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ACUEDUCTOS A PRESIÓN Pautas Generales para su Diseño Es el objetivo central del presente capítulo, la descripción de los distintos componentes de un acueducto, como así también la enumeración y comentarios sobre las pautas de cálculo y diseño necesarias. En realidad, el presente constiyuye un texto introductorio, que posibilitará la visión integral del conjunto del proyecto y sobre todo, la guía de referencia para el tratamiento de los ítems constitutivos del mismo, con la profundidad necesaria prevista para la asignatura que nos ocupa. Un ACUEDUCTO es toda aquella obra destinada al transporte de agua entre dos o más puntos. Esta obra incluye tanto al medio físico a través del cual el fluido será transportado (tuberías,canales, etc.) como a todas las obras adicionales necesarias para lograr un funcionamiento adecuado de la instalación (Estaciones de Bombeo, Válvulas de todo tipo, Compuertas, Reservas,Transmisión de energía, etc.). Por lo general, la idea de construir un Acueducto surge ante la necesidad de proveer de agua asitios o poblaciones que no disponen en abundancia de la misma, o en caso de disponer, que sucalidad sea deficiente, con todas las consecuencias ingenieriles que esto implica. 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, habrá que analizar la situación

ACUEDUCTOS (1)

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ACUEDUCTOS A PRESIÓNPautas Generales para su DiseñoEs el objetivo central del presente capítulo, la descripción de los distintos componentes de un acueducto, como así también la enumeración y comentarios sobre las pautas de cálculo y diseño necesarias.

En realidad, el presente constiyuye un texto introductorio, que posibilitará la visión integral del conjunto del proyecto y sobre todo, la guía de referencia para el tratamiento de los ítems constitutivos del mismo, con la profundidad necesaria prevista para la asignatura que nos ocupa.Un ACUEDUCTO es toda aquella obra destinada al transporte de agua entre dos o máspuntos. Esta obra incluye tanto al medio físico a través del cual el fluido será transportado (tuberías,canales, etc.) como a todas las obras adicionales necesarias para lograr un funcionamiento adecuado de la instalación (Estaciones de Bombeo, Válvulas de todo tipo, Compuertas, Reservas,Transmisión de energía, etc.).Por lo general, la idea de construir un Acueducto surge ante la necesidad de proveer de agua asitios o poblaciones que no disponen en abundancia de la misma, o en caso de disponer, que sucalidad sea deficiente, con todas las consecuencias ingenieriles que esto implica. 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 “ASUPERFICIE 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, habrá que analizar la situación de la zona, sobretodo la topografía, para decidir cuál sería la alternativa más conveniente.

ACUEDUCTOS A PRESIÓN A SUPERFICIE LIBRE

Construcciones Hidráulicas ACUEDUCTOS A PRESIÓNEn algunas ocasiones, los acueductos tienen como misión la conducción tanto de líquidos cloacales como pluviales, formando en ese caso parte de lo que podríamos denominar un proyecto de drenaje. No obstante, todo lo que aquí mencionaremos es absolutamente aplicable en tanto y en cuanto se conduzca el mismo fluido, o sea Agua. En todos los casos, la determinación del caudal a conducir forma parte de un capítulo fundamental al que nos referiremos más adelante.En lo que sigue, y debido a que el propósito principal de nuestra materia son las tuberías, nos referiremos exclusivamente a los Acueductos a Presión.

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El acueducto es un sistema o conjunto de sistemas de irrigación 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.

Cualquier asentamiento humano, por pequeño que sea, necesita disponer de un sistema de aprovisionamiento de agua que satisfaga sus necesidades vitales. La solución más elemental consiste en establecer el poblamiento en las proximidades de un río o manantial, desde donde se acarrea el agua a los puntos de consumo. Otra solución consiste en excavar pozos dentro o fuera de la zona habitada o construir aljibes. Pero cuando el poblamiento alcanza la categoría de auténtica ciudad, se hacen necesarios sistemas de conducción que obtengan el agua en los puntos más adecuados del entorno y la aproximen al lugar donde se ha establecido la población.

Incluso cuando la población estaba a orillas de un río, la construcción de

conducciones era la mejor forma de garantizar el suministro, en vez de extraer

el agua del río que, aunque estuviera muy cerca, generalmente tenía un nivel

más bajo que el poblado. En otras ocasiones se hacía el acueducto porque el

agua era de mejor calidad que la del río. Para cubrir esta necesidad se

emprenden obras de gran envergadura que puedan asegurar un suministro de

agua.

Aunque existían precedentes en las civilizaciones antiguas del Próximo Oriente y los ingenieros griegos habían construido conducciones eficientes, los ingenieros romanos, gracias fundamentalmente a su uso del hormigón, fueron los que pusieron a punto técnicas que se pudieron generalizar por todas las ciudades del Mediterráneo. Con todo, los factores técnicos no fueron los únicos que contribuyeron a difundir este tipo de obras, hizo falta también la unidad política del Imperio y la existencia de un sistema económico fuerte que creara las condiciones para el desarrollo urbano.

La mayor parte del recorrido se hacía por canales, en general cubiertos, que se construían por las laderas de los montes, siguiendo la línea dependiente deseada (generalmente pequeña, del orden del 0,004%), y se situaban cada cierto tiempo cajas de agua o arcas de agua, pequeños depósitos que servían para regular el caudal o decantar los sólidos, normalmente arena, que las aguas pudieran arrastrar.

Cuando se debía salvar un camino, a un nivel un poco más bajo que el del acueducto, se usaban sifones, en los que el agua pasaba bajo el obstáculo y volvía a subir al nivel anterior. A menudo debían salvar desniveles más grandes y en ellos adoptaban la forma de arquería o puente, puesto que hacer conducciones en sifón capaces de resistir altas presiones era más caro. Como los puentes son la parte más visible de la obra, ha quedado la costumbre de llamar Acueducto a la propia arquería.

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En muchas ocasiones, estos acueductos continuaron en uso durante la Edad Media e incluso en tiempos modernos, gracias a arreglos y restauraciones.

Las soluciones aplicadas a los acueductos romanos se siguieron usando sin modificaciones sustanciales hasta el siglo XIX. En el siglo XX, los progresos en la producción de cementos, el armado del hormigón con acero, los nuevos materiales y técnicas en la construcción de conductos y la posibilidad de construir potentes estaciones de bombeo revolucionaron las conducciones de agua y simplificaron su adaptación al terreno.

Para la conducción de grandes volúmenes de agua tratada o a tratar, utilizaremos acueductos cerrados de tuberías o

abiertos, los canales.

Los canales abiertos se utilizan en algunas ocasiones para conducir el agua desde la captación hasta la planta de tratamiento, pero nunca agua tratada, por los problemas que veremos a continuación.

Si bien el uso de canales abiertos tiene la ventaja de que permite emplear materiales baratos y ahorrar en la obra, tiene

las siguientes desventajas:

Hay que ajustarse al gradiente hidráulico del agua Se producen pérdidas de agua por filtraciones y evaporación Existe peligro de contaminación del agua, especialmente en zonas

pobladas o industriales En climas fríos puede generare hielo que produce pérdidas de carga Perturbaciones en el canal por raíces de árboles o agujeros de

roedores.

Las secciones transversales mas usadas son la trapezoidal, semihexágono y semicírculo.

Además si los terrenos que atraviesan son muy porosos, el canal deberá revestirse en hormigón, lo cual incrementa notablemente el costo de las obras.

Los conductos cerrados construidos in situ, son los que normalmente se denominan acueductos. Se los puede clasificar de la siguiente manera:

Construcción a cielo abierto, siguiendo el gradiente hidráulico. Construcción a cielo abierto, por debajo del gradiente hidráulico y por

ello bajo presión. Túnel, siguiendo el gradiente hidráulico Túnel, por debajo del gradiente hidráulico y por eso bajo presión.

Una variante del acueducto construido in situ es la que emplea conductos prefabricados o tuberías. Las ventajas del acueducto sobre la tubería son:

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La posibilidad de uso de materiales locales como arena y grava Mayor vida útil, especialmente sobre la tuberías metálicas, no sobre las

plásticas. Menor pérdida de capacidad hidráulica con el transcurso del tiempo, ya

que no se producen incrustaciones por corrosión.

Estas ventajas podría dar origen a un menor costo inicial, que combinado con costos menores de mantenimiento de

cómo resultado que la instalación sea mas económica que la de tubería, pero ofrece también algunos inconvenientes:

Un acueducto debe construirse en su tamaño definitivo, por el contrario con tuberías, pueden instalarse al principio diámetros pequeños y sumarle otros en paralelo.

La compensación de desmonte y relleno, exige a menudo que el acueducto se adapte a la superficie del terreno interfiriendo con los desagües naturales, dando origen también a terraplenes antiestéticos.

Los acueductos construidos in situ, salvo los de hormigón armado, se construyen ordinariamente de sección en herradura, forma que ofrece favorables propiedades hidráulicas, estable, resiste bien la presión del terreno, economiza materiales y es fácil de construir.

Los túneles no sujetos a presión se construyen también en forma de herradura. Si conducen agua a presión, se emplea la sección circular. En la actualidad se emplean túneles para llevar el agua hasta el interior de algunas ciudades, enlazándose con la red de tuberías principales mediante conexiones verticales. Estos túneles debe ser totalmente estancos.

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  Los acueductos son túneles artificiales que llevan agua de un lugar a otro. Ellos son utilizados para que areas secas pueden obtener agua de áreas que tienen más. Pensamos acueductos eran sólo utilizado en tiempos antiguos. Entonces ellos eran lindos puentes de agua que estaban encima del suelo. Los romanos antiguos construyeron algunos de estos y ellos pueden ser vistos todavía.

    Los acueductos se han utilizado para el abastecimiento de agua o para el transporte de un lugar a otro. Algunos de nuestros miembros equipos visitaron Acueducto de Roebling Delaware y tomaron el retrato a la derecha. Este se diseñó originalmente para el viaje a través del Río Delaware cuando ellos encontraron que el Transbordador no era capaz de llevar a todas las personas que querian cruzar. Así que todos acueductos no se utilizaron para beber agua.

COMPONENTES DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO.

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Un sistema de acueducto, necesita gran cantidad y variedad de obras o construcciones. Los elementos que hacen parte del sistema de acueducto son:

Microcuenca:Es la fuente de abastecimiento de agua en una región, es decir, de donde se obtiene el agua que se va a distribuir. La microcuenca es el área geográfica mínima el la cual el agua se desplaza a través de drenajes con una salida principal llamada nacimiento o desagüe. Cuando este desagüe o río desemboca en otros cuerpos de agua mayores, como un lago, otro río, una ciénaga, o desemboca en el mar, se habla de una cuenca.

Captación:Está conformada por las obras o estructuras que permiten tomar el agua de la fuente en forma controlada. En fuentes superficiales las captaciones se denominan bocatomas y en aguas subterráneas pozos o aljibes. La aducción:Tuberías que llevan el agua hasta el desarenador.

Desarenador:Son tanques cuya función es separar las arenas y elementos sólidos que lleva el agua en su recorrido. No todos los acueductos cuentan con este componente.

Obras de conducción:Este componente está constituido por las tuberías o mangueras que conducen nuevamente el agua a la planta de tratamiento (sí la hay) o al tanque de almacenamiento y a la red de distribución

Planta de tratamiento:Es el componente que realiza la función de purificación y potabilización del agua.

Tanques de almacenamiento:Una vez el agua sea potable, esta se almacena en tanques, esto permite disponer de reservas de agua. Debido a que el consumo de la población no es constante sino que varía según la hora del día, el tanque regula las variaciones del consumo. La función básica del tanque es almacenar agua en las horas que se consume menos, de tal forma que en el momento en que la demanda es mayor el suministro se completa con el agua almacenada. El tanque permite disponer de almacenamiento en caso de reparaciones o para atender incendios

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y regula las presiones en la red de distribución. Este es el séptimo componente de un sistema de acueducto.

Sistemas de distribución y conexiones domiciliarias:Son el conjunto de tuberías o mangueras encargadas de llevar el agua hasta cada vivienda.

 

ACUEDUCTOS DE NASCA

Los acueductos, que son trabajos de ingeniería hidráulica que debemos

revalorar y buscar que se consideren como una maravilla de la ingeniería civil,

al igual que el santuario de Tipón, en Cusco. Estos acueductos conducen las

filtraciones de los ríos, Aija, Tierra Blancas y Nazca por tramos subterráneos

(galerías socavón) y por tramos descubiertos (galería zanjón).En los tramos

cubiertos construyeron chimeneas de sección helicoidal cada cierto tramo (50,

100 y 120 m), con el fin de realizar el mantenimiento de las zanjas y cargar con

la presión atmosférica al acueducto y mantener el régimen de flujo uniforme, el

mismo que no causa erosión ni sedimentación en el canal. Las chimeneas

tienen una longitud promedio aproximado de 70 a 80 pasos (unos 49 mt) donde

se puede ingresar con relativa facilidad a realizar el mantenimiento. Las

paredes de estas chimeneas están revestidas con piedras canto rodado,

colocados aparentemente sin aglomerante y mantienen su estabilidad a pesar

de los fenómenos naturales ocurridos (terremoto último en Nazca 1996).

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En los tramos cubiertos techaron el canal para lo cual utilizaron lajas de piedra

y listones de Huarango finamente colocados. La construcción de estos tramos

cubiertos hace pensar que conocían técnicas de topografía subterránea,

¿como hacer para seguir la dirección adecuada con la pendiente óptima que

mantenga el flujo uniforme necesario, con el fin de garantizar la durabilidad de

la estructura?

Los tramos descubiertos lo revistieron con piedra canto rodado, colocados de

tal manera y sin aglomerante alguno, que han resistido los embates de la

naturaleza. Los caudales que fluyen por estas galerías van en rangos de 13 a

50 lt/s. Son más de 30 galerías que cruzan todo el valle de Nazca y que ahora

por la expansión urbana están en peligro. Las aguas que discurran por estas

galerías eran recibidas en reservorios o cochas y de ahí se distribuían a los

campos de cultivo, de esta manera pudieron desarrollar toda una civilización

que hasta el día de hoy nos sorprenden.

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