Edificio residencial Tarsia de AEDAS Homes Granada
diseno de acueductos utilizando
1. i
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DE LOS LLANOS
CENTRALES “RÓMULO GALLEGOS”
ÁREA DE INGENIERÍA, ARQUITECTURA Y TECNOLOGÍA
PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL
DISEÑO DE RED DE ACUEDUCTO EN LA COMUNIDAD “LA GABANA”
EN SAN JUAN DE LOS MORROS, MUNICIPIO JUAN GERMAN ROSCIO
NIEVES DEL ESTADO GUARICO UTILIZANDO EL PROGRAMA EPANET
Autores:
Zenair Beatriz, Leal Cadamo.
C.I: 22.345.251
Jhosber Daniel, Mundaray Hernandez.
C.I: 24.238.085
Tutor Académico:
Ing. Oswald Iriarte
Tutor Metodológico:
MSc. Emma Lima
San Juan de Los Morros, Febrero 2018
2. ii
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DE LOS LLANOS
CENTRALES “RÓMULO GALLEGOS”
ÁREA DE INGENIERÍA, ARQUITECTURA Y TECNOLOGÍA
PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL
DISEÑO DE RED DE ACUEDUCTO EN LA COMUNIDAD “LA GABANA”
EN SAN JUAN DE LOS MORROS, MUNICIPIO JUAN GERMAN ROSCIO
NIEVES DEL ESTADO GUARICO UTILIZANDO EL PROGRAMA EPANET
Trabajo de grado presentado como requisito parcial para optar al título
de Ingeniero Civil
Autores:
Zenair Beatriz, Leal Cadamo.
C.I: 22.345.251
Jhosber Daniel, Mundaray Hernandez.
C.I: 24.238.085
Tutor Académico:
Ing. Oswald Iriarte
Tutor Metodológico:
MSc. Emma Lima
San Juan de Los Morros, Febrero 2018
3. iii
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DE LOS LLANOS CENTRALES
“ROMULO GALLEGOS”
ÁREA DE INGENIERÍA, ARQUITECTURA Y TECNOLOGIA
AREA DE INGENIERIA CIVIL
CARTA DE APROBACIÓN DEL TUTOR
Ciudadanos:
Área de Ingeniería Civil de la Universidad “Rómulo Gallegos”.
Su Despacho.-
Me dirijo a ustedes en la oportunidad de comunicarles, que he revisado
el trabajo final de grado titulado. DISEÑO DE RED DE ACUEDUCTO EN LA
COMUNIDAD “LA GABANA” EN SAN JUAN DE LOS MORROS,
MUNICIPIO JUAN GERMAN ROSCIO NIEVES DEL ESTADO GUARICO
UTILIZANDO EL PROGRAMA EPANET Elaborado por los bachilleres:
Jhosber Daniel Mundaray Hernández , titular de la Cedula de Identidad Nº
V-24.238.085., y Zenair Beatriz Leal Cadamo titular de la Cedula de
Identidad Nº V- 22.345.251, para optar al título de Ingeniero Civil, el cual
considero, en calidad de tutor, que cumple con todos los requisitos
necesarios para ser sometido a la presentación pública y evaluación por
parte del Jurado Evaluador que se designe.
En San Juan de los Morros, a los Días 15 del mes de Enero del 2018
Atentamente
___________________
Ing. Oswald Iriarte
C.I.: 13.447.902
4. iv
DEDICATORIA
Dedico este trabajo de grado primeramente a Dios, porque fue el
quien cerro puertas y abrió otras para que yo lograra llegar hasta aquí,
porque fue la luz que me guio por el buen camino y concedió el buen deseo
de mi corazón como lo es lograr tener mi título de ingeniero en mis manos,
con su amor ayudando a sobre pasar cada una de las dificultades que se me
presentaron a lo largo de estos 10 semestres te amo mi Dios.
A mis padres Dexi Cadamo y Henry Leal por su amor y apoyo
incondicional gracias a sus consejos y con su ejemplo pude lograr y
superarar muchos obstáculos a lo largo de mi carrera, por el esfuerzo que
hicieron para darme el apoyo económico y formar una hija de bien en los
principios de Dios centrada en sus metas capaz de no desmayar a ellos debo
quien soy como persona y a ellos dedico todos mis triunfos ellos fueron ese
trampolín que me impulso a llegar más rápido a mi meta, los amo.
A mis hermanas porque de ellas también es este triunfo
académicamente siempre quise darle el mejor de los ejemplos y a lo largo de
este camino de alguna u otra manera han estado Apoyándome.
A las personas que creyeron en mí y dijeron si puede, esas personas
que me dieron consejos, fueron ese soporte para que no desmayara en este
recorrido siempre estuvieron presente: Orlando e Iris de Guzmán, a mis
hermanas del alma: Ruth y Janna.
Y por último y no menos importante a una personita que crece dentro
de mí, que estos últimos 2meses ha sido mi mejor motor para continuar, por
él ,este triunfo y todos los que vengan a ti hoy dedico mi logró mi pedacito de
cielo te amo.
Ahora sí puedo decir que fue largo el viaje, pero al fin llegue
Leal Zenair
5. v
AGRADECIMIENTOS
Primeramente le agradezco a Dios, por darme la fortaleza y poder
lograr y superar cualquier obstáculo que se me han presentado a lo largo de
mi vida tanto como en lo personal y en lo académico sabiéndolo afrontar con
valentía, honestidad, respeto, y amor, los cuales me han fortalecido como
persona
A mis padres Wilfredo Mundaray y especialmente a mi madre Doris
Hernández por haberme dado la vida y ser esa pieza clave que me han
ayudado a salir siempre adelante apoyándome en todo momento y dándome
su amor y cariño incondicional
A mis hermanos Joan Mundaray y Jonathan Mundaray que a pesar
de que no estarán conmigo en este nuevo logro obtenido siempre los llevo
presente como mis ejemplos a seguir y que prontamente estaremos reunidos
como una verdadera familia, también a mi hermano menor Jhoser
Mundaray por compartir conmigo en todos esos momentos de diversiones,
miedo, y grandes consejos que hoy en día me han permitido ser una persona
de bien
A mi familia por ayudarme a crecer y madurar como persona, por estar
siempre conmigo apoyándome en todas las circunstancias posibles los
cuales también son parte de esta gran alegría
A nuestra Asesora Metodológica, MSc. Emma Lima, quien siempre
nos proporcionó su ayuda con ese don que la caracteriza, el de orientadora
eficaz.
A nuestro Tutor Académico, Ing.Oswald Iriarte, por su valiosa
colaboración.
A nuestra casa de estudio UNERG, por brindarnos esta oportunidad
que me lleva a alcanzar la culminación de esta meta.
6. vi
Mis especiales agradecimientos van dedicados a María Veliz por ser
más que una amiga una verdadera hermana y estar en todo momento cada
vez que necesite de su presencia, este triunfo es por ti y para ti querida
amiga.
Mil palabras no bastarían para agradecerles su apoyo, su
comprensión y sus consejos en los momentos difíciles
Jhosber Mundaray
7. vii
INDICE GENERAL
PP
CARTA DE APROBACIÓN DEL TUTOR ....................Error! Bookmark not defined.
DEDICATORIA.................................................................Error! Bookmark not defined.
AGRADECIMIENTOS................................................................................................ v
LISTA DE TABLAS..................................................................................................... x
LISTA DE FIGURAS ................................................................................................ xii
LISTA DE CUADROS ............................................................................................. xiii
RESUMEN........................................................................Error! Bookmark not defined.
INTRODUCCIÓN.............................................................Error! Bookmark not defined.
CAPÍTULO I......................................................................Error! Bookmark not defined.
EL PROBLEMA..................................................Error! Bookmark not defined.
Planteamiento del Problema ........................Error! Bookmark not defined.
Objetivos específicos…………………………………………………......……8
Justificación de la Investigación........................................................................9
Alcances del Estudio ........................................................................................11
CAPÍTULO II...............................................................................................................12
MARCO TEÓRICO...............................................................................................12
Antecedentes de la Investigación...................................................................12
Bases Teóricas..................................................................................................17
Bases Legales ................................................Error! Bookmark not defined.
CAPÍTULO III ...................................................................Error! Bookmark not defined.
MARCO METODOLÓGICO.............................Error! Bookmark not defined.
Modalidad de la Investigación......................Error! Bookmark not defined.
8. viii
Tipo de Investigación.....................................Error! Bookmark not defined.
Nivel de Investigación....................................Error! Bookmark not defined.
Fases de la Investigación .............................Error! Bookmark not defined.
Población y Muestra ......................................Error! Bookmark not defined.
Técnicas e Instrumentos de Recolección de Información................... Error!
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Técnicas para el Análisis de los Datos .......Error! Bookmark not defined.
CAPITULO IV ...................................................................Error! Bookmark not defined.
HALLAZGOS Y ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS ...Error! Bookmark not
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CAPITULO V ....................................................................Error! Bookmark not defined.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONESError! Bookmark not defined.
Conclusiones...................................................Error! Bookmark not defined.
Recomendaciones .........................................Error! Bookmark not defined.
CAPITULO VI.........................................................Error! Bookmark not defined.
LA PROPUESTA ...............................................Error! Bookmark not defined.
Presentación y Fundamentación de la Propuesta ....Error! Bookmark not
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Objetivos de la Propuesta .............................Error! Bookmark not defined.
General ............................................................Error! Bookmark not defined.
Justificación de la Propuesta........................Error! Bookmark not defined.
Desarrollo de la Propuesta ...........................Error! Bookmark not defined.
9. ix
MEMORIA DESCRIPTIVA PROYECTO DE SERVICIO DE
ABASTECIMIENTO DE AGUAS BLANCAS..............Error! Bookmark not
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MEMORIA DE ARQUITECTURA ................Error! Bookmark not defined.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.............................Error! Bookmark not defined.
ANEXOS ...........................................................................Error! Bookmark not defined.
11. xi
LISTA DE TABLAS
PP
TABLA N° 1: DOTACIONES DE AGUA PARA EDIFICACIONES
DESTINADAS A VIVIENDAS MULTIFAMILIARES .Error! Bookmark not defined.4
12. xii
LISTA DE FIGURAS
pp
Figura 1: Colocación de un acueducto ..............Error! Bookmark not defined.
Figura 2: Obras de tomas ....................................Error! Bookmark not defined.
Figura 3: Estaciones de Bombeo con Cámara Seca.......Error! Bookmark not
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Figura 4: Estación de Bombeo con Cámara Húmeda .....Error! Bookmark not
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Figura 5: Cámara para Válvula de Aire..............Error! Bookmark not defined.
Figura 6: Cámaras de Desagüe ..........................Error! Bookmark not defined.
Figura 7: Cámara para Válvula Seccionadora ..Error! Bookmark not defined.
Figura 8: Cámara para Válvula de Control........Error! Bookmark not defined.
Figura 9: Cámara Compensadora ......................Error! Bookmark not defined.
Figura 10: Componentes principales de un acueducto a presión ............. Error!
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Figura 12: Sistema de abastecimiento de agua por bombeo Error! Bookmark
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Figura 13: Tanque de Almacenamiento de Agua Potable elevado ........... Error!
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Figura 14: Plano con Topografía Modificada del Sector la Gabana AutoCAD
..................................................................................Error! Bookmark not defined.
Figura: 15 Entorno del programa EPANET.......Error! Bookmark not defined.
Figura 16: Menú Archivo ......................................Error! Bookmark not defined.
Figura 17 Menú edición Fuente: Manual Epanet .............Error! Bookmark not
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Figura 18 Menú ver ...............................................Error! Bookmark not defined.
Figura 19 Menú proyecto .....................................Error! Bookmark not defined.
Figura 20 Menú informes .....................................Error! Bookmark not defined.
13. xiii
Figura 21 Menú ventanas ....................................Error! Bookmark not defined.
Figura 22 Menú ayuda..........................................Error! Bookmark not defined.
Figura 23: Esquema de la red .............................Error! Bookmark not defined.
Figura 24: Introducción de datos a los caudales en el programa Epanet Error!
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Figura 25: Visor de datos .....................................Error! Bookmark not defined.
Figura 26: Visor de esquema ..............................Error! Bookmark not defined.
Figura 27: Asignación de valores por defecto (Identificativo ID) ............... Error!
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Figura 28: Valores por defecto (Propiedades)..Error! Bookmark not defined.
Figura 29: Valores por defecto (Opciones Hidráulicas) ..Error! Bookmark not
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Figura 30: Diseño base ingresando los datos a cada nodo y tuberías..... Error!
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Figura 31: Repartición de caudal en cada nodo...............Error! Bookmark not
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Figura 32: Valores por Defectos 2.5 QM ...........Error! Bookmark not defined.
Figura 33: Diseño con el 2.5 QM en Programa Epanet ..Error! Bookmark not
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Figura 34: Valores por defecto 1.8 QM+ Incendio. ..........Error! Bookmark not
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Figura 35: Diseño en Epanet agregando el 1.8 QM más Incendio ........... Error!
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Figura 36: Diseño en AutoCad de la red de acueducto al sector la Gabana,
ubicada en el Municipio Juan Germán Roscio nieves, Parroquia San Juan de
los Morros, Estado Guárico .................................Error! Bookmark not defined.
Figura 37: Procesos a llevar a cabo en función de los contaminantes
presentes. ...............................................................Error! Bookmark not defined.
Figura 38: Grado de tratamiento .........................Error! Bookmark not defined.
14. xiv
LISTA DE CUADROS
PP
Cuadro N° 1: Descripción de las Etapas Metodológicas Error! Bookmark not
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Cuadro N° 2: Registro de observación directa respecto a las condiciones
actuales del sector La Gabana, ubicada en la parroquia San Juan de los
Morros, del Municipio Juan Germán Roscio Nieves del Estado Guárico. Error!
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Cuadro N° 3 Descripción de los comandos del menú archivo……………….77
Cuadro N° 4 Comandos del menú edición........Error! Bookmark not defined.
Cuadro N° 6 Descripción de los comandos del menú proyecto ................ Error!
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Cuadro N° 7 Descripción de los comandos del menú informes ................ Error!
Bookmark not defined.
15. xv
Cuadro N° 8 Descripción de los comandos del menú ventanas ............... Error!
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Cuadro N° 9 Descripción de los comandos del menú ayuda Error! Bookmark
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Cuadro N° 10: dotaciones de agua para edificaciones destinadas a viviendas
multifamiliares según Gaceta 4.044 ...................Error! Bookmark not defined.
Cuadro N° 11: Normativa de Número de Dormitorios .....Error! Bookmark not
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Cuadro N° 12: Calculo de caudal medio diario.Error! Bookmark not defined.
Cuadro N° 13: Diámetros Según Resultados ...Error! Bookmark not defined.
Cuadro N° 14: Cotas en cada nodo....................Error! Bookmark not defined.
Cuadro N° 15 Conocer la longitud y longitud mayorada en cada tramo .. Error!
Bookmark not defined.
Cuadro N° 16 Datos de Entrada al programa Epanet Diseño Base ......... Error!
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Cuadro N° 17: Resultados del estado de cada nodo del Diseño Base
obtenido en el programa Epanet.........................Error! Bookmark not defined.
Cuadro N° 18: Resultados del estado de líneas de red del Diseño Base
obtenido en el programa Epanet.........................Error! Bookmark not defined.
Cuadro N° 19: Resultados del estado de líneas de red del Diseño con el 2.5
QM obtenido en el programa Epanet .................Error! Bookmark not defined.
Cuadro N° 20 Resultados del estado de líneas de la red del Diseño con el 2.5
QM obtenido en el programa Epanet .................Error! Bookmark not defined.
Cuadro N° 21: Resultados del estado de los nodos de la red del Diseño con
el 1.8 QM más Incendio más Incendio obtenido en el programa Epanet Error!
Bookmark not defined.
Cuadro N° 22: Resultados del estado de las lineas de la red del Diseño con
el 1.8 QM más Incendio más Incendio obtenido en el programa Epanet Error!
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Cuadro 23: Matriz FODA......................................Error! Bookmark not defined.
16. xvi
República Bolivariana de Venezuela
Universidad Nacional Experimental de los Llanos Centrales
“Rómulo Gallegos”
Área de Ingeniería Civil
DISEÑO DE UNA RED DE ACUEDUCTOS PARA DOCE EDIFICIOS
UBICADOS EN LA COMUNIDAD LA GABANA DE SAN JUAN DE LOS
MORROS – ESTADO GUARICO, USANDO EL PROGRAMA EPANET
17. xvii
Autores:
Zenair Beatriz Leal Cadamo
Jhosber Daniel Mundaray Hernandez
Tutor Académico:
Ing. Oswald Iriarte
Fecha: Febrero 2018
RESUMEN
El acueducto es un sistema o conjunto de sistemas, que permite transportar
agua en forma de flujo continuo desde un lugar en el que ésta es accesible
en la naturaleza, hasta un punto de consumo distante, donde cualquier
asentamiento humano, por pequeño que sea, necesita disponer de un
sistema de aprovisionamiento de agua que satisfaga sus necesidades
vitales, es por ello que el objetivo de la presente investigación fue diseñar la
red de acueducto para 12 edificios que se encuentran en estudio de
construcción para proyectar en la comunidad La Gabana, ubicada en la
ciudad de San Juan de los Morros, Municipio Juan Germán Roscio Nieves,
del Estado Bolivariano de Guárico cuyos diámetros de diseño propuestos
fueron de tubería de PVC de cuatro, seis y ocho pulgadas. Para llevar a
cabo este diseño fue necesario realizar un levantamiento topográfico, para
conocer el terreno, una vez obtenida la información, se procedió a trazar la
red, para luego calcularla después de haber definido el punto de
abastecimiento, todo esto con el apoyo del programa EPANET, el cual
permite simular el sistema, hasta obtener el que cumpla con lo establecido
en las Normas Sanitarias Venezolanas. A su vez se usaron otros programas
de computación como el Autocad 2018, para la elaboración de los planos,
Excel y Lulowin para obtener los análisis de precios unitarios de cada partida
de dicho presupuesto. Para llevar a cabo los objetivos planteados en la
investigación se ejecutó una metodología tipo proyecto factible, de
modalidad campo-descriptiva y de carácter cuasi experimental estableciendo
para ello los datos generales del parcelamiento, trazado de la red, en tal
sentido las tomas domiciliarias, tales como llaves, son consideradas para el
periodo de diseño, en cuanto a la población y expansión del servicio, as{i
como caudales de diseño, incluyendo para la propuesta memoria descriptiva,
cálculo, planos, cómputos, y presupuesto.
Palabras claves: Red, acueducto, Epanet
18. 1
INTRODUCCIÓN
El agua es de suma importancia para todos los seres vivos y es una
sustancia incolora, inodora e insípida, fundamental para la vida y presente en
la mayoría de los componentes que integran el planeta Tierra; este
compuesto, según su fórmula química, está constituido por dos átomos de
hidrógeno y uno de oxígeno (H2O), los cuales necesita a diario el ser
humano, tanto es así que, el agua constituye el 70% del peso de un ser
humano cuando nace. En los adultos, el agua representa de 50 a 70% de su
peso entre los hombres y de 40 a 60% entre las mujeres, el cuerpo gana
agua mediante los fluidos y alimentos que consume y pierde agua por medio
de la respiración, el sudor, la orina y las heces; esta pérdida de agua debe
ser compensada de lo contrario el cuerpo dejará de funcionar
adecuadamente.
El abastecimiento de agua potable es una cuestión de supervivencia.
Todos necesitan acceso a una cantidad suficiente de agua potable para
mantener la buena salud y la vida. Sin embargo, no todo se reduce a los 15 ó
20 litros de agua por día que se necesitan para mantenerse vivo y sano. La
fuente de agua debería estar a una distancia que permitiera a los integrantes
del hogar acceder a ella con facilidad y tomar de ella suficiente agua como
para satisfacer las necesidades que exceden la supervivencia y la salud.
Un sistema de distribución de agua potable se proyecta para
suministrar un volumen suficiente de agua a una presión adecuada y con una
calidad aceptable, asequible y saludable desde la fuente de suministro hasta
los consumidores. El sistema básico de abastecimiento de agua potable,
incluye la infraestructura necesaria para captar el agua de una fuente que
reúna condiciones aceptables, realizar un tratamiento previo para luego
conducirla, almacenarla y distribuirla a la comunidad en forma regular.
De esta manera, dentro de los elementos esenciales para la existencia
de la humanidad se encuentra el agua potable, por consiguiente, es
19. 2
necesario realizar estudios que permitan de una manera eficiente y
económica abastecer a los diferentes asentamientos y comunidades del vital
líquido, con una calidad adecuada. No obstante, en Venezuela aún existen
muchas comunidades rurales que carecen de este servicio básico.
En este orden de ideas, el diseño de acueductos comprende la
estructura que permite transportar agua en forma de flujo continuo desde un
lugar en el que está accesible en la naturaleza, hasta un punto de consumo
distante. Particularmente este trabajo de investigación obedece a una
necesidad existente en la comunidad “La Gabana” ubicada en la ciudad de
San Juan de los Morros, estado Guárico, la cual representa un sector de
bajos recursos con pocas viviendas unifamiliares que carecen de un sistema
de acueducto para el beneficio de sus habitantes, los cuales se han visto en
la necesidad de usar tanques y bombas de forma artesanal, por cuanto no se
dispone de un sistema que se encargue de realizar una buena captación y
distribución de agua potable.
Este orden de ideas, la investigación realizada se presenta como
proyecto factible de tipo descriptivo y el cual es llevado como un diseño
cuasiexperimental, donde se señalan claramente los objetivos generales y
específicos de la propuesta las cuales están enmarcada en el diseño de una
red de acueductos para 12 edificios en estudio de construcción, para ser
ubicados en la comunidad mencionada , el cual es realizado mediante el
Programa EPANET el cual permite modelar para identificar el
comportamiento adecuado de la red y tuberías. En tal sentido, dicha
investigación está estructurada por los siguientes capítulos:
Capítulo I, El Problema, correspondiente al planteamiento del
problema, objetivo y justificación de la investigación y delimitación del
estudio.
Capítulo II, Marco Teórico, Comprende los antecedentes de la
investigación, sus bases teóricas con el desarrollo de los objetivos, las bases
legales y la definición de términos básicos.
20. 3
Capítulo III, Marco Metodológico, correspondiente a la modalidad, tipo
y diseño de investigación, técnicas de recolección y análisis de datos.
Capítulo IV radica en los análisis y resultados, en donde se
desarrollaron cada una de las actividades necesarias para llevar a cabo El
Diseño De La Red De en la comunidad La Gabana, Ubicado San Juan De
Los Morros, Municipio Juan German Roscio Nieves, Estado Guárico.”
Capítulo V: se Originan las conclusiones respecto al análisis y sus
respectivas recomendaciones.
Capítulo VI: Propuesta de la investigación, representa la generación
de los productos de ingeniería de detalles para la solución a la problemática
en estudio, dando respuestas al diseño de la red de acueducto en la
comunidad “La Gabana” de San Juan de los Morros, municipio Juan Germán
Roscio Nieves del estado Guárico utilizando el programa Epanet. Se
incluyen en este trabajo con las referencias bibliográficas.
21. 4
CAPÍTULO I
EL PROBLEMA
Planteamiento del Problema
El agua, históricamente ubicada dentro de un sector denominado
recursos hídricos, es fundamental para la supervivencia de los seres vivos,
además de ser un significativo elemento para casi todas las actividades
económicas y recreativas de una comunidad. De acuerdo con Ferrera y otros
(2015), “Es el recurso más empleado por la industria, para producir energía,
actividades agrícolas, base para redes de transporte y vehículo para
disposición de desechos; su presencia o carencia afecta la calidad de vida de
las sociedades” (p. 33).
El agua, a pesar de cubrir más del 70% de la superficie del planeta, es
considerada un recurso escaso debido a que solo un pequeño porcentaje de
la misma es definida como agua dulce útil para los humanos. Es así, que
existen en el mundo por lo menos 1.100 millones de personas sin acceso a
agua potable y 2.400 millones carecen de condiciones de salubridad
adecuada. El número de personas que no tienen acceso al agua segura
aumentó casi 62 millones, en la última década (UNESCO, 2015). El
incremento de la población y actividades económicas llevan a conflictos y a
una creciente competencia por los recursos limitados de agua dulce.
En Venezuela, la prestación de los servicios de suministro de agua
potable y recolección de aguas residuales es de competencia municipal de
acuerdo a la normativa vigente, pero esta situación no se cumple en su
totalidad. La empresa gubernamental Compañía Anónima Hidrológica de
Venezuela (HIDROVEN) actúa como órgano rector en materia de
abastecimiento de agua potable, recolección y tratamiento de las aguas
residuales y drenajes urbanos asi como también las hidrológicas de cada
4
22. 5
estado. Este organismo, además, dicta las directrices para la administración,
operación, mantenimiento y ampliación de los sistemas que son atendidos
por sus filiales.
Actualmente, el servicio de suministro de agua potable y recolección
de aguas residuales es prestado por 17 empresas, de las cuales 9 son
centralizadas (dependen del gobierno central y están coordinadas por
HIDROVEN), 7 son descentralizadas (dependen de gobiernos estatales y/o
municipales) y 1 opera bajo la figura de un departamento de un ente del
Estado. Con relación a esto, Vásquez (2016) destaca:
Pese a no haber construido obras importantes de infraestructura
para abastecimiento de agua, el MINEA asegura que el
porcentaje de cobertura de agua potable es del 95%.
Entendiendo como cobertura el tener acceso al servicio de agua
potable dentro del hogar. Sin embargo, esta cifra no pudo ser
ratificada de manera independiente en la Encuesta Nacional de
Condiciones de Vida (ENCOVI) del año 2014, en la que destaca
la participación de las Universidades: Central de Venezuela
(UCV), Católica Andrés Bello (UCAB) y Simón Bolívar (USB). En
este estudio concluyen que el 83,6% de la población tiene
acceso al agua potable a través de conexión al acueducto,
mientras que el resto debe acudir a pilas públicas, camiones
cisternas, acarreo u otros medios, lo que contrasta con los datos
oficiales (p. 2)
Es importante destacar que Venezuela cuenta con una gran
disponibilidad de agua que se concentra en las zonas menos pobladas. Estas
y otras características hacen que el área de acción de las empresas
operadoras sea diferente. Algunas atienden extensas regiones, mientras que
otras lo hacen en zonas de mucha densidad de población. Existen también
diferencias, en la altitud y temperatura en el área asignada. El servicio de
suministro de agua potable y recolección de las aguas residuales deben
prestarse bajo los criterios de calidad, eficiencia, confiabilidad, equidad, no
discriminación y rentabilidad. La eficiencia garantiza el retorno del capital y
una mejora en el precio y la calidad del servicio, favoreciendo la mejora en la
calidad de vida. Se han hecho esfuerzos para que los servicios de suministro
23. 6
de agua lleguen a toda la población, lo que ha permitido alcanzar amplias
cuotas de cobertura. La cobertura es menor en el servicio de recolección de
aguas residuales. Además, estas coberturas son menores en las zonas
menos pobladas y las diferencias se acentúan a nivel rural.
Sin embargo, en muchos casos se han identificado graves problemas
de calidad en el diseño y construcción de los sistemas de abastecimiento de
agua rurales y periurbanos, con grandes presiones de servicio, pérdidas
físicas de agua y despilfarro por parte de los usuarios, debido a la falta de
micro-medición y al no cobro del servicio. Al superarse estas limitaciones, se
genera una fuente potencial, que a través de prácticas de uso eficiente de
agua permitiría destinar parte del agua ahorrada a actividades productivas,
sin la necesidad de grandes inversiones en obras físicas (Sánchez y
Sánchez, citado por Mondragón, 2015).
De no contar con un acueducto, Higuerey, González y Trujillo (2013)
explican que las otras formas de tener acceso al agua en Venezuela son las
siguientes: camión cisterna, pila pública o estanque, pozo con tubería o
bomba pozo o manantial protegidos y otros medios (aljibes o jagueyes, ríos,
quebradas, agua de lluvia). En el año 2001, estas formas representaban
entre el 1% y el 5%.
Particularmente, la comunidad “La Gabana” ubicada en la ciudad de
San Juan de los Morros, municipio Juan Germán Roscio Nieves del estado
Guárico, se localiza en terrenos adquiridos desde el año 2002, por una
ciudadana guariqueña de nombre Juana Bautista González, quien representa
a la comunidad como su fundadora. Cabe mencionar que la comunidad antes
mencionada consta de casas construidas, pero con una construcción irrisoria,
de aproximadamente 12 viviendas, las cuales no pueden tener una red de
acueductos por la poca cantidad de casas debido que no es viable
económicamente y siendo así los habitantes de dicha comunidad hacen
referencia de realizar ante organismos del estado un complejo urbanístico
contentivo de 12 edificios y cuya alternativa nos brinda la oportunidad de
24. 7
hacer una red de acueductos para una población más grande y en la cual se
beneficiaran más hogares, a tales efectos la investigación tiene como
finalidad crear una red de acueductos que estén sostenidos por las normas
establecidas por las leyes, normas y lineamientos en materia de urbanismo
Cabe señalar que las familias se benefician a través de bombas y
tanques de agua, con la finalidad de poder obtener el preciado líquido y así
lograr recolectar la mayor cantidad posible, No obstante, es importante
manifestar que en tiempos de sequía la comunidad dependen de los
organismos del estado tales como Hidropaéz, para que llegue a través de
camiones cisterna el agua que surte a la comunidad que hace vida activa en
la Gabana.
Dado los argumentos antes mencionados, y de acuerdo a las visitas
realizadas por los investigadores, hemos podido observar que los miembros
de la comunidad han hecho las gestiones pertinentes ante los organismos del
estado, con la finalidad de que les sea construido la cantidad de 12 edificios
para poder solventar el problema habitacional incluyendo su servicio básico
que debe tener el sector en cuestión. Por consiguiente, es importante señalar
que la comunidad La Gabana, tiene la actitud de sustituir sus terrenos
baldíos por edificios que tengan las comodidades y beneficios que permita a
todas las personas disponer de una vivienda digna, cómoda, higiénica y con
servicios básicos esenciales tales como electricidad y en el caso que nos
ocupa el suministro de agua potable a través de una red de acueductos que
permita garantizar el abastecimiento de la misma hasta las familias que allí
habitan.
Por lo antes expuesto, surge el interés por nuestra parte como
investigadores de realizar un diseño de red de acueducto para los edificios
que se desean proyectar a la comunidad “La Gabana”, del municipio Juan
Germán Roscio Nieves de la ciudad de San Juan De Los Morros estado
Guárico, por lo que hemos estudiado realizar tal investigación para efectuar
el diseño de la red de acueducto y cumplir con las necesidades de la
25. 8
población
En este sentido, se formulará una investigación orientada a dar
respuestas a las siguientes interrogantes:
¿Cuáles son las condiciones actuales respecto a la red de distribución
de agua potable de la comunidad La Gabana, ubicada en el municipio juan
Germán Roscio nieves de la ciudad de san juan de los morros estado
Guárico?
¿Cuáles serían los requisitos técnicos establecidos mediantes las
Normas Sanitarias, para diseñar, construir y poner en funcionamiento una red
de acueductos en la comunidad La Gabana ubicada en el municipio juan
Germán Roscio nieves de la ciudad de san juan de los morros estado
Guárico?
¿Cuál es el beneficio que ofrece realizar la red de acueducto mediante
el programa Epanet, por ser un software que permite la simulación del
comportamiento hidráulico y la calidad del agua, en la comunidad La
Gabana, ubicada en el municipio juan Germán Roscio nieves de la ciudad de
san juan de los morros estado Guárico?
Objetivos de la Investigación
Objetivo General
Diseñar red de acueducto en la comunidad “La Gabana”, ubicada en
San Juan de los Morros, Municipio Juan Germán Roscio Nieves estado
Guárico, utilizando el programa EPANET
Objetivos Específicos
Describir las condiciones actuales en términos de las variables que
corresponden al diseño de una red de acueducto para la comunidad La
Gabana, ubicada en el Municipio Juan Germán Roscio Nieves en la ciudad
de San Juan de los Morros del Estado Guárico?
26. 9
Realizar el levantamiento de la información técnica preliminar como
topografía, tipos de viviendas y cantidad de población a beneficiar.
Realizar los cálculos establecidos mediantes las Normas Sanitarias,
para poner en funcionamiento una red de acueductos en la comunidad La
Gabana ubicada en el municipio juan Germán Roscio nieves de la ciudad de
san juan de los morros estado Guárico?
Establecer los beneficios que ofrece el realizar la red de acueducto
mediante el programa Epanet, por ser un software que permite la simulación
del comportamiento hidráulico y de la calidad del agua, en la comunidad La
Gabana, ubicada en el municipio juan Germán Roscio nieves de la ciudad de
san juan de los morros estado Guárico
Justificación de la Investigación
El Estado debe garantizar la protección del agua en todas sus
manifestaciones por ser esencial para la vida de todas las especies y para
las generaciones presentes y futuras. El agua es un bien común y público.
De allí que el acceso al agua potable es un derecho humano fundamental. El
Estado tiene la obligación de suministrar agua potable suficiente a todas las
personas, sin discriminación alguna y con equidad de género.
En este sentido, la justificación social del diseño de un acueducto para
la comunidad “La Gabana” se asocia al hecho que el suministro de agua
potable es necesario para la habitabilidad de las poblaciones y para que
tengan calidad de vida. El crecimiento del desarrollo económico y social de
una sociedad depende en gran medida de poder contar con el servicio de
acueducto. De esta manera, poder diseñar acueductos que lleven agua
potable a una comunidad conlleva una gran responsabilidad, pues para
lograrlo es necesario realizar obras hidráulicas, sistema de tratamiento del
27. 10
agua, su almacenamiento, distribución y recolección, entre otras.
Teóricamente, se llevará a cabo una observación documental de
fuentes nacionales e internacionales asociadas con la ingeniería hidráulica,
los acueductos y temas relacionados, los cuales además de dar respuesta a
los objetivos del estudio, pasará a ampliar el contenido documental existente,
y servirá de referencia a futuros trabajos de investigación que traten
problemas similares.
Así mismo, esta investigación se justifica pues tiene fundamento en la
Ley del Plan de la Patria (2013), Sobre el Objetivo Histórico N° 3 la cual
ha programado objetivos dirigidos fortalecer y mejorar los sistemas de agua
potable a lo largo del territorio nacional, manteniendo e incrementando la
continuidad del servicio de agua potable, mediante la culminación y
construcción de cien acueductos a nivel nacional, para garantizar la
producción de 4.000 millones de metros cúbicos de agua potable.
Igualmente, en esta Ley se establece la consolidación del Plan
Nacional de Aguas para mejorar, reforzar y establecer el suministro de agua
en todo el país y especialmente en comunidades populares, con la
participación protagónica de los comités de agua y otras organizaciones del
Poder Popular; todo ello para universalizar el servicio de agua potable y la
disponibilidad oportuna para toda la población, garantizando la equidad,
fortalecimiento, ampliación, operación y mantenimiento de la infraestructura
de almacenamiento y distribución de agua potable.
Académicamente, esta investigación se adscribe al Departamento:
Hidráulica Sanitaria, Línea de Investigación: Hidrología e Hidráulica Urbana
y Rural, debido a que comprende procesos del ciclo hidrológico para el
desarrollo y control de infraestructura hidráulica, en este sentido diseñar un
acueducto se considera una alternativa de solución cuya función está
orientada a entregar a la población un suministro eficiente y continuo de
agua, en cantidad y presión adecuada.
Cabe destacar que se ha seleccionado el software Epanet, debido a
28. 11
que ofrece la versión “matemática” de elementos físicos que se encuentran
en los sistemas de distribución de agua potable tales como estanques,
embalses, tuberías y bombas, entre otros, de forma tal que, previa
introducción de la información básica requerida por cada uno de ellos, se
ensamble un modelo matemático que simulará las condiciones hidráulicas en
dicho sistema, generando a su vez parámetros tales como presiones, niveles
de agua y velocidades.
Alcances del Estudio
Alcance geográfico-poblacional
Refiere a la elección de la comunidad “La Gabana”, la cual se localiza
en la ciudad de San Juan de los Morros, municipio Juan Germán Roscio
Nieves del estado Guárico-Venezuela.
Alcance temporal
Corresponde al logro de los objetivos formulados en la investigación
estimada en un lapso total de diez meses, contando desde el mes de abril
del 2017 hasta el mes de febrero del 2018, para llevar a cabo las revisiones
bibliográficas y la elaboración del diseño del acueducto.
Alcance práctico del estudio
Está representado por las asignaturas que ofrece la carrera tales
como: Acueductos y Cloacas, Obras Hidráulicas, e Hidrología, entre otras;
así como el uso del software EPANET, el cual es un modelo de simulación
hidráulico por computador que ayuda a predecir el comportamiento hidráulico
y de la calidad del agua en un sistema de distribución de agua durante
períodos de operación prolongados.
29. 12
CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO
El Marco Teórico, de acuerdo con Santalla, citado por Balliache
(2014), “está constituido por un conjunto de teorías, enfoques teóricos,
investigaciones y antecedentes que se consideran válidos para el encuadre
correcto de la investigación que se quiere realizar” (p. 25). En este sentido,
este capítulo contempla los antecedentes o investigaciones relacionadas con
el estudio propuesto realizadas por otros investigadores, las bases teóricas
así como las bases legales.
Según lo expone Cerda (2013) los antecedentes de la investigación
muestran todos los estudios presentados con anterioridad, los cuales de
alguna manera están relacionados con la investigación. De esta forma, los
estudios encontrados son investigaciones que aportan un valor y permiten
aclarar información básica relacionada con las variables y con el objeto de
estudio. Así, con el propósito de conocer los estudios realizados en el área
objeto de estudio se presentan algunas investigaciones desarrolladas a nivel
internacional y nacional.
Antecedentes de la Investigación
Es el conjunto de aportes teóricos presente en el problema que será
objeto de estudio; cuya denominación depende de la modalidad y el tipo de
investigación. En este sentido, Morales, (2009), señala que el marco
referencial se refiere a:
Los componentes ó elementos básicos del proyecto definitivo son:
el marco teórico conceptual y el marco operacional ó
metodológico, el último describe el cómo hacer y el primero se
refiere al qué de la acción. La función del marco teórico es, pues,
precisar y organizar las ideas y conceptos contenidos en la
30. 13
sección introductoria, de manera que los mismos puedan ser
manejados de forma concreta.
En atención a los antecedentes de estudio de la investigación se
encuentran los siguientes estudios relacionados con la misma:
Internacionales
Para Colmenares y Sáenz (2015) presentaron ante la Universidad
Militar Nueva Granada un estudio denominado “Diseño del sistema de
acueducto en la vereda Perdiguiz del municipio de Macanal, Boyaca -
Colombia” utilizando modelación matemática” el trabajo respondió a la
necesidad de proveer un servicio vital como lo es el agua potable a una
población pequeña localizada en la vereda Perdiguiz del municipio de
Macanal, Boyacá. Con el objetivo de ayudar a la comunidad se decide
diseñar una red de acueducto óptima para la localidad mencionada.
Recopilando información de la zona en instituciones como el IDEAM,
DANE, SISBEN y la alcaldía municipal, se procede a analizar características
demográficas, climatológicas, entre otras y así evaluar posibles fuentes de
abastecimiento. Teniendo en cuenta la topografía de la zona, las exigencias
contempladas en el Reglamento Técnico del Sector de Agua potable y
Saneamiento básico (RAS 2000), se procede a hacer el diseño hidráulico de
la red y modelarlo en el programa EPANET 2.0 aplicando a la vez los
conocimientos adquiridos en el transcurso de la carrera.
En Nicaragua, Suce, Quezada y García (2015) presentaron ante la
Universidad Nacional Autónoma de Nicaragua llevó a cabo un trabajo titulado
“Propuesta de diseño de un Sistema de Abastecimiento de Agua
Potable por bombeo eléctrico para el Asentamiento 23 de Octubre de la
comunidad Limón #1 del municipio de Tola, Rivas período 2015-2034”.
El trabajo de graduación describe en forma detallada el procedimiento a
través del cual se desarrolló la propuesta de diseño de un sistema de
31. 14
abastecimiento de agua potable por bombeo eléctrico para el Asentamiento
23 de Octubre del municipio de Tola, departamento de Rivas, para un
período de 20 años (2015-2034); con el propósito de ayudar al mejoramiento
de las condiciones higiénico-sanitarias de la comunidad.
El sistema fue diseñado en base a las “Normas técnicas para el diseño
del sistemas de abastecimiento de agua potable en el medio rural” emitidas
por el INAA, en combinación con los estatutos establecidos por el FISE para
la formulación y desarrollo de proyectos de agua potable en el sub sector
rural, considerando las condiciones particulares que rigen esta propuesta a
través de un análisis a fondo de las características socioeconómicas de la
comunidad, y características topográficas. El documento también contiene la
memoria de diseño y los aspectos técnicos considerados durante las etapas
de estudio y diseño, además de los datos recolectados durante la
investigación de campo e información suministrada por entes competentes.
Basado en las consideraciones anteriores se puede destacar que
diseñar un sistema de abastecimiento urbano, es lograr un agua potable
que cumpliendo con los requisitos mínimos de calidad exigidos en la
normativa vigente satisfaga las necesidades de los consumidores tanto en
calidad como en cantidad en los diferentes puntos del sistema y en toda
época, cuya importancia radica en los antecedentes consultados en el
establecimiento de los parámetros de diseño considerados en cada uno de
estos trabajos tales periodo de diseño, el caudal, perdida de agua en
conducciones, requisitos de tuberías, materiales, especificaciones y control
de calidad de tuberías presiones, diámetros, velocidades, pendientes y
profundidades .
Nacionales
Para proceder con el orden investigativo León (2013) presentó ante la
Universidad de Oriente un trabajo de grado titulado “Diseño de red de
distribución de aguas blancas y recolección de aguas negras, para
32. 15
comunidad El Huequito, ubicada en Turgua, sector Monterola,
municipio El Hatillo, estado Miranda-Venezuela”, en el cual plantean que
en Venezuela, como en todos los países, el agua es considerada un recurso
natural de suma importancia para la subsistencia de una comunidad,
convirtiéndola así en un servicio básico indispensable como también lo es la
electricidad y el gas para los habitantes que la constituyen.
La comunidad El Huequito se encuentra ubicada en Turgua, sector
Monterola circunscrita con un área de terreno de 5 hectáreas, conformadas
por 11 casas y 54 habitantes, dicha comunidad presenta problemas en la
captación de agua potable y en la recolección de las aguas servidas. Por lo
que se diseñó una red de distribución de aguas blancas y un sistema
recolector de aguas servidas, ayudándolos así a captar y recoger las
mismas, proyectando primordialmente su funcionamiento por gravedad.
Los diseños de red de aguas blancas y recolección de aguas servidas
en cuanto a procedimientos a seguir suelen ser parecidos, pero en cuanto a
cálculos son diferentes: un sistema de distribución de aguas se basa en el
cálculo y determinación de tuberías que permitan trasladar el agua a cada
casa para diferentes usos. En cambio, el diseño de una red de recolección de
aguas residuales se enfoca en todos los cálculos previos para poder
determinar un conjunto de tuberías principales y ramales que permitan
conducir las aguas negras provenientes de las casas hasta el punto de
disposición final.
La data para la conceptualización del proyecto se obtuvo en base a
unas inspecciones de campo, entrevistas a miembros de la comunidad y a
ingenieros expertos en el área, por lo que la solución presentada sin duda
contribuye a resolver las problemáticas de servicio que presenta la
comunidad El Huequito.
Aun cuando el citado trabajo no está en el período establecido para la
33. 16
presentación de los antecedentes de la investigación, es importante
considerar que su selección es significativa para el presente estudio, en el
sentido que se trata de una pequeña comunidad, que al igual que “La
Gabana” requiere de una distribución de aguas blancas, como derecho
establecido constitucionalmente.
Por su parte, Gragirena (2014) presentó ante la Universidad Nacional
Experimental Politécnica Antonio José de Sucre un trabajo de grado
denominado “Diseño del acueducto mayor del área Boyacá de la Faja
Petrolífera del Orinoco” el cual contiene los resultados de una investigación
técnica, económica y ambiental que engloba la construcción del Acueducto
Mayor Boyacá de la Faja Petrolífera del Orinoco, así como también el
planteamiento de las alternativas de configuración del mismo de manera que
se pueda evaluar la opción más idónea.
Dicho acueducto tiene la finalidad de abastecer la demanda hídrica para
la población natural y la población asociada a la fuerza laboral, así como el
desarrollo petrolero (bloques de producción, refinería y
posterior petroquímica), generación eléctrica presentes en las poblaciones de
Cabruta, Santa Rita y Espino del estado Guárico. Para la elaboración de
este trabajo, fue preciso elaborar la un balance de oferta y demanda, evaluar
las alternativas de en el ámbito de ingeniería y aspectos tecnológicos,
identificar las variables ambientales de la región, realizar un plan de
ejecución clase V, elaborar la estimación de costos clase V de cada
alternativa, evaluar la factibilidad económica del proyecto y por ultimo un
análisis cualitativo de riesgos.
Aunado a esto Flores y Leal (2016) En su trabajo de grado que lleva
por título “Sistema de Acueducto con Estanque de Almacenamiento para
el Sector “Viejo Domingo” de la comunidad Rural los “Bagres”,
Municipio Juan German Roscio, Estado Guárico” el cual fue presentado
34. 17
ante la Universidad Rómulo Gallegos para optar al título de Ingeniera Civil, y
que cuyo objetivo principal es proponer un sistema de acueducto con
estanque de almacenamiento para el sector antes ya mencionado, partiendo
de las necesidades identificadas en el sector estudiado. Cabe destacar que
el estudio se enmarca dentro de la modalidad de un proyecto factible con
base en un estudio de campo de tipo descriptivo. Para la ejecución del
estudio se realizó en diferentes fases, siendo la primera el diagnóstico de la
situación actual del sector, para determinar el problema de una manera
perceptible. Posteriormente se levantó la información necesaria como datos
topográfico, observación directa, revisión bibliográfica búsqueda de trabajo
de grado de sistema de acueductos existentes y asociados al diseño y
cálculo de los sistemas de distribución y captación respectivo que generan el
presente proyecto de sistema de acueducto en dicha zona en estudio, lo cual
incluye las obras primordiales para la aducción, potabilización, conducción,
almacenamiento y distribución básico en un sistema de este tipo
Bases Teóricas
Teniendo en cuenta, estas consideraciones y el esencial carácter teórico
practico del proceso de conocimientos, el cometido que cumplirá el marco
teórico en esta investigación, es exactamente, situar al problema objeto de
estudio dentro de un conjunto de conocimientos, lo más sólido posible, al fin
de orientar la búsqueda y ofrecer una conceptualización adecuada de los
términos utilizados, pudiendo ser manejados y convertidos en acciones
concretas. A tal fin, será necesario delimitar los parámetros conceptuales que
sustentaran y complementaran el estudio; implicando esto la inclusión de
todos los elementos teóricos ya conocidos y valorados, como los nuevos y
confiables, que servirán de apoyo a elementos implicados en la búsqueda
investigativa.
35. 18
Con el propósito de sustentar ampliamente la realización de esta
propuesta se presenta una serie de teorías y conceptos afines con la
problemática planteada y se detallan las teorías consultadas:
Las bases teóricas, para Bavaresco (2008), comprenden “un conjunto
de conceptos y proposiciones que constituyen un punto de vista o enfoque
determinado, dirigido a explicar el fenómeno o problema planteado” (p. 97).
Esta sección se divide en función de los tópicos que integran la
temática tratada y de las variables que serán analizadas.
Acueductos
López 2009 dice que los acueductos son sistemas o conjunto de
sistemas de irrigación que permiten transportar agua en forma de flujo
continuo desde un lugar en el que ésta accesible en la naturaleza, hasta un
punto de consumo distante.
Por lo general, la idea de construir un Acueducto surge ante la
necesidad de proveer de agua a sitios o poblaciones que no disponen en
abundancia de la misma, o en caso de disponer, que su calidad sea
deficiente. Por estar transportando un recurso de primera necesidad para
el desarrollo humano y por estar involucrada en general una cantidad
importante de personas, de recursos de la Ingeniería e importantes recursos
económicos, es que el diseño correcto de esta obra se hace especialmente
importante, sobre todo teniendo en cuenta la trascendencia social de la obra
en consideración.
Los Acueductos pueden funcionar "a presión", (en tuberías cerradas) o
bien "a superficie libre" (a través de canales o tuberías parcialmente llenas).
Los primeros tienen la limitación impuesta por la tecnología actual de
tuberías, por lo que se usan por lo general para caudales menores a los 4
m3/s. Cuando los caudales son muy grandes, resulta mucho más cómodo y
económico el transporte a superficie libre. En el rango de caudales medios,
36. 19
habrá que analizar la situación de la zona, sobretodo la topografía, para
decidir cuál sería la alternativa más conveniente.
Figura 1: Colocación de un acueducto
Fuente: https://www.google.co.ve/search?q=acueducto+definicion
Diseño de Acueductos
Existen diferentes diseños mediante los cuales se señalan lo siguiente:
Diseño de acueductos para llevar agua potable a las comunidades
Crear una infraestructura adecuada para el suministro de agua es
trabajo de expertos ingenieros civiles que estén en capacidad del diseño de
acueductos que verdaderamente solucionen las necesidades de una
población, sea grande o pequeña, y que estén acordes al capital que la
misma tiene para invertir en ello.
El saneamiento básico es una necesidad indispensable en las
comunidades. El suministro de agua potable es necesario para que las
poblaciones tengan calidad de vida y se eviten enfermedades. El desarrollo
económico y social de una sociedad, depende en gran medida de poder
contar el servicio de acueducto.
Para poder diseñar acueductos y alcantarillados que lleven agua
potable a una comunidad conlleva una gran responsabilidad, pues para
lograrlo es necesario realizar obras hidráulicas, sistema de tratamiento del
agua, su almacenamiento, distribución y recolección, entre otras.
37. 20
Algunos de los factores que determinan el período del diseño de
acueductos, es decir, el tiempo determinado para que el sistema funcione
con eficiencia, se determina por:
1. La transformación en la economía y en el desarrollo social de la
comunidad para la cual fue diseñada
2. El desgaste o daños de las estructuras con las que se fabricaron los
acueductos
3. El desarrollo del mismo proyecto como tal, ampliaciones o mejoras
para lograr que el agua sea transportada es necesario:
4. Determinar el tipo de fluido
5. Identificar las condiciones topográficas
6. Determinar si se usará tubería o conductos de presión
Cabe anotar que la cantidad de agua que vaya a entregar el
acueducto es determinante en el diseño del mismo. Por tal razón es
necesario diagnosticar el período, la población, el área y la hidrología del
diseño, además de los usos del agua y la inversión de capital.
Componentes de un acueducto a presión
Cabe destacar que para Muñoz (2010) existen una serie de pasos
para los componentes de un acueducto a presión, en primer lugar tenemos la
toma y estación de bombeo, de la cual extraemos el agua del subsuelo. Esta
se dirige hacia el dispositivo de ariete, el cual se encargará de desviarla
hasta el depósito de descarga. El agua sigue circulando hasta que acaba
llegando a la estación de bombeo, allí es impulsada hasta la cámara
compensadora. El agua continua su camino tras haber pasado por dos
válvulas distintas, una de desagüe y otra de aire. Por último solo nos queda
nombrar la cámara reguladora de presión, la cual se encargará de mandar
toda el agua a las distintas redes de distribución con las que cuente nuestra
ciudad
38. 21
Obra de toma
La Obra de Toma forma un conjunto de estructuras y sus auxiliares
que permiten extraer agua del curso de un río o de algún tipo de embalse
(natural o artificial) en condiciones satisfactorias de flujo y con un control
adecuado.
El diseño de la misma varía mucho de acuerdo con las condiciones
geológicas y topográficas, el lugar de donde se realiza la extracción y las
variaciones del caudal a extraer. En grandes ríos o en grandes presas,
incluso, se puede requerir de varias tomas, o bien una toma con varios
pasajes o conductos. En general, una obra de toma consiste en una
estructura de entrada, conductos, mecanismos de regulación y emergencia
con su equipo de operación y dispositivos para disipación de energía.
En la Figura 2 se pueden apreciar algunos diseños comunes para este
tipo de obra.
Figura 2: Obras de tomas
Fuente: http://escuelas.fi.uba.ar/iis/acueductos%20a%20presion.pdf
39. 22
Tuberías
Constituyen la componente indispensable en las obras de Acueductos
a Presión ya que serán las encargadas de conducir el agua entre la obra de
toma y la reserva final. Por lo general, constituyen no menos del 60% del
costo total de la obra, por lo que es muy importante su estudio profundo si se
quiere hacer un buen proyecto.
Es indispensable una adecuada selección de las mismas (ver
“Selección de Tuberías en base al concepto de Prestaciones Equivalentes”) y
el correspondiente dimensionamiento de acuerdo a los caudales a
transportar, la topografía de la traza elegida y a las solicitaciones (internas y
externas) que deberán soportar (presión de trabajo, sobrepresión por
transitorios, cargas por el relleno de la zanja y por el tránsito, etc.).
- Los materiales más frecuentes de tuberías en la oferta local son:
- Poliester Reforzado con Fibra de Vidrio (PRFV)
- Policloruro de Vinilo (PVC)
- Hormigones Armados y Pretensados o Postesados, con alma de acero o sin
ella.
- Fundición Dúctil
- Acero - Poliester de Alta Densidad (PEAD)
En la selección del material de las tuberías, deben tenerse en cuenta
todos los conceptos descriptos en el tema “Prestaciones Equivalente de
Tuberías de distintos Materiales”.
En apretada síntesis, se recuerda que aquellas tuberías que se
comportan como flexibles una vez instalada en la zanja, están caracterizadas
por una elevadísima resistencia a la tracción, lo que las hace sumamente
40. 23
resistentes a las solicitaciones debidas a la presión interna, requiriendo para
ello pequeños espesores. Pero justamente esta propiedad es la que implica
una baja resistencia a las cargas externas o de “aplastamiento”, puesto que
frente a las mismas la tubería tiende a ovalizarse con facilidad, dando lugar a
reacciones laterales que deben ser resistidas por los prismas laterales de la
zanja con el correspondiente compactado.
Por otra parte, dos características distintivas y destacables de las
tuberías plásticas en general son, su inercia química al ataque corrosivo de
los suelos y que posibilitan un gran atenuamiento para las ondas positivas
por Golpe de Ariete, debida a la baja celeridad de transmisión de las ondas
de sobrepresión y depresión, que presentan como consecuencia de su
elasticidad.
El caso particular del PRFV, presenta una flexibilidad tal de
producción, que permite la adopción del diámetro exacto que el cálculo
hidráulico requiere.
Dentro de las tuberías plásticas, las tuberías de PVC por lo general
constituyen una alternativa de muy buena resistencia muy económica,
siempre y cuando se trabaje en el rango de diámetros entre 63 y 500 mm.
Una característica importante a tener en cuenta es que, para un
diámetro nominal dado, el diámetro real de cálculo hidráulico de estas
tuberías (PVC) es menor cuanto mayor es la resistencia de las mismas. Esto
se debe a que, debido al proceso de fabricación, el incremento de espesor de
las paredes de la tubería, que se hace para aumentar su resistencia, se
realiza hacia adentro y no hacia afuera como en el resto de los materiales del
mercado. Por lo tanto, para las tuberías de PVC, el diámetro real dependerá
de la “clase”
41. 24
Además, su bajo peso, y consecuente facilidad de transporte y
manipuleo en obra, constituyen una importante propiedad a ser evaluada en
los análisis de costos
Las tuberías con comportamiento rígido frente al suelo de apoyo,
permiten un diseño de zanjas menos exigente, puesto que no deben evitar la
ovalización en base a un compactado muy especial de los prismas laterales
Si bien la celeridad de la onda de sobre presiones es del orden de los
1000 m por segundo y, por lo tanto, sus magnitudes son mayores y más
expuestas a las sobre presiones, no presentan peligro de aplastamiento por
depresiones sumadas a la acción de las cargas externas.
Obviamente, su resistencia elevada al aplastamiento les dará ventaja
relativa en el rango de las bajas presiones, cuando se hace importante la
acción de las cargas externas.
Como puede observarse con algunas de las ventajas y desventajas
relativas (a veces contradictorias) enunciadas, la selección del material
requiere de un cuidadoso estudio comparativo, tal como se indica en el texto
relativo a “Prestaciones Equivalentes”. El mismo implica el conocimiento
profundo de las propiedades de las tuberías de los distintos materiales que
se ofertan en el mercado.
Estaciones de Bombeo
Las estaciones de Bombeo, dispuestas convenientemente a lo largo
de la traza del Acueducto, son las encargadas de proveer al caudal, la
energía necesaria para poder sortear los obstáculos dados por la topografía y
para compensar las pérdidas de energía ocurridas en la conducción
(pérdidas por fricción y localizadas).
42. 25
El estudio detallado del número y localización de estas estaciones de
bombeo posibilitará la optimización del sistema y, sobretodo, de la selección
y dimensionamiento de las tuberías.
Las Estaciones de Bombeo están integradas por un conjunto de
equipos e instalaciones electromecánicas montadas en una obra civil. Entre
los equipos e instalaciones electromecánicas cabe mencionar:
Bombas
Motores
Instalaciones de la Fuente de Energía.
Instalaciones auxiliares de comandos, control y seguridad.
Debe tenerse en cuenta, además, la colocación de válvulas
seccionadoras (aguas arriba y abajo de cada bomba) y de una válvula de
retención a la salida que cumple la función de evitar que el fluido retorne (en
caso de una detención total o parcial del equipo), haciendo que el rotor gire
en sentido inverso. Esta última deberá colocarse entre la bomba y la válvula
seccionadora aguas abajo de la misma, de manera tal que, en caso de
desarme, no será necesario vaciar la cañería de impulsión.
El diseño de la obra civil de estas estaciones se compone de dos
partes bien diferenciadas:
A) El dimensionamiento hidráulico, tanto de las conducciones como de las
estructuras, que depende de las funciones de la estación y del tamaño y tipo
de bombas empleadas.
B) El diseño arquitectónico y estructural. Con respecto a la ubicación de las
bombas dentro de las estaciones, pueden darse dos posibilidades:
43. 26
1.- EMPLAZAMIENTO INDIRECTO (ó “CÁMARA SECA”):
En este caso las bombas y los respectivos motores se colocan en un
recinto independiente o a la intemperie. Las bombas y la cámara seca, si
existe, pueden adosarse a la obra de toma o pozo de bombeo, lo que se
conoce como “emplazamiento lateral” o colocarse en la parte superior de los
mismos, que corresponde a un “emplazamiento superior”.
Figura 3: Estaciones de Bombeo con Cámara Seca
Fuente: http://escuelas.fi.uba.ar/iis/acueductos%20a%20presion.pdf
2.- EMPLAZAMIENTO DIRECTO (ó “CÁMARA HÚMEDA”):
En este segundo caso, las bombas están dentro de la masa líquida de
la obra de toma o pozo de bombeo. Los motores, por su parte pueden
44. 27
hallarse junto a la bomba en la cámara húmeda o en una cámara seca
superior o a la intemperie.
Figura 4: Estación de Bombeo con Cámara Húmeda
Fuente: http://escuelas.fi.uba.ar/iis/acueductos%20a%20presion.pdf
La mejor alternativa para la instalación electromecánica depende de la
necesidad, conveniencia, ubicación y seguridad del sistema de bombeo,
45. 28
tanto como de los costos relativos de las diversas soluciones desde el punto
de vista electromecánico, hidráulico y civil.
En general, la cámara seca implica mayores inversiones puesto que la
estructura resulta mucho mayor. Además, en este caso, debe se debe tener
especial cuidado con la ubicación de las bombas debido a la posibilidad de
cavitación que puede ocurrir en los rotores en caso de un emplazamiento
inadecuado
Dependiendo de los requerimientos del sistema las bombas pueden
ser más de una, dispuestas en serie o en paralelo.
Con respecto a la tecnología de las bombas, hay que aclarar que, en
Acueductos a Presión, se utilizan las conocidas como “Bombas Centrífugas”,
que son aquellas compuestas por un elemento rotatorio que es el que
imparte energía al agua. En el mercado existen muchos tipos de bombas
centrífugas y se que se pueden diferenciar, en primera aproximación, como:
Bombas Centrífugas Axiales
Bombas Centrífugas Horizontales
Bombas Centrífugas Mixtas
Cámara para Válvulas de Aire
La función de las válvulas de aire es la de controlar el aire en el interior
de las conducciones, posibilitando ingresos y egresos, de acuerdo a las
necesidades y tratando de evitar, o al menos minimizar, la posibilidad de que
quede atrapado en algún sector alto de la misma, con las consecuencias que
esto implica.
Deben disponerse en todos los puntos altos o picos de la conducción y
espaciadas en no más1000 m entre sí. En la Figura 6 puede verse un
esquema de estas cámaras.
46. 29
Figura 5: Cámara para Válvula de Aire
Fuente: http://escuelas.fi.uba.ar/iis/acueductos%20a%20presion.pdf
Cámara para Válvulas de Desagüe
Estas cámaras se disponen en los puntos bajos (distanciadas unas de
otras en no más de 3000m) con el fin de permitir el desagote de la tubería en
cada sector, en caso de tener que vaciar algún tramo del acueducto (ya sea
por razones de limpieza, operativas o por alguna rotura sufrida en algún
sector). La Figura 7 muestra un esquema de estas cámaras.
47. 30
Figura 6: Cámaras de Desagüe
Fuente: http://escuelas.fi.uba.ar/iis/acueductos%20a%20presion.pdf
Válvulas Seccionadoras
Las válvulas seccionadoras son las encargadas de posibilitar la
división del acueducto en tramos independientes. De esta manera, en caso
de hacerse necesaria la reparación de algún sector de tubería, o de algún
otro accesorio, no hace falta el vaciado del acueducto, sólo se aísla el tramo
en problemas, cerrando las válvulas seccionadoras al comienzo y al final del
mismo.
La cantidad, tipo y distribución de estas válvulas en la instalación
dependerá, de la configuración de cada problema en particular y de la
decisión del proyectista. En la Figura 8 puede apreciarse un esquema de
cámara para estas válvulas.
48. 31
Figura 7: Cámara para Válvula Seccionadora
Fuente: http://escuelas.fi.uba.ar/iis/acueductos%20a%20presion.pdf
Asimismo, todos los componentes mecánicos de la obra (bombas,
válvulas, etc.) deben colocarse entre dos de estas válvulas con el mismo fin
(permitir el reemplazo de los mismos sin sacar de funcionamiento el tramo
entero)
Válvulas de Control (de alta tecnología)
Las válvulas de control, como su nombre lo dice, se encargan de
controlar la presión o el caudal, en el lugar donde están emplazadas, en
valores especificados por el operador del sistema. En la Figura 9 se muestra
un esquema de una cámara tipo para estas válvulas.
49. 32
Figura 8: Cámara para Válvula de Control
Fuente: http://escuelas.fi.uba.ar/iis/acueductos%20a%20presion.pdf
Por lo general, existen cuatro tipos de válvulas de control:
1. Válvulas Reductoras de Presión: Estas válvulas mantienen una
presión de control (especificada por el operador) constante aguas abajo del
lugar de su emplazamiento, siempre y cuando ésta sea menor que el valor de
la presión aguas arriba (en caso contrario, la habilidad de control se pierde).
2 Válvulas Sostenedoras de Presión: Estas válvulas son similares a
las anteriores en cuanto a que controlan la presión en el lugar. Pero, en este
caso, la presión de control se mantiene aguas arriba del lugar de
emplazamiento de la válvula. Si la presión aguas abajo de la misma es
superior a la de control, la habilidad de mantener esta presión se pierde.
3 Válvulas para Caída de Presión Constante: Estas mantienen una
caída de presión constante en el lugar de emplazamiento.
50. 33
4. Válvulas Controladoras de Caudal: Estas válvulas mantienen el
caudal fijo en el valor de control especificado por el operador del sistema.
Estas válvulas pierden, por lo general, su capacidad de control cuando no
existe pérdida de carga a través de las mismas o cuando se encuentran con
un flujo en reversa.
Cámaras Compensadoras
Estas cámaras consisten en tanques conectados al acueducto que
mantienen un flujo bidireccional con el mismo. Debido a esta conexión
permanente, el nivel de agua en estas cámaras, para cada instante, se
mantiene fluctuante en correspondencia con la cota de la línea piezométrica
dada por el funcionamiento del sistema en ese punto. En la Figura 10 puede
observarse un esquema de este tipo de tanques.
Figura 9: Cámara Compensadora
Fuente: http://escuelas.fi.uba.ar/iis/acueductos%20a%20presion.pdf
51. 34
Depósitos de Descarga
Estos son también tanques conectados al acueducto, pero esta vez no
en forma permanente. La conexión posee una válvula de retención que sólo
permite el flujo desde el depósito en dirección hacia la tubería principal. No
existe el ingreso de agua proveniente del acueducto en el tanque.
El propósito de este tipo de dispositivo es el de proveer de agua al
acueducto durante las ondas de depresión que ocurren durante los
transitorios y minimizar así sus efectos indeseables. Producida la descarga,
su recarga posterior, se realiza mediante una conexión especial proveniente
del mismo acueducto.
Existen otros tipos de instalación antiariete, pero a éstos los
estudiaremos en profundidad en el capítulo correspondiente.
Cisternas
Consisten también en reservas de agua, de flujo bidireccional como
en las cámaras compensadoras. Sin embargo, a diferencia de éstas, las
cisternas son generalmente capaces de contener volúmenes de agua mucho
mayores, suficientes como para poder considerarla, a los fines prácticos,
como un reservorio infinito (es decir que el nivel del pelo del agua en el
interior de las cisternas se mantiene prácticamente constante, aún durante
los transitorios).
Se utilizan generalmente para imponer condiciones de borde al
sistema (el nivel de agua en ese punto) y, sobretodo, cuando se necesita
almacenar gran cantidad de agua (para provisión de agua potable de una
localidad cercana
52. 35
En la Figura 10 se puede apreciar de manera esquemática del corte
longitudinal de un acueducto a presión, con las correspondientes líneas de
energía dinámica y estática.
Figura 10: Componentes principales de un acueducto a presión
Fuente: http://escuelas.fi.uba.ar/iis/acueductos%20a%20presion.pdf
Abastecimiento de agua a través de sistemas o acueductos
Para León (2006) Son estructura u obras estructurales que se colocan
directamente sobre las fuentes superficiales o subterráneas con la finalidad
de surtir una red de acueductos y conducirlas a la comunidad distribuyéndola
por medio de la red de abastecimiento hacía las tomas públicas o a nivel de
los domicilios.
Un sistema de abastecimiento de agua está planificado y diseñado de
manera que los usuarios del servicio puedan disponer de agua para las
necesidades básicas de la familia y con la seguridad de que se le está
proporcionando agua sanitariamente segura para el consumo.
El sistema de abastecimiento de agua varía notablemente según sea
la fuente seleccionada (superficial o subterránea), cada una tiene sus
características propias.
53. 36
Sistema de abastecimiento de agua por gravedad
Según Pérez García (2000) Funciona por sí solo, el agua fluye por
gravedad desde la captación al tanque y a la red de distribución, requiriendo
solamente del control de válvulas para dar un buen servicio de agua.
La fuerza del agua permite que de la captación que es el punto más alto, por
gravedad llegue a uno más bajo sea donde está ubicada la comunidad para
que no exista problema en la conducción del agua. Se le llama de gravedad
debido a que el sistema utiliza el peso del agua para conducirse.
Figura 11: sistema de abastecimiento de agua por gravedad
Fuente:https://www.google.co.ve/search?q=acueducto+Sistema+
de+abastecimiento+de+agua+por+gravedad
Sistema de abastecimiento de agua por bombeo
En líneas generales Muñoz (2003), El sistema por bombeo es cuando
la fuente se encuentra en un nivel más bajo que la comunidad, por lo tanto se
hace necesario elevar el agua a un nivel más alto, en donde se ubican los
54. 37
tanques de almacenamiento y distribución para que luego el agua llegue por
gravedad a los distintos sectores de la comunidad.
Los sistemas de abastecimiento de agua por bombeo pueden ser de
dos tipos: con bomba eléctrica o con motor de gasolina o diesel.
Figura 12: Sistema de abastecimiento de agua por bombeo
Fuente:https://www.google.co.ve/search?q=sistema+de+abastecimiento+por
+bombeo
Sistemas de abastecimiento por pozos equipados con bomba manual
Según Isan Ana (2012). Este es un sistema que consiste en la
excavación o perforación de pozos, ubicados en lugares apropiados de la
comunidad. Para la extracción del agua, se utilizan bombas manuales, como
la bomba de mecate, bomba maya, de pistón entre otras, las cuales
necesitan de la fuerza humana para sacar el agua del pozo.
La cantidad de agua por familia, a través de este sistema es menor
comparada con la cantidad de agua cuando se utiliza el abastecimiento por
gravedad.
55. 38
Partes que componen un sistema de abastecimiento de agua
Captaciones
Por otra parte García (2009), Las captaciones o presas tienen el fin de
recoger el agua para llevarla a un tanque de almacenamiento o directamente
al sistema de distribución. Las captaciones varían en su forma
de construcción, bien por la topografía del terreno o por el tipo de sistema,
por lo que pueden ser: captaciones abiertas o cerradas.
Línea de conducción: (línea aductora y de impelencia)
Considerando que García (2009) Es la red de cañería o tubería, que
transporta el agua de la captación a un tanque de almacenamiento.
Línea aductora: Es la tubería que une la captación de agua con el
tanque de almacenamiento, donde el tanque está a una altura menor que la
presa, pues es un sistema por gravedad.
Línea de impelencia: Es el tramo de tubería que une la presa con el
tanque de almacenamiento, donde el tanque está a una altura mayor que la
presa, pues es un sistema por bombeo.
Tanque de almacenamiento Llamado también tanque de distribución
o reservorio, que sirve para almacenar el agua y poderla distribuir a toda la
comunidad. Se construyen en la parte más alta de la comunidad para que así
el agua baje por gravedad.
Algunos tanques se construyen sobre la superficie del terreno otros
sobre torres de concreto o de estructura metálica, a fin de elevarlos para que
el agua alcance una altura adecuada para su distribución. Este dispositivo
asegura que exista suficiente cantidad de agua en horas de mayor demanda,
además sirve para tener reserva de agua al existir algún problema en la línea
de conducción.
56. 39
Sistema de agua potable:
Se denomina sistema de abastecimiento de agua potable al conjunto
de obras de captación, tratamiento, conducción, regulación, distribución y
suministro intradomiciliario de agua potable
Componentes del sistema.
a. Fuentes de abastecimiento
b. Captación
c. Aducción
d. Tratamiento
e. Almacenamiento de agua tratada
f. Red de distribución
g. Acometidas domiciliares
h. Micro medición
a. Fuentes de Abastecimiento de Agua
Para poder realizar un correcto abastecimiento de agua potable
debemos contar con las fuentes correspondientes, de las que se deben
considerar dos aspectos fundamentales a tener en cuenta:
Capacidad de suministro
Condiciones de sanidad o calidad del agua
57. 40
La capacidad de suministrar debe ser la necesaria para proveer la
cantidad necesaria en volumen y tiempo que requiere el proyecto de
abastecimiento.
Las condiciones de sanidad o calidad del agua son claves para definir
las obras necesarias de potabilización.
b. Captación.
Una vez investigados los recursos hídricos de una región, estamos en
condiciones de determinar en función del proyecto que estamos realizando
obras de captación necesarias para proveer de la cantidad de agua
necesaria. Según sea el recursos a explotar tendremos distintos tipos de
obras de captación, por ejemplo, en el caso de aguas superficiales las obras
pueden ser tomas sumergidas o semisumergidas, para las aguas
subterráneas la perforación de pozos hasta llegar a los acuíferos, y para el
caso de aguas meteóricas una serie de obras destinadas a recoger y
conducir el agua de las lluvias hacia los puntos de recogida y
almacenamiento.
58. 41
c. Aducción o impulsión:
Es el tramo de tubería destinado a conducir los caudales desde la obra de
captación hasta el depósito regulador o la planta de tratamiento.
d. Tratamiento:
Es el conjunto de procesos destinados a dotar el agua de la fuente de la
calidad necesaria para el consumo humano, es decir potabilizarla.
e. Almacenamiento de agua tratada
Se utiliza una estructura destinada a almacenar parte de los volúmenes
requeridos por la población a fin de garantizar su entrega de manera continua
y permanente. Además el depósito de almacenamiento tiene como objetivo
garantizar las presiones requeridas en los aparatos sanitarios de las
viviendas.
f. Red de abastecimiento de agua potable
Se conoce como red de abastecimiento de agua potable al sistema que
permite que llegue el agua desde el lugar de captación al punto de consumo
en condiciones correctas, tanto en calidad como en cantidad.
Red de distribución
Aunado a esto García (2009) acota que es la tubería que va desde la
línea de conducción hasta las conexiones domiciliares. La red de distribución
la forman tubería de menor diámetro, partiendo de esta las tomas
domiciliares y/o los puestos públicos.
59. 42
Conexión domiciliar Es la parte final de un sistema de
abastecimiento. Consta de un tramo de tubería que une la red de distribución
con la llave o chorro dentro del domicilio.
Red de distribución de agua potable abierta o ramificada
Este tipo de red de distribución se caracteriza por contar con una
tubería Principal de distribución (la de mayor diámetro) desde la cual
parten ramales que terminarán en puntos ciegos, es decir sin
interconexiones con otras tuberías en la misma Red de Distribución de Agua
Potable.
Estaciones de bombeo
Las estaciones de bombeo son estructuras destinadas a elevar un
fluido desde un nivel energético inicial a un nivel energético mayor.
Habitualmente, los componentes básicos de una estación de bombeo
de agua potable son los siguientes:
· Rejas, cámara de succión, las bombas propiamente dichas, línea de
impulsión.
· Servicios auxiliares: dispositivos de protección contra el golpe de
ariete, línea de alimentación de energía eléctrica o instalación para
almacenamiento de combustible.
· Obras civiles: pozo de bombeo, casa de máquina.
Tipo de estaciones de bombeo
Para Higueras (2006), Las estaciones de bombeo se clasifican
dependiendo a parámetros de forma y de criterios y las más comunes son:
· Capacidad: m3/s, m3/h, l/s.
· Fuente de energía: electricidad, diesel.
· Método constructivo: convencional, pre moldeada.
60. 43
· Altura manométrica.
Función específica.
De acuerdo con su capacidad, las estaciones de bombeo se clasifican
en: pequeñas: menor de 50 l/s, medias: 50 l/s a 500 l/s, grandes: superior a
500 l/s.
La elección del tipo de bomba obedece básicamente de los siguientes
factores localización, capacidad de la bomba, número, tipo y tamaño de la
bomba, proyecto estructural, proyecto arquitectónico y aspectos estéticos.
El tipo de bomba también puede definirse por el área disponible para
su construcción.
· Bombas con eyectores neumáticos
· Bombas centrífugas
· Bombas helicoidales De acuerdo a su posición e instalación de
los conjuntos elevatorios, las bombas convencionales pueden ser
clasificadas en:
· Pozos secos:
- Conjunto motor-bomba de eje horizontal.
- Conjunto motor-bomba de eje prolongado-bomba no sumergida.
- Conjunto motor-bomba de eje vertical-bomba no sumergida.
- Conjunto motor-bomba de eje horizontal-bomba auto escorvante.
· Pozos húmedos:
- Conjunto vertical de eje prolongado-bomba sumergida.
- Conjunto motor-bomba sumergido.
Criterios de diseño
Por su parte Muñoz (2009). La acertada escogencia de los parámetros
de diseño, y entre ellos la cifra de consumo, da lugar a un eficiente sistema
de abastecimiento a lo largo de su periodo de diseño.
Para iniciar el diseño de acueductos es necesario tener en cuenta las
características que lo conforman:
61. 44
· Disponibilidad en calidad y cantidad de agua en las fuentes.
· Estadísticas de consumo de agua en la localidad.
· Periodo de diseño y vida útil de las estructuras.
· Variaciones periódicas de los consumos e influencias sobre los
componentes de consumo.
· Calidad de los materiales a utilizar
Consumo de agua
Valcárcel (2006), expresa, El agua utilizada por un grupo cualquiera,
constituye en consumo de agua. Este consumo estará en proporción directa
al número de habitantes, en proporción al mayor o menor desarrollo de sus
actividades comerciales o industriales y también a la proporción a su mayor o
menor modo de vivir. Por otra parte, esos consumos pueden estar influidos
por factores climatológicos y sociales.
Estos consumos pueden resumirse en cuatro grupos básicos: aguas
para consumo doméstico, aguas para el consumo industrial, aguas para el
consumo comercial y agua para uso público. Al consumo total al consumo
total obtenido debe agregarse un porcentaje para prever las perdidas y fugas
de agua por el uso irrestricto y debido a las filtraciones que pueda presentar
el grupo de obras que constituye el sistema. Para efectos de este estudio
solo se limitara a estudiar dos ramas de consumo: consumo doméstico y
consumo industrial.
Consumo doméstico
Este consumo depende del clima y de la cultura de la población, as
costumbres, y sobre todo con la disponibilidad y controles que ejecuten sobre
ellas. Este consumo expresa usualmente en litros por persona y por día,
como dotación poblacional directa, podrían servir de base para el diseño de
un sistema de abastecimiento en el cual se conoce el número de habitantes y
su tendencia de aumento, ya que estas obras deben ser diseñadas para
62. 45
cubrir las necesidades de cierto número de años en el futuro. Básicamente,
la determinación de la población actual mediante un censo y la fijación de los
períodos económicos de diseño determinan las necesidades del sistema aun
para ese futuro.
Consideraciones para el Diseño de Acueductos
Para Vegas (2008), Algunos de los factores que determinan el período
del diseño de acueductos, es decir, el tiempo determinado para que el
sistema funcione con eficiencia, se determina por:
1. La transformación en la economía y en el desarrollo social de la
comunidad para la cual fue diseñada.
2. El desgaste o daños de las estructuras con las que se fabricaron los
acueductos.
3. El desarrollo del mismo proyecto como tal, ampliaciones o mejoras.
4. Para lograr que el agua sea transportada es necesario:
(a) Determinar el tipo de fluido,
(b) Identificar las condiciones topográficas,
(c) Determinar si se usará tubería o conductos de presión.
Cabe destacar que la cantidad de agua que vaya a entregar el
acueducto es determinante en el diseño del mismo. Por tal razón es
necesario diagnosticar el período, la población, el área y la hidrología del
diseño, además de los usos del agua y la inversión de capital.
Planta de tratamiento
Dando continuación al orden investigativo Mora (2013) dice que es
una instalación donde a las Aguas Residuales se les retiran los
contaminantes, para hacer de ella un agua sin riesgos a la salud y/o medio
ambiente al disponerla en un cuerpo receptor natural (mar, ríos o lagos) o por
63. 46
su reúso en otras actividades de nuestra vida cotidiana con excepción del
consumo humano (no para ingerir o aseo personal).
El tratamiento de agua es el conjunto de operaciones de tipo físico,
químico o biológico que tiene como objeto la eliminación o reducción de
agentes contaminantes o las características no deseables del agua, bien sea
natural, de abastecimiento, de proceso o residual (para el caso de las
urbanas, aguas negras)
La finalidad de estas operaciones es obtener unas aguas con las
características adecuadas al uso que se les vaya a dar, por lo que la
combinación y naturaleza exacta de los procesos varía en función tanto de
las propiedades de las aguas de partida como de su destino final.
Debido a que las mayores exigencias en lo referente a la calidad del
agua se centran en su aplicación para el consumo humano y animal estos se
organizan con frecuencia en tratamientos de potabilización y tratamientos de
depuración de aguas residuales, aunque ambos comparten muchas
operaciones.
Tanque de Almacenamiento de Agua Potable
Aunado a esto Guzmán (2003) presenta que los tanques de
almacenamiento son estructuras de diversos materiales, por lo general de
forma cilíndrica, que son usadas para guardar y/o preservar líquidos
Los tanques de almacenamiento de agua son un elemento
fundamental en una red de abastecimiento de agua potable, para compensar
las variaciones horarias de la demanda de agua potable. Puesto que las
plantas de tratamiento de agua potable funcionan mejor si tienen poca
variación del caudal tratado, conviene mantener aproximadamente constante
el caudal. Las plantas de tratamiento se dimensionan por lo tanto para que
puedan producir la cantidad total de agua que la ciudad o pueblo consume a
64. 47
lo largo del día, y los tanques absorben las variaciones horarias: cuando hay
poco consumo (como en la noche) se llenan, y cuando el consumo es
máximo (como, por ejemplo, a la hora de cocinar) se vacían
Los tanques de agua, desde el punto de vista de su uso, pueden ser:
Públicos:
Cuando están localizados de forma tal en la ciudad que pueden
abastecer a un amplio sector de esta.
Privados:
Cuando se encuentran al interior de las viviendas, o en el terreno de
un edificio de apartamentos, y sirven exclusivamente a los moradores de
este.
Desde el punto de vista de su localización, los tanques de agua
pueden ser:
Enterrados (subterráneos).
Apoyados sobre el suelo (de superficie).
Elevados (por encima del nivel de los techos).
Estos tres tipos de tanques pueden llegar a tener grandes dimensiones,
hasta varios miles de m3
Elevados en torres (dentro de la categoría de tanques aéreos), a estos
se les llama también torres de agua. Estos tanques tienen la función de
asegurar en la red la presión adecuada, en los períodos de pico de consumo.
Tanque de apartamento (dentro de la categoría de tanques de
superficie),Son tanques de agua instalados dentro de los apartamentos
debido al racionamiento de agua por causa de la escasez del líquido vital.
65. 48
Algunos surten el agua por gravedad y otros lo hacen ayudados por un
sistema de bombeo compacto.
Figura 13: Tanque de Almacenamiento de Agua Potable elevado
Fuente:http://www.journaladvocate.com/portlet/article/html/imageDispla
y.jsp?contentItemRelationshipI
Programa Epanet
Es un programa de ordenador de libre descarga en la red que realiza
simulaciones en periodos prolongados del comportamiento hidráulico y de la
calidad del agua en redes de suministro a presión. El programa fue creado y
desarrollado en los Estados Unidos por la Agencia para la Protección del
Medio Ambiente de ese país (EPA, por sus siglas en inglés) y el Laboratorio
de Investigación Nacional para la Gestión de Riesgos en ese mismo país. La
66. 49
versión española del software fue realizada por el Grupo REDHISP de la
Universidad Politécnica de Valencia en España. Dentro de las capacidades
de análisis del programa se encuentran las siguientes: las simulaciones
hidráulicas se pueden realizar en estado estable (análisis bajo condiciones
de flujo uniforme permanente) o bajo la figura de periodos de tiempo
extendidos (EPS). Ofrece prestaciones para la confección de modelos de
calidad del agua en la red. Simula el desplazamiento de trazadores no
reactivos por toda la red, a lo largo del tiempo.
El programa permite considerar varios tipos de válvulas, tales como
válvulas de corte, de retención o reguladoras de presión o caudal. Además
permite establecer diferentes tipos de demanda en los nodos, cada uno con
su propia curva de modulación el tiempo, así como también considerar
depósitos de agua de diferentes geometrías. Es posible además modelar
varios escenarios a fin de evaluar el comportamiento del sistema de
distribución que se esté diseñando frente a demandas diferentes a las
escogidas inicialmente, a calidades de agua variables y acondiciones de
emergencia, tales como incendios o racionamiento, los cuales implica unas
condiciones de operación muy especiales.
Mediante estas prestaciones, EPANET permite estudiar fenómenos
relacionados con la calidad de agua tales como: La mezcla de agua
procedente de diversas fuentes, el envejecimiento del agua mientras discurre
por la red, la pérdida del cloro residual, el crecimiento de los subproductos
derivados de la cloración, el seguimiento del avance de un contaminante
luego de su introducción a la red.
EPANET proporciona un entorno integrado bajo Windows, para la
edición de los datos de entrada a la red, la realización de simulaciones
hidráulicas y de la calidad del agua, y la visualización de resultados en una
amplia variedad de formatos. Entre éstos se incluyen mapas de la red
67. 50
codificados por colores, tablas numéricas, gráficas de evolución y mapas de
isolíneas.
Bases Legales
Para Hernández (2000), las Bases Legales son “un conjunto de
documentos de naturaleza legal que sirven de testimonio referencial y de
soporte a la investigación que realizamos, entre esos documentos se tienen:
las normas, leyes, reglamentos, decretos y resoluciones” (p.27).
De esta manera se mencionan las leyes con sus respectivos artículos
que establecen testimonios referenciales para sustentar la presente
investigación, garantizando un marco jurídico con la finalidad de proteger los
intereses de los usuarios y de los diferentes agentes involucrados en este
estudio.
En las bases legales, tal como lo señala Pérez (2006) se incluyen todas
las referencias legales que soportan el tema o problema de investigación. Por
lo que, en esta sección se presentan el basamento jurídico que sirve de
soporte para el desarrollo de esta investigación.
Constitución de la República Bolivariana de Venezuela (1999)
La Constitución de la República Bolivariana de Venezuela (CRBV), en su
artículo 82, reconoce el derecho de toda persona a disponer de una vivienda
adecuada, segura, cómoda, higiénica y con servicios básicos esenciales. En
su artículo 117 reconoce también el derecho a disfrutar de bienes y servicios
de calidad. Ambas disposiciones, en conjunto con el principio de no
discriminación consagrado en el artículo 21 del mismo texto constitucional,
ha servido como fundamento para reconocer el derecho de toda persona al
acceso al agua potable en forma equitativa y no discriminatoria. Así lo ha
68. 51
expresado la Defensoría del Pueblo, por ejemplo, en opinión jurídica emitida
sobre la suspensión del suministro de servicio público domiciliarios, entre
ellos el agua potable.
Por otra parte, la CRBV reconoce un conjunto de derechos
ambientales, entre los cuales se encuentra el derecho a disfrutar de un
ambiente seguro, sano y ecológicamente equilibrado y la obligación a cargo
del estado de garantizar que la población se desenvuelva en un ambiente
libre de contaminación donde el aire, el agua, los suelos, las costas, el clima,
la capa de ozono y las especies vivas sean especialmente protegidas
(artículo 129).
Otro elemento relevante en esta materia se encuentra en el
reconocimiento de múltiples formas de participación que permite asegurar
influencia en la toma de decisiones y generación de programas, planes y
acciones. Esta participación incluye entre otras cosas, la autogestión,
cogestión y capacidad de generar organizaciones (Artículo 70 de la CRBV).
Finalmente, cabe destacar que por mandato expreso del artículo 23 de
la CRBV, los instrumentos de derecho internacional ratificados por Venezuela
tienen jerarquía constitucional y prevalecen en el orden interno en la medida
en que reconozcan una protección más amplia de los derechos humanos.
Así, el bloque de la constitución está integrado por el propio texto
constitucional y los tratados de derechos humanos ratificados por el estado.
De esto se desprende que, por ser parte del bloque de la constitución, los
instrumentos internacionales sobre derechos humanos vinculan al resto del
ordenamiento jurídico nacional, por lo cual todas las personas y los órganos
que ejercen el poder público quedan sujetos a ellos con la misma calidad de
norma suprema y fundamento del ordenamiento jurídico que tiene la
Constitución.
69. 52
Ley del Plan de la Patria (2013)
Gran Objetivo Histórico N° 3
III. Convertir a Venezuela en un país potencia en lo social, lo
económico y lo político dentro de la Gran Potencia Naciente de América
Latina y el Caribe, que garanticen la conformación de una zona de paz en
Nuestra América.
Objetivo Nacional
3.4. Profundizar el desarrollo de la nueva geopolítica nacional.
Objetivos Estratégicos y Generales
3.4.1.3. Fortalecer y mejorar los sistemas de agua potable a lo largo
del territorio nacional, manteniendo e incrementando la continuidad del
servicio de agua potable a 250 litros por persona, mediante la culminación y
construcción de cien acueductos a nivel nacional, para garantizar la
producción de 4.000 millones de metros cúbicos de agua potable, entre otros:
Acueducto Tuy 4, Luisa Cáceres de Arismendi, Ampliación del Sistema
Regional del Centro y Acueducto Barcelona- Guanta-Lechería.
3.4.1.4. Consolidar el Plan Nacional de Aguas para mejorar, reforzar y
establecer el suministro de agua en todo el país y especialmente en
comunidades populares, con la participación protagónica de los comités de
agua y otras organizaciones del Poder Popular.
70. 53
Ley Orgánica de los Servicios de Abastecimiento
de Agua Potable y de Saneamiento (2001)
Esta ley tiene por objeto regular la prestación de los servicios públicos
de agua potable y de saneamiento, establecer su régimen de fiscalización,
control y evaluación y promover su desarrollo. Dentro de sus principios
establece en su artículo 3 la preservación de la salud pública, el recurso
hídrico y el ambiente, asegurando el acceso de todos los ciudadanos; con la
adopción de modelos de gestión basados en calidad, eficiencia, confiabilidad,
equidad, no discriminación y rentabilidad en un ambiente de transparencia.
Sus objetivos, reseñados en su artículo 5, señalan: i) construcción de
una nueva institucionalidad, ii) establecer las bases para la regulación y
control de la prestación de los servicios, iii) establecer y proteger los
derechos de los suscriptores, iv) definir un régimen económico que garantice
la eficiencia y equidad, v) política de subsidios, vi) promover la participación
adecuada del sector público y la del sector privado en la prestación y
expansión de los servicios, vii) establecer criterios para la prestación de los
servicios en el área rural y en los desarrollos no controlados, viii) promover la
constitución de modelos de gestión apropiados y ix) promover la participación
de los ciudadanos organizados en el desarrollo y en la prestación de los
servicios.
Es de importancia señalar que, en el artículo 11, relativo a las
responsabilidades de los municipio, en sus apartados c señala: ..” someter a
la consideración de las comunidades, en cabildos abiertos, los programas de
inversión para el desarrollo de los servicios..” en k …” promover y apoyar
programas educativos y de inducción acerca de la necesidad del uso
eficiente del agua y del pago oportuno de la tarifa que se establezca para la
prestación de los servicios…”.
Así mismo, se exige que los prestadores de servicios (artículo 65)
realicen encuestas periódicas para calificar la calidad del suministro así como
71. 54
el acceso a subsidios a aquellos suscriptores que económicamente no
pueden cubrir las tarifas colocadas.
En esta Ley se establece la creación de las mesas técnicas de agua,
así como la participación de los suscritores a las mismas (artículo 70),
colocando también una serie de obligaciones que enmarcan desde el uso
racional del recurso hasta la responsabilidad sobre los efluentes. En relación
a las funciones de las mesas técnicas de agua, el artículo 77 del Capítulo VII
del Título V establece:
” a. Representar las comunidades y grupos vecinales
organizados ante los prestadores de los servicios; b. divulgar
información sobre aspectos relativos a la prestación de los
servicios y en particular sobre los derechos y obligaciones de los
suscriptores; c. exigir el cumplimiento de sus derechos y cumplir
los deberes inherentes a los servicios prestados; d. orientar la
participación de la comunidad en general y de los suscriptores y
usuarios en particular, en el desarrollo y en la supervisión de la
prestación de los servicios; e. proponer a los prestadores de los
servicios los planes y programas que pudieran concederse a los
suscriptores para el pago de la prestación de los servicios y así
resolver las deficiencias o fallas que pudiesen existir; f. colaborar
con los prestadores de los servicios en los asuntos que sometan
a su consideración y cualquier otro que permita satisfacer
adecuadamente sus derechos…”.
Como herramienta presentada en la misma Ley, es notorio el
establecimiento del régimen económico-financiero en donde se coloca en su
artículo 80, los siguientes principios: i) eficiencia económica, ii) equilibrio
económico, iii) igualdad entre los subscritores, iv) solidaridad para los
subscritores con baja capacidad de pago, v) equidad en la distribución de los
costos, vi) transparencia y vii) simplicidad en los regímenes tarifarios.
Ley Orgánica del Poder Público Municipal (2005)
Esta Ley tiene por objeto: ”Desarrollar los principios constitucionales,
relativos al Poder Público Municipal, su autonomía, organización y