UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCAINGENIERIA CIVILCAPTACION Y PRE-TRATAMIENTO EL RONQUILLO, Y PLANTA DE TRATAMIENTO DE SANTA APOLONIA

I. INTRODUCCION:

Bueno en el presente trabajo hablare sobre la captacin, pre tratamiento y planta de tratamiento de Santa Apolonia que se ubica a espaldas del cerro Santa Apolonia, y es necesario conocer las distintas fases del agua que va a abastecer a las ciudad de Cajamarca por eso es importante conocer todo el tratamiento de las aguas naturales que contienen sustancias tanto disueltas como en suspensin, ambas pueden ser orgnicas e inorgnicas.

Las materias en suspensin pueden tener un tamao y densidad tal que pueden eliminarse del agua por simple sedimentacin, pero algunas partculas son de un tamao tan pequeo y tienen una carga elctrica superficial que las hace repelerse continuamente, impidiendo sus aglomeracin y formacin de una partcula ms pesadas y poder as sedimentar. Estas partculas, con una dimensin que suele estar comprendida entre 1m y 0,2, son verdaderaspartculas coloidales.

No debemos olvidar que las fuentes de agua constituyen el principal recurso en el suministro de agua en forma individual o colectiva para satisfacer sus necesidades de alimentacin, higiene y aseo de las personas que integran una localidad.

Su ubicacin, tipo, caudal y calidad del agua sern determinantes para la seleccin y diseo del tipo de sistema de abastecimiento de agua a construirse. Cabe sealar que es importante seleccionar una fuente adecuada o una combinacin de fuentes para dotar de agua en cantidad suficiente a la poblacin y, por otro, realizar el anlisis fsico, qumico y bacteriolgico del agua y evaluar los resultados con los valores de concentracin mxima admisible recomendados por la OMS. Adems de estos requisitos, la fuente de agua debe tener un caudal mnimo en poca de estiaje igual o mayor al requerido por el proyecto; que no existan problemas legales de propiedad o de uso que perjudiquen su utilizacin y; que las caractersticas hidrogrficas de la cuenca no deben tener fluctuaciones que afecten su continuidad.

II. OBJETIVOS:

A. OBJETIVO GENERAL

Conocer las estructuras hidrulicas que conforman la planta de captacin y de tratamiento como son El Ronquillo, Santa Apolonia; as tambin la funcin que desempean cada una de ellas y poder comparas con lo aprendido tericamente.

B. OBJETIVOS ESPECFICOS

Conocer y reconocer in-situ lo explicado por el docente en clases.

Realizar el seguimiento y atender a la explicacin del asistente encargado de la empresa E.P.S Sedacaj.

Tener criterios de diseo para ponerlo en prctica en la vida profesional.

III. JUSTIFICACION

Es necesario conocer la captacin, el pre tratamiento y el tratamiento que se realiza en Santa Apolonia. Porque las estructuras deben de funcionar eficientemente hasta que estas cumplan su periodo de diseo, tambin es de vital importancia saber lo que consume el pueblo de Cajamarca; las ventajas y desventajas que se producen en el Abastecimiento para la ciudad y todos los parmetros que uno como ingeniero civil debe de conocer en el campo.

IV. ALCANCES

Para la realizacin de la prctica se utiliz los siguientes materiales:

Cuaderno de apuntes. Pgina web de la E.P.S Sedacaj. Explicacin del docente. Explicacin del gua de la visita.

V. REVISION DE LITERATURA:

En el Per existen diversidad de variedades de agua, pero nos centraremos en el siguiente informe en la fuentes de agua que posee la ciudad de Cajamarca nos centraremos en dos tipos de fuentes que son las principales en nuestra regin que son: las aguas superficiales y las aguas subterrneas y las ejemplificaremos en el siguiente mapa conceptual.

FUENTES DE AGUAAGUA SUPERFICIALAGUA SUBTERRNEAAGUAS METEORICASAGUA DE LOS RIOSMANATIALESGALERIA FILTRANTESPOZOSLadera Ascendente Rivera de los ros Corte por carreteraPozo artificial Pozo profundo Precipitaciones pluvialesQuebradas, arroyos, lagos

AGUAS SUBTERRNEA

Elagua subterrnearepresenta una fraccin importante de la masa deaguapresente en loscontinentes, y se aloja en losacuferosbajo la superficie de la Tierra. El agua del subsuelo es un recurso importante y de este se abastece a una tercera parte de la poblacin mundial,pero de difcil gestin, por su sensibilidad a lacontaminaciny a la sobreexplotacin.

La naturaleza friccional de la resistencia de un suelo significa que cuanto ms grande es la tensin normal que empuja a unas partculas contra otras, ms grande ser su resistencia a los esfuerzos de corte. Dadas las diferentes resistencias a los esfuerzos de corte de las partculas de suelo y del agua, las consideraremos por separado a travs del concepto de tensin efectiva.

Parte de las precipitaciones en la cuenca se infiltra en el suelo hasta la zona de saturacin, formando as las aguas subterrneas. La explotacin de stas depender de las caractersticas hidrolgicas y de la formacin geolgica del acufero. La captacin de aguas subterrneas se puede realizar a travs de manantiales, galeras filtrantes y pozos (excavados y tubulares).

AGUA SUPERFICIAL

Son aquellas que se encuentran en el seno de los, ros, lagos, quebradas, presas, etc., requieren para su utilizacin de informacin detallada y completa que permita visualizar su estado sanitario, caudales disponibles y calidad del agua.Debido a su gran poder disolvente estas aguas en su recorrido se van transformando y recogiendo materiales de los suelos por los cuales pasan, a ello se suman los desechos de poblaciones o industrias que hacen, que generalmente se encuentren contaminadas.

AGUA DE LOS RIOS

Un ro es una corriente natural de agua que fluye con continuidad. Posee un caudal determinado, rara vez constante a lo largo del ao, y desemboca en el mar, en un lago o en otro ro, en cuyo caso se denomina afluente. La parte final de un ro es su desembocadura. Algunas veces terminan en zonas desrticas donde sus aguas se pierden por infiltracin y evaporacin: es el caso de los ros alctonos (llamados as porque sus aguas proceden de otros lugares con clima ms hmedo), como el caso del Okavango en el falso delta donde desemboca, numerosos uadis (wadi en ingls) del Shara y de otros desiertos. Los cursos fluviales que son muy estrechos, se seca en alguna parte del ao, y/o tiene poco caudal, reciben los nombres de riacho, riachuelo, o arroyo.

GALERIAS FILTRANTES

La galera filtrante o galera de captacin es una galera subterrnea construida para alcanzar un acufero cuya estructura permeable est diseada con la finalidad de captar las aguas subterrneas. A diferencia de los pozos, que se construyen con la misma finalidad, la galera filtrante es aproximadamente horizontal. La galera puede terminar en una cmara de captacin donde generalmente se instalan las bombas hidrulicas para extraer el agua acumulada. En otros casos la galera puede tener una finalidad mixta de captacin y conduccin prolongndose directamente o mediante obras auxiliares (acueductos, canalizaciones) hasta el lugar donde se va a aprovechar el agua, por ejemplo fuentes.

SOLUCIONES GENERALES PARA EL CONTROL DEL NIVEL FRETICO

El control de los niveles freticos en las obras civiles se puede conseguir por medio de barreras fsicas, pozos de bombeo o ambos.

El comportamiento de un acufero libre ante la instalacin de un sistema de control de niveles freticos basado en pozos de bombeo depende del tamao de grano del mismo.Si el acufero est formado por suelos de grano grueso, el descenso de niveles se corresponde con un vaciado de los poros que quedan por encima de la capa fretica.Si el acufero est formado por suelos de grano fino, el agua no drena libremente por el espacio intergranular y aunque los niveles bajen, el suelo por encima de ellos puede permanecer saturado.

La presin intersticial en los poros por encima de la nueva capa fretica toma valores negativos e incrementa la tensin efectiva lo cual aumenta la estabilidad del terreno.

En suelos de grano grueso con una permeabilidad media o alta el agua superficial se infiltra y puede ser capturada sin dificultad por cualquier sistema de control de niveles implementado.

Cuando el suelo es de grano fino y de media o baja permeabilidad el agua puede no drenar o hacerlo muy lentamente.

Las aguas superficiales se pueden controlar utilizando diferentes sistemas de drenaje y captura.

TURBIEDAD Y COLOR.

La turbiedad y el color del agua son unos de los indicadores ms importantes, junto con el sabor, de la calidad del agua potable. La turbiedad en el agua se debe principalmente a las partculas coloidales y a otras sustancias insolubles de mayor tamao en suspensin tales como arcillas, minerales, plancton y otros microorganismos y materias orgnicas e inorgnicas finamente divididas.

En cuanto al color del agua suele ser de naturaleza orgnica pudiendo ser coloidal y tambin formando soluciones verdaderas, las principales sustancias causantes del color en el agua son las sustancias hmicas formadas principalmente por los cidos flvicos y hmicos, tambin puede ser originado por diversas sustancias orgnicas ms complejas. El color tambin puede deberse a hidrxidos metlicos tales como los de hierro y los de manganeso.

COAGULACION FLOCULACION.

El proceso de tratamiento del agua para su potabilizacin comprende diversas fases fundamentales que son, principalmente: la precloracin, coagulacin, floculacin, decantacin, filtracin y desinfeccin. El comportamiento del agua ante cada una de estas fases o ante el conjunto de todas ellas difiere segn las caractersticas del agua a tratar, o si el tratamiento se dirige a la produccin y acondicionamiento del agua para usos industriales especficos, o bien el tratamiento se aplica sobre aguas residuales urbanas, industriales, etc., los procesos, aunque en algunas fases son bastante anlogos, no pueden en cambio considerarse totalmente iguales. En lo que sigue nos vamos a referir al tratamiento para agua potable, aunque puede aplicarse tambin a otros tipos de tratamiento de aguas.

Una de las fases principales en las instalaciones para el tratamiento del agua, es la eliminacin de suspensiones coloidales y partculas de impurezas suspendidas en el agua.

Todas las dispersiones coloidales tienen una caracterstica comn: su gran relacin rea-volumen en las partculas dispersas; as, por ejemplo, sabemos que un cubo de un cm de lado tiene una superficie de 6 cm2, y cuando se divide en cubos de 10-6 cm de lado, que ya es un tamao coloidal, entonces la superficie total para la misma cantidad de materia es ahora 6 x 106 cm2.

VI. METODOLOGA Y PROCEDIMIENTO.

VI.1. METODOLOGA.

La prctica se realiz el da viernes 10 de octubre del 2014, a horas 09:00 am y se nos explic la importancia del uso del agua, como se captaba esta como se la pre trataba y como era el tratamiento final de la misma antes de suministrarla a la poblacin para lo cual fue necesario tomar apuntes de la explicacin en campo acerca de la importancia del agua.

Los mtodos utilizados para poder desarrollar el presente trabajo, relacionado con las visitas realizadas a plantas de captacin y tratamiento en Cajamarca, es el Mtodo Directo y el Mtodo Indirecto, debido a que hemos realizado visitas a la zona de estudio y por otra parte, se ha hecho uso de programas computacionales (google earth) e informacin virtual.

VI.2. PROCEDIMIENTO.

El procedimiento del presente trabajo se encuentra detallado de la siguiente manera:

PLANTA DE CAPATACIONEL RONQUILLO y PLANTA DE TRATAMIENTO SANTA APOLONIA

Planta de captacin El Ronquillo

Planta de pre tratamiento El Ronquillo

Planta de tratamiento Santa Apolonia

Los pasos seguidos en la zona de estudio son los siguientes:

Se hizo reconocimiento de la zona de estudio que se ubica en la zona denominada El Ronquillo de ah que deriva su nombre de la captacin que tiene por latitud y longitud de 70925.23 S y 783211.47 O y con una elevacin de 2830 m.s.n.m y la podemos observar en la siguiente imagen que hemos extrado del google earth.

El Acueducto de Santa Apolonia, construido hace cerca de 60 aos, se alimenta del ro Ronquillo cuya cuenca no est influenciada por las operaciones de Minera Yanacocha y atiende principalmente los sectores altos de la ciudad de Cajamarca. La captacin del ro Ronquillo (San Lucas) est ubicada en la cota 2830 msnm. La captacin est seguida de tres pre-sedimentadores. La lnea de conduccin hasta la planta de tratamiento Santa Apolonia, construida en 1987, tiene una longitud de 2,16 km. La capacidad mxima de captacin y conduccin es de 100 l/s pero el caudal promedio captado es de solo cerca de 60 l/s por deficiencia de la fuente.El agua del ro Ronquillo es de buena calidad durante perodos de tiempo y de regular calidad durante perodos lluviosos. Esta corriente esta por fuera del rea de influencia del proyecto de MYSRL.En la siguiente imagen descargada del google earth se puede apreciar y observar la planta de captacin y los tres pre sedimentadores antes de ingresar a las tuberas que van a dirigir hacia la lnea de conduccin que tiene una longitud aproximada de 2160 metros.

En la imagen anterior se puede observar las tres partes iniciales del abastecimiento de aguas que produce la E.P.S Sedacaj en la ciudad de Cajamarca, las cuales son: La captacin El Ronquillo.

La Lnea de conduccin. La planta de tratamiento Santa Apolonia.

A) DESCRIPCION DE LA CAPTACINLa captacin del ro Ronquillo (San Lucas) est ubicada en la cota 2830 msnm. La captacin est seguida de tres pre-sedimentadores. La lnea de conduccin hasta la planta de tratamiento Santa Apolonia, construida en 1987, tiene una longitud de 2,16km. El capacidad mxima de captacin y conduccin es de 100l/s pero el caudal promedio captado es de solo cerca de 60l/s por deficiencia de la fuente.

B) CAUDAL DE LA FUENTEEl Ro Ronquillo (San Lucas), NO cuenta con una estacin hidromtrica. Segn la informacin proporcionada a la Auditora, esta fuente presenta un caudal medio de perodo de lluvias de cerca de 150 l/s y, en poca de estiaje, de 100 l/s. El ao 1993 fue un ao seco, registrndose un aforo mnimo de 70 l/s.

El ro Ronquillo antes de 1980 constitua la nica fuente para el acueducto de Cajamarca y aportaba mayores volmenes de agua que en la actualidad. El paulatino incremento en los usos del agua por parte de los agricultores y el descuido de la cuenca por sus beneficiarios, ha originado que en pocas de estiaje el caudal disponible frente a la bocatoma del acueducto baje hasta menos de 60l/s. Actualmente se considera que el caudal confiable disponible para el acueducto de Cajamarca de esta fuente es de slo 53l/s.

C) CALIDAD DEL AGUAEl ro Ronquillo presenta una turbiedad promedio de 20 unidades con picos de hasta 770 unidades, pH de 7.5, alcalinidad de 149 mg/l y coliformes fecales de 7.7 NMP/100ml. Estos resultados permiten definir que el agua del ro Ronquillo es de buena calidad, apta para consumo mediante tratamiento convencional.

D) OBSERVACIONES TOMADAS EN LA VISITASe pudo observar que la captacin est constituida por un barraje, 2 compuertas grandes de limpia, los cuales son de eje y volante vertical, y por una compuerta de la bocatoma la cual es de volante horizontal y eje vertical, cuanta tambin con un puente que une las dos mrgenes del ro Ronquillo, el nombre del ro en la carta nacional aparece con el nombre de Tres Ros, pero por esta zona lo llaman ro Ronquillo ya que esa zona pertenece a la comunidad de Ronquillo, luego de la captacin del ro se capta dicha agua por la bocatoma que es vertedero de forma rectangular, el cual pasa a un canal By Pass, donde se ubica un canal parshall, del canal By Pass llega a un deposito, el cual tiene una particularidad, que est pintado de un color verde, este depsito est pintado con sulfato de cobre, cuya funcin es el de matar a las algas, luego pasa por una tubera a una estructura cuadrada que tiene se desconoce su funcionamiento.

ESTRUCTURAS HIDRULICAS.

Se puede observar el barraje fijo de la captacin del Ronquillo

A causa de satisfacer a los pobladores de esa zona es que se construye Este puente que sirve para unir las dos mrgenes del Ro San Lucas

Se observan 2 compuertas grandes que cumplen la funcin de hacer la limpieza, los cuales son de eje y volante vertical y por una compuerta de la bocatoma la cual es de volante Horizontal y eje vertical

En esta imagen podemos observar el tanque Rotoplas que sirve para colocar el sulfato de aluminio tipo A para que funcione como floculador en el pre tratamiento de la captacin y el Aforador Parshall que es la estructura hidrulica que se encuentra bajo el tanque Rotoplas que sirve para realizar una mezcla rpida; adems esta conduce el agua captada hacia el desarenador. Su existencia tiene una finalidad, la de controlar el caudalque ingresa en la captacin. En el caso del ronquillo ya no se usa para medir el caudal.

Se observa el cribado o rejilla que impide el paso de material granular as como desechos que provoquen que las estructuras no puedan cumplir con su funcionalidad y esta se ubica en el canal de entrada.

Se pintan las paredes de la cmara de sedimentacin y se mezclan aproximadamente 1000 litros de agua para con un Kg. De Sulfato de Cobre, esto impedir el crecimiento de algas.

Se observa el canal de entrada que se origina en el aforador Parshall hasta el Desarenador.

Se observan dos canales; uno que est en funcionamiento y abastece al desarenador y sedimentador y el otro que funciona para realizar el mantenimiento de las mismas.

En esta imagen se puede observar la cajuela que sirve para bajar la fuerza que ejerce el ingreso del agua y al mismo tiempo la turbulencia de la misma; esta se produce antes de que el agua ingrese al desarenador.

Se pueden observar los tres pre sedimentadores que se encuentran en la captacin del ronquillo y la compuerta que sirve para realizar el debido mantenimiento a estos.

Se puede observar el ingreso del agua, que acaba de tener su proceso de pre tratamiento en la captacin del Ronquillo, hacia la tubera de conduccin.

Se observa la tubera de conduccin que es de fierro galvanizado tiene un dimetro de 12 y es el que va a realizar todo el recorrido de la lnea de conduccin del agua.VII. RESULTADOS Y DICUSIONES.

MTODOS DE EXTRACCIN DE LAS AGUAS SUBTERRNEAS

Los primeros pozos de explotacin de las aguas subterrneas se perforaban a mano, con pico y pala, en aquellos terrenos donde el nivel fretico del acufero se situaba muy cerca de la superficie del terreno. El agua se extraa mediante poleas y posteriormente mediante impulsin. An se conservan numerosos pozos de este tipo.

Qu es un ensayo de bombeo?

Una vez que se ha realizado una obra para la captacin de aguas subterrneas y sta ha alcanzado el acufero, es necesario comprobar si el caudal que podemos obtener del mismo es suficiente para satisfacer nuestras necesidades de manera sostenida a lo largo del tiempo, y sin influenciar negativamente en el acufero o en otras captaciones ya existentes en la zona.

Ensayo de bombeo

Mediante la sonda que se observa a la izquierda del pozo se controla cmo vara la posicion del nivel del agua del acufero durante su bombeo.

La realizacin de un ensayo de bombeo sigue una metodologa de trabajo sencilla, en cuanto a la adquisicin de los datos, si bien su anlisis e interpretacin requieren de una elevada cualificacin tcnica as como de un buen conocimiento de las caractersticas geolgicas e hidrogeolgicas de la zona. Aunque existen diferentes metodologas para su ejecucin, la ms simple consiste en bombear agua de un pozo, a un caudal constante o variable, midiendo simultneamente la variacin del nivel de agua en el mismo y pozos del entorno.

El bombeo efectuado genera un descenso en el nivel de agua en los pozos de observacin, mayor en el entorno de la captacin y menor a medida que nos alejamos de l, generando una depresin en forma de cono. La extensin y evolucin de dicho cono de bombeo es funcin de varias caractersticas del acufero, fundamentalmente de su capacidad para transmitir y almacenar el agua. Es decir, nos da una idea de lo bueno o malo que es el acufero.

La calidad de la construccin del pozo y el equipado del mismo pueden dar lugar aimportantes variaciones en el caudal que se obtenga. Si la obra es de mala calidad, se puede tener un pozo perforado sobre un buen acufero pero que de un resultado negativo durante el ensayo.

Esquema de un pozo entubado.La explotacin del acufero genera un cono de bombeo en el entorno de la captacin. Es importante decidir la profundidad ms aconsejable a la que se coloca la bomba, especialmente en aquellos acuferos conectados con el mar, para evitar posibles efectos de intrusin marina en el acufero

A partir de la informacin obtenida tras un ensayo de bombeo se puede calcular el caudal de extraccin ms aconsejable y el lugar ms adecuado para la colocacin de la bomba. Este ltimo factor es especialmente relevante en los acuferos que presentan una comunicacin con el mar, ya que existe una estrecha relacin entre la profundidad a la que se coloca la bomba y la temida salinizacin de los acuferos por intrusin de agua marina.

Esquema que representa los posibles efectos negativos en el entorno que puede causar un pozo con una intensa explotacin. Genera una fuerte depresin del nivel fretico, que deja en seco uno de los pozos y provoca la intrusin marina en el acufero, salinizando el pozo ms cercano a la costa.

PRINCIPALES AFECCIONES A LAS AGUAS SUBTERRNEASExisten factores externos, especialmente de origen antrpico, que pueden alterar la composicin natural de las aguas subterrneas. Debido a la capacidad depuradora del subsuelo, los acuferos presentan un notable poder de proteccin frente a muchos agentes contaminantes. Sin embargo, una vez que el acufero est contaminado, su regeneracin suele ser difcil, lenta y costosa. De ah la enorme importancia de proteger las aguas subterrneas frente a la contaminacin, sea cual sea su origen.

En Las Islas Baleares, la contaminacin de los acuferos se debe principalmente ados causas: la salinizacin de acuferos costeros por intrusin de agua marina y el uso de abonos agrcolas. Existen tambin otros casos de contaminacin debido a actividades domsticas, ganaderas, vertidos, etc., pero se trata de eventos muy puntuales que habra que analizar caso por caso.

VIII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

CONCLUSIONES:

Bueno se conoci el funcionamiento del bombeo de las aguas subterrneas, mediante el uso de una electrobomba de tipo S4MM 2037, que cuenta con una potencia de 0.50 HP, un voltaje de 220-230V y con RPM de 3440.

Se emplearon los conocimientos de mecnica de fluidos para que queden claros algunas cosas que no se entendan.

Aplicamos un criterio razonable para solucionar las dificultades que se podan presentar en el bombeo de las aguas subterrneas.

Se realiz explico cmo era el diseo de una captacin de aguas subterrneas.

RECOMENDACIONES:

Es necesario contar con mayor informacin de la zona en la cual se va a brindar el servicio, en busca de realizar un mejor trabajo con mrgenes de error mnimo.

Todos los valores de los parmetros que intervienen en el diseo de la captacin de aguas subterrneas, debern ser calculados, si es posible, in situ, de lo contrario, realizar las pruebas de laboratorio con la mayor precisin posible.

Se recomienda utilizar equipo para dar un mayor rendimiento a la captacin que se pueda obtener en el agua subterrnea.

IX. BIBLIOGRAFIA:

-http://es.wikipedia.org/wiki/Agua_subterr%C3%A1nea.

-Reglamento Nacional De ConstruccionesCAPECO

Apuntes del curso de Abastecimiento de Agua y Alcantarillado

Hidrulica generalSotelo Avila Gilberto

ANEXOS

ELECTROBOMBA DE 220V Y DE UNA POTENCIA DE 0.50 HP

SE PUEDE OBSERVAR EL POZO ELEVADO QUE ALMACENA EL AGUA QUE SE EXTRAE MEDIANTE LA CAPTACION DEL AGUA SUBTERRNEAY UNA TORRE.

SE OBSERVA LA LLAVE DE PASO

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