375
ÍNDICE ALFABÉTICO 383

11. Prefacio
Como resultado de la consulta de diferentes fuentes y de las experiencias
en diseño del autor, se presenta este trabajo que constituye un compen-
dio de los apuntes de clase del Curso de Pregrado de Acueductos y Alcanta-
rillados ofrecido por la ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERÍA.
Las normas de diseño utilizadas no son las únicas existentes, por lo que el
criterio del ingeniero es fundamental para su selección y aplicación.
En los primeros capítulos se introducen algunos conceptos generales, re-
lativos al diseño de acueductos y alcantarillados, los cuales, debido al al-
cance del libro, no son tratados en profundidad. A partir del capítulo 6 se
presenta el diseño de acueductos, siguiendo un desarrollo secuencial
de las diferentes estructuras hidráulicas necesarias para llevar el agua desde
la fuente de abastecimiento hasta el usuario. A partir del capítulo 14 se
presenta el diseño de alcantarilladosy algunas estructuras anexas.
^ Los diseños están orientados a poblaciones rurales, en donde ha de con-
centrarse el mayor esfuerzo posible del ingeniero para dar soluciones
adecuadas a la problemática del saneamientoambiental.
Quiero agradecer a la ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERÍA
su colaboración para hacer posible la publicación de este libro, y a todos
los colegas que participaron con su orientación y consejo en la edición.
n
Ing. Ricardo A. López C.

12. CAPITULO 1
Introducción

13. 1.1 GENERALIDADES
i entro de la problemática del "saneamiento básico" de comunida-
I des tienen enorme importancia el suministro de agua potable y la
recolección de las a^u.is residuales. Cualquier población, por
pequeña que ésta sea, debería contar como mínimo con los servicios de
acueducto y alcantarillado, si se espera de ella un desarrollo social y eco-
nómico y, ante todo, la reducción de las altas tasas de morbilidad y mor-
talidad en especial de la población infantil.
El trabajo que deben desarrollar los ingenieros hoy en día no es tanto el
diseño y ampliación de redes en grandes ciudades, sino la creación de la
infraestructura necesaria en poblaciones pequeñas, en términos de solu-
ciones adecuadas y acordes con una limitada inversión de capital. Es por
esto que los diseños y normas que se incluyen en estas notas son orienta-
dos a una solución básica de los servicios referidos.
Con el objeto de suministrar agua potable a una comunidad, es necesaria
la construcción de una serie de obras hidráulicas para la captación, el sis-
tema de purificación del agua, la conducción, el almacenamiento y la distri-
bución. Igualmente, para la recolección de las aguas servidas, es necesario
proyectar una red de colectores y obras complementarias que conduzcan el
agua residual a una planta de tratamiento,y luego las viertan a un cuerpo de
agua receptor. En la figura 1.1 se esquematiza este proceso.
1.2 ENFERMEDADES HÍDRICAS
Son causadas por elementos patógenos, perjudiciales para la salud huma-
na, que utilizan como vectores el agua y otros agentes como moscas, ratas
y alimentos. Generalmente son originadas por descargas intestinales o

14. 20
Población
Entreg
Tratamiento
aguas residuales
Recolección de
aguas servidas
Particular
Captación y
tratamiento
particular
Industria
Figura 1.1 Esquema del manejo de agua en una comunidad.
por contagio. En general, las medidas preventivas son las mismas para to-
das las enfermedades:
1. Suministro de agua potable con una calidad química y bacteriológica
aceptable (acueducto).
2. Adecuada disposición de excretas (alcantarillado).
3. Adecuada disposición de los residuos sólidos (relleno sanitario).
4. Limpieza de alimentos y pasteurización de la leche.
5. Control permanente de la calidad del agua.
6. Educación del público en los aspectos de higiene personal, saneamien-
to ambiental básico y jornadas de vacunación.
Las enfermedades hídricas son causadas por virus, bacterias, protozoos o
helmintos. Estas enfermedadespueden ser de tipo endémico o esporádicas.
Tabla 1.1
Enfermedades hídricas
Enfermedad Agente etiológico
Fiebre tifoidea
Fiebre paratifoidea
Disentería bacilar
Cólera
Parálisis infantil
Parasitismo intestinal
Gastroenteritis
Hepatitis infecciosa
Disentería amibiana
Bacilo de Eberth
Salmonella paratyphi-A
Género shigella
Vibrio comma
Virus
Virus
Microorganismo
Virus
Entamoeba histolytica

15. INTRODUCCIÓN 21_
Cólera
Es producida por la bacteria Vibrio Comma^ de 1 a 4 micrones de largo y
0.2 a 0.4 micrones de diámetro, Gram-negativa, no esporosa. Posee una
gran resistencia a los agentes desinfectantes o al secado. Su período de
vida en aguas residuales es muy corto, pero en aguas naturales, no conta-
minadas, es de 1 a 2 semanas y puede llegar hasta 1 mes según sea la cali-
dad del agua.
Esta es una enfermedad infecto-contagiosa, por lo común endémica, y es
adquirida por la ingestión del Vibrio Comma a través de la comida o el
agua; tiene un período de incubación típico de 3 días.
Disentería amibiana
También llamada amibiasis o colitis amibiana, es causada por el protozoo
unicelular Entamoeba Histolytica, el cual agrupado en quistes es muy
resistente. Se adquiere al ingerir agua o alimentos contaminados y su pe-
ríodo de incubación es de 2 ó 3 días pero puede llegar hasta 4 semanas.
Cuando estos diminutos animalesse encuentran en bajas proporciones, el
tratamiento convencional (coagulación, filtración y cloración) ha proba-
do ser efectivo en la mayoría de los casos. Si se encuentran en proporcio-
nes abundantes (situación endémica), se recomienda la supercloración y
posteriormente la decloración seguida de la poscloración.
Parálisis infantil
Llamada también poliomielitis,es causada por el virus de la poliomielitis,
del cual se han identificado tres tipos diferentes. Este tipo de virus es bas-
tante resistentepero puede ser inactivado con una dosis de 0.05 mg/L de
cloro libre (en ausenciade materiaorgánica).
El virus ataca el sistema nervioso central y causa la parálisis de las extre-
midades inferiores. Generalmente ataca a la población infantil (de 1 a 16
años) aunque en ocasiones puede afectar a adultos jóvenes. El período de
incubación es de 1 a 2 semanas, pero la persona afectada puede ser porta-
dora del virus por varios meses.
1.3 ABASTECIMIENTODEAGUA
1.3.1 Esquema convencional de abastecimiento
Cualquier sistema de abastecimiento de agua a una comunidad, por rudi-
mentario que sea, consta de los siguienteselementos:

16. 22
1. Fuente de abastecimiento.
2. Obras de captación.
3. Obras de conducción.
4. Tratamiento del agua.
5. Almacenamiento.
6. Distribución,
1. Fuente de abastecimiento
La fuente de abastecimiento de agua puede ser superficial, como en los
casos de ríos, lagos, embalses o incluso aguas lluvias, o de aguas subterrá-
neas superficiales o profundas. La elección del tipo de abastecimiento de-
pende de factores tales como localización, calidad y cantidad.
2. Obras de captación
El tipo de estructura utilizada para la captación del agua depende en pri-
mer lugar del tipo de fuente de abastecimiento utilizado. En general, en
los casos de captación de agua superficial se habla de "bocatomas",
mientras que la captación de aguas subterráneas se hace por medio de
"pozos".
3. Obras de conducción
En un proyecto existen numerosas conducciones de agua entre diferentes
puntos, como por ejemplo bocatoma-desarenador, desarenador-tanque
de almacenamiento y línea matriz. Hidráulicamente estas conducciones
pueden ser de diferentes formas, dependiendo de la topografía y la lon-
gitud de las mismas. Estas conducciones son generalmentepor tubería a
presión o por gravedad, por canales rectangulares o trapeciales abiertos
o cerrados.
4. Tratamiento del agua
En la actualidad ningún agua en su estado natural es apta para el consu-
mo humano; además, siempre se requerirá un tratamiento mínimo de clo-
ración con el fin de prevenir la contaminación con organismos patógenos
durante la conducción del agua.
5. Almacenamiento
Dado que el caudal de captación no es siempre constante y que el caudal
demandado por la comunidad tampoco lo es, es necesario almacenaragua

17. INTRODUCCIÓN 23
en un tanque durante los períodos en los que la demanda es menor que el
suministro y utilizarla en los períodos en que la comunidad demanda
gran cantidad del líquido.
6. Distribución
La distribución de agua a la comunidad puede hacerse desde la manera
más simple que sería un suministro único por medio de una pileta de
agua, hasta su forma más compleja por medio de una serie de tuberías o
redes de distribución que llevan el agua a cada domicilio.
1.3.2 Fuentes de abastecimiento
Según sean las características del proyecto, tales como disponibilidad de
fuentes de agua, tamaño de la población, caudal requerido y recursos econó-
micos, se puede adoptar un sistemade captación primario o principal.
1.3.2.1 Sistemas primarios
Por su bajo costo, sencillez de construcción y manejo, estos sistemas son
más adecuados para comunidades muy pequeñas o soluciones individua-
les de agua.
Pozossuperficiales
Debido a la naturaleza de las formaciones geológicas y de la hidráulica
subterránea, estos pozos pueden ser excavados manualmente o mediante
la utilización de barreno manual. Su profundidad por lo general no es
mayor de 20 metros en el caso de perforaciones con barreno manual.
Dependiendo de las características del nivel piezométrico y de las condi-
ciones hidráulicasdel depósito de agua, puede darse el caso de un acuífe-
ro artesiano (el agua mana a la superficie sin necesidad de la utilización de
bombas), o de un acuífero que es recargado por la infiltración superficial,
en cuyo caso hay necesidad de utilizar el bombeo, en general mediante
bombas sumergibles.
)S
Manantial
Un manantial es un afloramiento superficial de agua subterránea, el cual
puede ser por gravedad pasando a través de una capa superficial permea-
I
ble, o bien puede ser un manantial artesiano si el estrato permeable se ha-
lla confinado entre dos estratos impermeables y se encuentra a presión
debido a la cota piezométrica del depósito de agua.

18. 24
Figura 1.2 Pozos superficiales.
Los manantiales artesianos son por lo general perennes y no dependen de
la época del año, mientras que los manantiales por gravedad suelen ser
periódicos y relacionados con la época del año.-
Los manantiales están sujetos a la contaminación superficial del agua, por lo
que se les debe dar una protección adecuada. Por otra parte, no deben insta-
larse pozos sépticos o letrinas en cercanías del afloramiento. El esquema de
la obra de captación del agua de un manantial se ilustra en la figura 1.4,
Agua subterránea
aislada
Agua subterránea
libre
Estrato impermeable
Figura 1.3 Tipos de manantiales.

19. INTRODUCCIÓN
Cerca de
protección
Muro de contención
perimetral
Zanja de
drenaje
Flujo de /*
agua
Canal o
tubería
Figura 1.4 Captación de agua en un manantial.
Cisterna
Las cisternas son sistemas de recolección y almacenamiento de aguas llu-
vias. Esta es una solución viable en zonas rurales donde no se dispone fá-
cilmente de otras fuentes de agua.
Para obtener agua potable se debe por lo menos filtrar y clorar. La cali-
dad física y química del agua al comienzo de la lluvia no es aceptable, ya
Filtro
Tanque de
almacenamiento
Malla fina
Bajante
principal
Succión de
la bomba
Figura 1.5 Sistema de recolecciónde agua lluvia.

20. I
que inicialmente arrastra y adsorbe partículas de polvo y otros contami-
nantes atmosféricos y de los tejados.
Por la razón anterior, este sistema no debe ser utilizado en zonas donde
haya un desarrollo industrial importante; la contaminación del aire pro-
duce graves problemas como, por ejemplo, el fenómeno de lluvia acida
Nacimiento en ciénagas
Las ciénagas son terrenos pantanosos donde por efectos del nivel freático
el agua se mantiene muy superficial. En este caso se abren zanjas en for-
ma de espina de pescado rellenas de gravillay se les da una pendiente ha-
cia un colector central con unión a junta perdida (campana y espigo
separados) como se indica en la figura 1.6.
Galería de infiltración
La galería de infiltración es un sistema de intercepción de agua subterrá-
nea que fluye hacia un río o un lago. Puede ser superficial o profunda, se-
gún la naturaleza de la hidro-geología del sector. La galería tipo zanja
cubierta es similar al sistema utilizado para la captación de aguas en cié-
nagas, mientras que la galeríatipo "conducto" se muestra en la figura 1.7.
Zanja
Unión a
junta perdida
0 4"
Zanja
Figura 1.6 Captación en ciénagas.

21. INTRODUCCIÓN 2
Grava
//x
Tipo Zanja
Nivel freático
Tipo Conducto
Figura 1.7 Tipos de galerías de infiltración.
Estas galerías son construidas paralelas al río o al contorno del lago y con-
ducen el agua a un tanque de almacenamiento de donde es bombeada.
1.3.2.2 Sistemas principales
Los sistemas principales son utilizados para poblaciones pequeñas pero
estructuradas (municipios). Estos sistemas de abastecimiento se clasifican
según se indica en la tabla 1.2, y se ilustran en las figuras 1.8 a 1.10.
Bocatoma Conducción a
superficie libre
Cloración
Desarenador
Tanque de
almacenamiento
Red de
distribución
Figura 1.8 Captación por gravedad y conducción por gravedad,

22. 28
Cloración
Conducción
forzada
Tanque de
almacenamiento
Red de
distribución
Figura 1.9 Captación por gravedad y conducción forzada.
Tanque elevado
Bocatoma
Desarenador r
Red de distribución
Tanque de succión
Figura 1.10 Captación por gravedad y conducción forzada con bombeo.
Tabla 1.2
Tipos de captación y conducción en sistemas principales
Captación
Gravedad
Bombeo
Tipo de flujo
- Flujo en conducción a superficie libre.
- Flujo enconducción forzada.
- Flujo enconducción a superficie libre.
- Flujo enconducción forzada.

23. INTRODUCCIÓN
1A VOLUMEN DE AGUA
La determinación de la cantidad de agua que debe ser suministrada por
el acueducto es la base del diseño de éste. Debido al hecho de que los
sistemas de acueductos y alcantarillados están constituidos por estruc-
turas relativamente grandes, tales como presas, plantas de tratamiento, con-
ducciones, etc., los diseños deberán satisfacer las necesidades de la
población durante un período suficientementegrande.
Para cumplir con lo dicho anteriormente se requiere estudiar factores ta-
les como:
1. Período de diseño.
2. Población de diseño.
3. Área de diseño.
4. Hidrología de diseño.
5. Usos del agua.
6. Inversión de capital.

24. CAPITULO
Período
de