El documento describe los componentes clave de un sistema de abastecimiento de agua y tratamiento de aguas residuales. Un sistema de abastecimiento incluye la captación, conducción, tratamiento, almacenamiento y distribución de agua potable. El tratamiento de aguas residuales implica etapas primarias, secundarias y terciarias para eliminar contaminantes antes de su descarga o reutilización. Finalmente, se mencionan las fuentes de abastecimiento, incluyendo subterráneas y superficiales.

1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN UNIVERSITARIA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO
“SANTIAGO MARIÑO”
EXTENSIÓN COL-SEDE CIUDAD OJEDA

2. TEMA I
Analizar las características del sistema de abastecimiento de agua
Un sistema de abastecimiento de agua potable consiste en un conjunto de obras necesarias para captar, conducir, tratar, almacenar y
distribuir el agua desde fuentes naturales ya sean subterráneas o superficiales hasta las viviendas de los habitantes que serán
favorecidos con dicho sistema.
Un correcto diseño del Sistema de abastecimiento de Agua Potable conlleva al mejoramiento de la calidad de vida, salud y desarrollo
de la población. Por esta razón un sistema de abastecimiento de agua potable debe cumplir con normas y regulaciones vigentes para
garantizar su correcto funcionamiento.
Sistemas de abastecimiento de agua
El sistema de abastecimiento de agua potable más complejo, que es el que utiliza aguas superficiales, consta de cinco partes
principales
- captación.
- almacenamiento de agua bruta.
- tratamiento.
- almacenamiento de agua tratada.
- red de distribución abierta
En lo casos del almacenamiento del agua bruta se considera incluida en un gran grupo llamado obras de conducción.

3. - Tratamiento del agua
el tratamiento del agua para hacerla potable es la parte más delicada del sistema. El tipo de tratamiento es muy variado en función de
la calidad del agua bruta. Una planta de tratamiento de agua potable completa generalmente consta de los siguientes componentes:
Reja para la retención de material grueso, tanto flotante como de arrastre de fondo.
Desarenador, para retener el material en suspensión de desarenador tamaño fino.
-floculadores: (floculantes: producto químico que sirve para que el agua sea potable, transparenta el agua) donde se adicionan
químicos que facilitan la decantación de sustancias en suspensión coloidal y materiales muy finos en general.
-decantadores, o sedimentadores que separan una parte decantadores importantes del material fino.
-filtros, filtros que terminan de retirar el material en suspensión.
-dispositivo de desinfección.

5. Características de un Sistema de Bombeo y almacenamiento de agua.
•Sistema de Bombeo en Paralelo
Se utiliza para aumentar el caudal del sistema
•Sistema de Bombeo en Serie
Se utiliza para aumentar la altura de servicio del sistema
•Flujo (Capacidad)
Cuando el flujo puede variar de acuerdo a las condiciones de operación de la planta, se deben especificar los diferentes valores. Los
términos convencionales son:
•Velocidad de flujo para la cual debe ser dimensionada la bomba; usualmente el flujo máximo.
Flujo normal al cual la bomba deberá de operar la mayoría del tiempo.
Mínimo flujo al cual la bomba puede operar; debe especificarse el tiempo probable a esta condición.
NPSH (carga neta positiva de succión):
NPSH = {(Ps – Pvp) * 2.31 / densidad relativa} + hs – hfs
Velocidad
Puesto que la mayor parte de líquidos son prácticamente incompresibles, existe una relación definida entre la cantidad que fluye por un
punto dado en un tiempo determinado y la velocidad de flujo. Esta relación se expresa como sigue:
Q = AV

6. •Depósito
•Tanque de agua o silo de agua
•Sistema de almacenamiento subterráneo de agua
Un depósito se puede cavar del tamaño que se requiera. Esto significa que puede almacenar una gran cantidad de agua, y resulta una
solución relativamente económica. Una de las desventajas es que un depósito requiere mucho espacio.
Por otro lado, un tanque de agua es compacto y se puede instalar tanto en interiores como en exteriores. El agua de lluvia también se
puede almacenar de manera subterránea, como en un acuífero. El excedente de agua de lluvia se filtra hacia el suelo y se recupera
cuando se necesita. Cuando se recupera el agua subterránea, se crea una "burbuja de agua dulce" que desplaza gradualmente el agua
subterránea existente. Los beneficios del almacenamiento subterráneo de agua son: ahorro de espacio, mayor confiabilidad operativa,
protección contra factores externos (bajas temperaturas, disminución del crecimiento de microorganismos no deseados) y prevención
de la producción de salmuera como derivado.
Existe una gran variedad de métodos de almacenamiento de agua

7. • Aguas superficiales: son aquellas provenientes de ríos, arroyos, lagos etc. En Venezuela representan más del 70% de provisión o
fuente dela población. Generalmente aguas turbias y con color y por supuesto sujetas a contaminación.
• aguas sub-alveas: son aquellas que corren por el sub-alveo de u rio y se captan a través de pozos filtrantes o galerías filtrantes.
Generalmente
Aguas de muy buena calidad ya que han sufrido un5proceso de filtración natural.
•Aguas subterráneas: son aquellas que se encuentran en el sub-suelo y se pueden distinguir tres tipos:
- profundas: son captadas mediante pozos semisurgentes y por lo general son potables
- freáticas: se pueden utilizar cuando son la única fuente económicamente utilizable. Su nivel oscila y está directamente influenciado
por el régimen de lluvias.
- manantiales: en algunos casos representa la solución en poblaciones pequeñas o rurales, siempre que se disponga de un buen caudal
y calidad 6 adecuada. Obviamente la captación debe estar
Protegida.
A. Tuberías de conducción: Para el abastecimiento de agua, las tuberías de conducción se inician en cajas, tanques o reservorios; y se
dirigen hacia otros reservorios y de allí a los centros de consumo. Por lo general las tuberías de conducción son largas y por lo tanto,
las pérdidas de carga en la tubería son muy grandes comparadas con las pérdidas locales en cambios de dirección, cambios de
pendiente, válvulas, etc. Además la energía cinética del agua es pequeña (V²/2g), puesto que la velocidad del agua es también
pequeña.
1. Materiales para tuberías: Los siguientes factores tienen que ser considerados al decidir el material que se empleará para un
determinado proyecto.
•Se diseña a tubo lleno.
•Se procura que la longitud sea la mínima posible.
•El terreno por donde atraviesa debe ofrecer garantías en cuanto a su estabilidad. Abastecimiento de Agua y Alcantarillado 4
•El costo de tubería, de tubería, colocación y excavación debe ser el mínimo; la profundidad promedio a colocar tubería dentro del
terreno debe ser 0.80m. salvo que por ahí pase una carretera entonces tendrá una profundidad de 1.50m. como máximo.
•Se Tendrá en cuenta los accesorios de seguridad y protección.
• Los materiales frecuentemente utilizados en las tuberías son: Acero comercial., Policloruro de vinilo (PVC), Polietileno, Fierro
Fundido (Fº Fº), Asbesto cemento (AC), Concreto

8. 2. Tipos de uniones: Las tuberías por lo general vienen en longitudes estándar y tiene que ser unidas en situé. Hay muchas
maneras de hacerlo y los siguientes aspectos deben ser considerados al escoger el mejor sistema de unión para un sistema
determinado.
•Adecuación al material de tuberías seleccionada.
•Grado de destreza del personal que instala la tubería. Grado de flexibilidad requerida en las uniones.
•Costos relativos.
•Grado de dificultad de instalación.
Los tipos de uniones pueden clasificarse por lo general en cuatro categorías:
Embridada, Espiga y campana, Mecánica, Soldada.
a) Uniones con bridas: Se coloca bridas en los extremos de la tubería individuales durante su fabricación y después cada una de
las bridas es empernada a la otra durante la instalación. Se necesita una empaquetadura por lo general de caucho entre cada par
de bridas.
b) Unión en espiga y campana: Las uniones de espiga y campana vienen preparadas de fábrica de manera que el diámetro
interno de la campana sea igual al diámetro externo de cada tubería .El extremo de cada tubería puede así ser empujado en la
campana de la siguiente. Abastecimiento de Agua y Alcantarillado
c) Uniones Mecánicas: Las uniones mecánicas rara vez son usadas en las tuberías a presión debido a su corto. Su principal
aplicación es para unir tuberías de diferente material o cuando se necesita una ligera deflexión en la tubería que no garantiza la
colocación de un codo.
d) Uniones soldadas: Se emplea uniones soldadas en tuberías de acero y apelando a técnicas especiales en el caso de una de
polietileno. Se lleva al sitio tuberías de acero en longitudes estándar y luego se las suelda allí utilizando una soldadura de arco
eléctrico.

9. 3. VALVULAS PARA TUBERIAS
Las válvulas controlan el paso de agua en la tubería. Existen diferentes tipos. Para el caso de conducción de agua nos limitaremos
tan solo a las válvulas de aire o ventosas, de purga y reductora de presión.
a) Válvulas de aire o ventosas: Son válvulas automáticas, van ubicadas en las partes altas de la línea de conducción, se colocan
para eliminar burbujas de aire.
b) Válvulas de purga: Se colocan en las partes bajas de las líneas de conducción, dicha válvula se coloca para evacuar los
sedimentos acumulados en estos puntos.
c) Válvulas reductoras de presión: Sirve para reducir la presión son automáticas y graduales.
d) Cámara rompe presión: La cámara de rotura de carga requiere válvulas hidráulicas diferentes; por una parte, al volumen que
sirve para la disipación de la energía.

10. CALCULO HIDRAULICO DE LA CAPACIDAD DE REGULACION
Existen dos métodos:
a) Método Gráfico.
b) Método Analítico.
A) Método Grafico: El cálculo de la capacidad de regulación se determina mediante el diagrama de masas, mediante el siguiente
procedimiento: Abastecimiento de Agua y Alcantarillado
1°. Se traza la curva integral de consumo partiendo de las 00.00 horas (media noche); para esto se traza todas las coordenadas en
cantidades acumuladas del consumo diario. El aporte total debe ser igual al 100%. Si el aporte durante el día es uniforme, la curva
integral de aporte es una recta inclinada cuya pendiente es el gasto suministrado en la unidad de tiempo.
2°. Se determina las diferencias entre las ordenadas de las curvas integrales de aporte y consumo; estas diferencias representan el
contenido de agua en el reservorio.
B) Método Analítico: Para este método se completan las columnas exceso y defecto del método gráfico, todo referido a una
determinada hora; anotando las diferencias de ordenadas: los excesos con signo (+) y con signo (-) los defectos. Se toman los máximos
valores absolutos de exceso y defecto. La capacidad de regulación del reservorio está dada por la suma absoluta de los valores
máximos.

11. TEMA II
Sistema de disposición de aguas servidas y su respectivo tratamiento.
Las aguas servidas o aguas negras son los desechos líquidos provenientes del uso doméstico, comercial e industrial. Llevan
disueltas o en suspensión una serie de materias orgánicas e inorgánicas. Provienen de la descarga de sumideros, fregaderos,
inodoros, cocinas, lavanderías (detergentes), residuos de origen industrial (aceites, grasas, curtiembres, etc.). Donde existen
sistemas de alcantarillado todas confluyen a un sistema colector de aguas cloacales, que debería terminar en una planta de
tratamiento.
El contenido orgánico susceptible de ser descompuesto en forma natural (biodegradación) puede llegar al 80% de las sustancias de
las aguas servidas. En su depuración natural (autodepuración) o artificial (plantas de tratamiento de aguas residuales) ese
contenido es eliminado o transformado, incluyendo parte de las sustancias inorgánicas.
La parte de la materia orgánica contaminadora se mide internacionalmente en términos de la demanda bioquímica de oxígeno
(DBO), que es la cantidad de oxígeno absorbida por la oxidación biológica de los componentes orgánicos biodegradables de una
muestra de agua. Se expresa en partes por millón (ppm) o miligramos por litro (mg/1) de oxígeno consumido. El ciudadano
urbano, normalmente, produce entre 40 y 60 gramos DBO/día.
Tratamiento primario: consiste en la separación dé la materia suspendida por medios mecánicos (cribado, coagulación,
floculación y sedimentación). Se obtiene una purificación del 30 al 50%. Se puede hacer mediante una laguna artificial, donde
converja el agua servida.
Tratamiento secundario: después del tratamiento primario, las aguas son sometidas a la acción de microorganismos a través de
Iodos activados, filtros percoladores y del lecho de contacto o lecho bacteriano. La eficiencia lograda oscila entre 85 y 93%. "
eficiencia en la eliminación de sales minerales (fósforo, nitrógeno) es baja. En poblados pequeños y medianos se puede lograr esto
con una segunda laguna artificial a continuación de una primera.

12. El tratamiento de las aguas servidas se divide en cuatro etapas principales
tratamiento terciario o tratamiento avanzado: es el procedimiento final, capaz de remover contaminantes reacios como las sales
solubles (fosfatos y nitratos). Se usan diversos procedimientos, según el uso posterior que se quiera dar al agua. La adición de
alúmina férrica y cloración produce agua limpia, libre de bacterias, adecuada para la industria. Con filtros rápidos y coaguladores
(sulfato de aluminio, polielectrolitos, sustancias orgánicas poliméricas) se logran eliminar las sales minerales. Este proceso es capaz
de eliminar el 98% de los contaminantes.
· Tratamiento de los lodos: los restos sedimentados o Iodos, provenientes de las aguas servidas, deben ser tratados y transformados
en abonos orgánicos.
Fuentes de producción
Tipos de fuentes
Las fuentes de abastecimiento de agua pueden ser
subterráneas: manantiales,
pozos, nacientes
superficiales: lagos,
ríos, canales, etc.
pluviales: aguas de lluvia.

13. Fuentes subterráneas
La captación de aguas subterráneas se puede realizar a través de manantiales, galerías filtrantes y pozos, excavados y tubulares.
Las fuentes subterráneas protegidas generalmente están libres de microorganismos patógenos y presentan una calidad compatible
con los requisitos para consumo humano. Sin embargo, previamente a su utilización es fundamental conocer las características del
agua, para lo cual se requiere realizar los análisis físico-químicos y bacteriológicos correspondientes.
Fuentes superficiales
Las aguas superficiales están constituidas por los ríos, lagos, embalses, arroyos, etc.
La calidad del agua superficial puede estar comprometida por contaminaciones provenientes de la descarga de desagües domésticos,
residuos de actividades mineras o industriales, uso de defensivos agrícolas, presencia de animales, residuos sólidos, y otros.
En caso de la utilización de aguas superficiales para abastecimiento, además de conocer las características físico químicas y
bacteriológicas de la fuente, será preciso definir el tratamiento requerido en caso que no atiendan a los requerimientos de calidad
para consumo humano.
Sistema de recolección
Sistemas con recolección de tuberías
Alcantarillado convencional

14. El alcantarillado convencional en la mayoría de los casos considera la implantación de la infraestructura, no estando prevista la
participación de los beneficiarios en las diferentes etapas de implantación del proyecto.

15. Así, esta es una propuesta de infraestructura de bajo costo. La reducción del diámetro de la tubería y su menor profundidad permite
ahorros considerables en el costo de ejecución de la obra. Con relación al sistema convencional, el alcantarillado condominial
permite un ahorro en los costos de inversión alrededor de 40% y hasta más. Por otro lado, la incorporación del componente social
resulta en mayor uso de la infraestructura, garantizando la rentabilidad económica y social para el proyecto

16. Tratamiento
Tratamiento de aguas residuales canalizadas por tuberías de desagües
Biofiltros: es un humedal artificial de flujo superficial o subterráneo sembrado con plantas de pantano en la superficie del lecho
filtrante, por donde las aguas residuales pre tratadas fluyen en forma horizontal o vertical.
Durante su paso a través de las diferentes zonas del lecho filtrante, el agua residual es depurada por la acción de microorganismos que
se adhieren a la superficie, y por otros procesos físicos como la filtración y la sedimentación. Usualmente, los biofiltros son utilizados
para poblaciones hasta 10.000 habitantes. Es utilizado después de un tratamiento primario (tanque séptico, Inhoff o laguna).

17. Unidades de tratamiento

18. Disposición final al cuerpo receptor
Es necesario asegurar que la capacidad de asimilación del cuerpo de agua receptor no se exceda, p.ej. que el cuerpo receptor
puede aceptar la cantidad de nutrientes sin sobrecargarse. Parámetros como la turbiedad, la temperatura, sólidos suspendidos, la
demanda biológica de oxígeno, nitrógeno y fósforo (entre otros) deben ser controlados cuidadosamente y monitoreados antes de
liberar cualquier agua en un cuerpo natural. El uso del cuerpo de agua, ya sea de uso industrial, recreación, hábitat de
reproducción, etc., ejercerá influencia en la calidad y cantidad de aguas residuales tratadas que se pueden introducir sin que se
produzcan efectos dañinos.
El efluente tratado y/o las aguas pluviales pueden ser descargados directamente en cuerpos de agua recep- tores (tales como
ríos, lagos, etc.) o en el terreno como recarga de acuíferos.

19. TEMA III Tipos de tuberías para alcantarillas.
De gres.
Tubos de gres: son muy resistentes a la abrasión, y al ataque de
muchas sustancias químicas. Por otra parte son cortos.
De Plástico reforzado.
Las tuberías de plástico reforzado con fibra de vidrio,
representan la solución ideal para el transporte de
cualquier tipo de agua, productos químicos, afluente y
desagües, debido a que combinan las ventajas de
resistencia a la corrosión, típica de los plásticos, con
una resistencia mecánica que puede ser comparado
con el acero.
De Hormigón
Las tuberías de hormigón y piezas de hormigón complementarias
prefabricadas (de hormigón en masa o armado) son una solución
económica y sostenible, idónea para instalaciones de saneamiento
destinadas principalmente a conducir aguas negras, aguas pluviales y
aguas de superficie por gravitación u, ocasionalmente, a baja presión.

20. Datos requeridos para la elaboración del proyecto
Proyectar trazo de red de distribución de agua potable, así como ubicar el tanque de almacenamiento basado en los datos aquí obtenidos
para un área residencial conformada por un número de habitantes con un numero de estructuras habitacionales.
Criterios de diseños utilizados
A continuación se definen las variables hidráulicas empleadas, indicadas en el presente trabajo desarrollado:
CPDT (Consumo Promedio Día Total)
Definiéndose la Dotación como la cantidad de agua que consumen la persona en unidades de litros por cada día; Dotación =
Litros/persona-Día
•(Consumo Máximo Hora (CMH)
•Consumo Máximo Día (CMD)
•Caudal Contra Incendio (Qci)
Resultados.
Criterios de diseños desarrollados para la red de distribución
Cálculos hidráulicos locales
Cálculos de las dimensiones y volumen de Tanque de almacenamiento
Diseño de red de distribución.

21. Calculo hidráulico
Existe gran número de fórmulas para el cálculo hidráulico de una tubería en función del caudal, diámetro de la misma, gradiente
hidráulico y coeficiente de rugosidad (Darcy-Weisbach, Manning, Hazen-Williams, Colebrook…).
Para el cálculo de la pérdida de carga debida a rozamientos en tubos de hormigón armado sin presión se utiliza frecuentemente la
fórmula de Manning: