DESCRIPCIN DE UN EXPEDIENTE TCNICO DE AGUA POTABLE EN ZONA RURALI. FUENTES DE AGUA DE ABASTECIMIENTO: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 aguaLa 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 potabilizacin.Las fuentes se clasifican en:Aguas MetericasLas aguas de lluvia son potables, las que provienen de la nieve derretida son de calidad inferior pues ya se suelen contaminarse al estar depositada sobre el suelos. Las aguas de lluvia no sufren por lo general alteracin apreciable a travs de su paso por la atmsfera, de la cual recogen cantidades nfimas de anhdrido carbnico, oxgeno, nitrgeno y polvo en suspensin coloidal, con su posible contenido bacteriano.

Estos valores nos permiten estimar los valores de escurrimiento de forma aproximada, debiendo controlarse con mediciones locales propias de la regin.Aguas SuperficialesLas aguas que se encuentran en la superficie comprenden dos categoras distintas. Las animadas de un movimiento continuo por accin de la gravedad descienden desde los puntos ms elevados y despus de un recorrido ms o menos regular se vierten en el mar. En forma genrica se denominan corrientes de agua.Aguas SubterrneasLas aguas que se infiltran en el suelo proveniente de las precipitaciones, ros, lagos y lagunas de fondo permeable, descienden por accin de la gravedad y su velocidad de penetracin es inversamente proporcional al grado de permeabilidad de los suelos que atraviesa.Las aguas pueden ser detenidas en su marcha por un estrato geolgico impermeable, horizontal o inclinado, el cual retendr el agua y su acumulacin llenar los vacos existentes en el suelo y formar una napa o acufero. Si la capa impermeable es horizontal, permanecern en el lugar formado una napa esttica, si fuera inclinada, iniciar un movimiento de traslacin horizontal formando una napa dinmica, siendo la velocidad de traslacin de pendiente de la permeabilidad del suelo que la contiene.FUENTES DE AGUA (a)Ro o lago, fuente de recarga de acufero (b)Suelo poroso no saturado (c)Suelo poroso saturado (d)Terreno impermeable (e)Acufero no confinado (f)Manantial (g)Pozo Sanitario o Noria (h)Pozo Artesiano

II. AFORO DE CAUDALES QUE ES EL AFORO DEL AGUA?

El aforo es el procedimiento de medir un caudal, mediante el cual podemos determinar la cantidad de agua que est circulando en un punto determinado de nuestros canales, riachuelos, quebradas, etc. Para poder realizar un aforo es necesario conocer el rea de la seccin transversal del cauce de la corriente de agua y la velocidad con la que esta avanza. Q = A x V Q = Caudal o Gasto.A = rea de la seccin transversal. V = Velocidad media del agua en el punto.2.1 Mtodos de aforo Es necesario medir la cantidad de agua de las fuentes, para saber la cantidad de poblacin para la que puede alcanzar. El aforo es la operacin de medicin del volumen de agua, esto es, el caudal que pasa por una seccin de un curso de agua en un tiempo determinado. Lo ideal sera que los aforos se efecten en las temporadas crticas de los meses de seca (estiaje) y de lluvias, para conocer los caudales mnimos y mximos. El valor del caudal mnimo debe ser mayor que el consumo mximo diario con la finalidad de cubrir la demanda de agua de la poblacin futura. Existen varios mtodos para determinar el caudal de agua y los ms utilizados en los proyectos en zonas rurales son los mtodos volumtrico y de velocidad-rea. El primero es utilizado para calcular caudales hasta con un mximo de 10 lts./seg. y el segundo para caudales mayores a 10 lts./seg. a) Mtodo usando dispositivos especiales tales como:a.1. VERTEDEROS.- Estos pueden ser triangulares, rectangulares y trapezoidales, sobre estos ltimos los ms conocidos son los llamados Cipolleti. La ecuacin general de los vertederos es:Q = K L HN Donde:Q = Caudal; K, N = coeficientes; L = Longitud de crestaH = tirante de aguaa.2. CANALETAS.- Tienen formas alargadas; en este grupo se encuentran los medidores tipo Parshall, RBC. Para aforar, basta con conocer la altura que tiene el agua que discurre por estos dispositivos, con esta altura se recurre a unas tablas elaboradas para cada uno de ellos donde se determina la cantidad de agua circulante. Estos dispositivos son los ms recomendables por su precisin y facilidad en la lectura.Estos dispositivos son fciles de construir y pueden ser de fierro, ladrillo o concreto.b) Mtodo usando Orificios:Un orificio no es ms que la abertura de una compuerta cuando esta se levanta mediante el timn de maniobras. Por la accin de la altura del agua, por este orificio o abertura empieza a circular el agua de un lado a otro de la compuerta. La ecuacin general del orificio es: Q = CaudalC = Coeficiente.A = reaG = gravedadh = tirante de aguac) Mtodo usando el Correntmetro:El correntmetro es un instrumento que se usa para medir la velocidad del agua que circula en los canales, cauces de los ros, quebradas, etc. Tiene la ventaja de ser transportable, sin embargo su operacin tiene que estar en manos de personal debidamente entrenado. Estos correntmetros se calibran en laboratorios de hidrulica, una formula de calibracin es la siguiente:V = a n + b Donde: V= es la velocidad del agua, en m/ sn= es l numero de vueltas de la hlice por segundo.a= es el paso real de la hlice en metros.b= es la llamada velocidad de frotamiento en m / sComo el correntmetro mide la velocidad en un punto, para obtener la velocidad media de un curso de agua se deben en ciertos casos, medir la velocidad en dos, tres o ms puntos, a diversas profundidades a lo largo de una vertical y a partir de la superficie del agua.d) Mtodo del flotador:Cuando no se dispone de ninguno de los dispositivos de medicin antes sealados, se puede recurrir a este mtodo, por ser prctico y fcil de realizar. Para este mtodo se necesita de un flotador (que puede ser una pelotita de plstico, una pequea madera, o una hoja de algn arbusto; tambin se necesita de un reloj (para medir el tiempo de recorrido del flotador). El grado de precisin no es tanto como el de los mtodos anteriores. Cuando la profundidad del agua es menor a 1m. la velocidad promedio del flujo se considera el 80% de la velocidad superficial.l calculo consiste en: Q = A x vv = e / t v =es la velocidad en m/seg. e =espacio recorrido en m del flotador t =tiempo en segundos del recorrido e por el flotador A =rea de la seccin transversal Q =Caudale) Mtodo usando Limngrafo o Limnmetro:El aforo con estos instrumentos se realiza cuando se necesita realizar un registro constante de la cantidad de agua que circula por grandes canales o ros.El Limngrafo cuenta adems con un dispositivo reloj que grafica la cantidad de agua durante las 24 horas.f) Mtodo Volumtrico: Se emplea por lo general para caudales muy pequeos y se requiere de un recipiente para colectar el agua. El caudal resulta de dividir el volumen de agua que se recoge en el recipiente entre el tiempo que transcurre en colectar dicho volumen. Se recomienda realizar un mnimo de 5 mediciones.Q = V / T Q: Caudal l/sV: Volumen en litrosT:Tiempo en segundosIII. DOTACIN SEGN LA POBLACIN:Se entiende por dotacin la cantidad de agua que se asigna para cada habitante y que incluye el consumo de todos los servicios que realiza en un da medio anual, tomando en cuenta las prdidas. Se expresa en litros ./ habitante-da. Esta dotacin es una consecuencia del estudio de las necesidades de agua de una poblacin, quien la demanda por los usos siguientes : para saciar la sed, para el lavado de ropa, para el aseo personal, la cocina, para el aseo de la habitacin, para el riego de calles, para los baos, para usos industriales y comerciales , as como para el uso pblico.La dotacin no es una cantidad fija, sino que se ve afectada por un sin numero de factores que la hacen casi caracterstica de una sola comunidad; sin embargo, se necesita conocer de ante mano estos factores para calcular las diferentes partes de un proyecto.Clasificacin de climas por su temperatura.

TEMPERATURA MEDIA ANUAL ( C )TIPO DE CLIMA

Mayor Que 22CLIDO

DE 18 A 22SEMICLIDO

DE 12 A 17.9TEMPLADO

DE 5 A 11.9SEMIFRIO

MENOR QUE 5FRIO

IV. DISEO DE SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE VARIABLES: Poblacin Actual (N habitantes, nmero de familias, etc.) Tasa de Crecimiento Poblacional (INEI) Periodo de Diseo (t:20 aos) Poblacin Futura (Pf): Mtodo Aritmtico, Inters Simple, Geomtrico, de la Parbola, de los Incrementos Variables, de la Curva Normal Logstica, de los Mnimos Cuadrados, de la Parbola Cbica Dotacin (RNE: lt/hab/da) Clima fro: 180 lt/hab/da Clima templado y clido: 220 lt/hab/da Abastecimiento indirecto por surtidores o piletas: 30-50 lt/haV. DEMANDA DE AGUALos principales factores que afectan el consumo de agua son: el tipo de comunidad, factores econmicos y sociales, factores climticos y tamao de la comunidad.Independientemente que la poblacin sea rural o urbana, se debe considerar el consumo domestico, el industrial, el comercial, el publico y el consumo por perdidas.Las caractersticas econmicas y sociales de una poblacin pueden evidenciarse a travs del tipo de vivienda, siendo importante la variacin de consumo por el tipo y tamao de la construccin.El consumo de agua vara tambin en funcin al clima, de acuerdo a la temperatura y a la distribucin de las lluvias; mientras que el consumo per cpita, vara en relacin directa al tamao de la comunidad.Considerando los factores que determinan la variacin de la demanda de consumo de agua en las diferentes localidades rurales; se asignan las dotaciones en base al nmero de habitantes y a las diferentes regiones del pas:

Dotacin por nmero de habitantes

Dotacin por regin

VI. TRATAMIENTO QUE SE REALIZA PARA QUE EL AGUA SE APTA PAR EL CONSUMO HUMANO:CALIDAD DEL AGUA NORMAS NACIONALES E INTERNACIONALES LEY DE RECURSOS HDRICOS ORGANIZACIN MUNDIAL DE LA SALUD (OMS) ORGANIZACIN PANAMERICANA DE SALUD (OPS) PARMETROS BACTERIOLGICOS FSICOS QUMICOS PRESENCIA DE METALES

PARMETROS DE MEDICIN EN CAMPO1. Temperatura2. pH3. Conductividad4. Oxgeno Disuelto5. Slidos Totales DisueltosPARMETROS DE MEDICIN EN LABORATORIO1. Fsicos: Turbiedad, Slidos totales y slidos suspendidos.2. Iones principales: (Nitratos, Sulfato, Fosfatos, cianuro WAD y Libre, cloruros, nitritos, dureza total y clcica, alcalinidad).3. Metales: (Ba, Cd, Cr, Pb, Zn, Mn, Fe, Cu Hg y As).PARMETROS BIOLGICOS 1. Coliformes Totales.2. Coliformes Termotolerantes.3. Fitoplancton.4. Perifiton 5. ParsitosPARMETROS ORGNICOS (Depender de las actividades y usos que tenga el cuerpo de agua)1. Aceites y grasas.2. Hidrocarburos totales de petrleo3. DBO5UBICACIN DE PUNTOS DE MUESTREO Y REGISTRO DE DATOS DE CAMPOCriterios que debe cumplir la ubicacin del punto de muestreo1. Identificacin: El punto de muestreo, debe ser identificado y reconocido claramente, de manera que permita su ubicacin exacta en muestreos futuros. Georreferenciar utilizando el Sistema de Posicionamiento Satelital (GPS), registrndose en coordenadas UTM y en el sistema WGS84.2. Accesibilidad: Que permita un rpido y seguro acceso al lugar establecido para tomar la muestra.3. Representatividad: Evitar zonas de embalse o turbulencias no caractersticos del cuerpo de agua, a Menos que sean el objeto de la evaluacin.Elija un punto en donde el ro est lo mas regular, accesible y uniforme en profundidad.Es importante considerar la referencia para la ubicacin de un punto de monitoreo: Puente, roca grande, rbol, kilometraje vial y localidad.Ubicar el punto de muestreo cerca de una estacin de aforo para que se pueda tomar simultneamente datos sobre el flujo.

Registro de Datos de campo1. Registro de Dato GeneralesCdigo del Punto de Muestreo.Origen de la fuente.Descripcin clara y definida del punto de muestreo.Hora y fecha de muestreo.Localidad, distrito, provincia y departamento.Coordenadas de ubicacin del punto de muestreo.Datos personales de quien realiz la toma de muestra.Condiciones climticas yOtras observaciones pertinentes en el punto de muestreo.2. Registro de todas las mediciones realizadas en el monitoreo.3. Los datos requeridos en la Ficha de Registro se muestran en el Anexo Ficha de Registro de Medicin de Datos de Campo.TOMA, PRESERVACIN Y CONSERVACIN DE MUESTRAS Requisitos para la Toma de Muestras: Evitar las reas de turbulencia excesiva, considerando la profundidad, la velocidad de la corriente y la distancia de separacin entre ambas orillas (En ros). Se realizar en el centro de la corriente a una profundidad de acuerdo al parmetro a determinar. Evitar la presencia de espuma superficial, en lagos y pantanos. Se realizar en direccin opuesta al flujo del recurso hdrico. Considerar un espacio de alrededor del 1% aproximadamente de la capacidad del envase (espacio de cabeza) para permitir la expansin de la muestra. PRESERVACIN DE LAS MUESTRAS Una vez tomada la muestra de agua, se procede a adicionarle el preservante requerido de acuerdo a lo estipulado en el Requisitos para toma de muestras de agua y manipulacin.

VII. ACCESORIOS UTILIZADOS EN REDES DE CONDUCCIN Y ADUCCIN

La linea de conduccion en un sistema de abastecimiento de agua potable por gravedad es el conjunto de tuberias, valvulas, accesorios, estructuras y obras de arte encargados de la conduccion del agua desde la captacion hasta el reservorio, aprovechando la carga estatica existente. Debe utilizarse al maximo la energia disponible para conducir el gasto deseado, lo que en la mayoria de los casos nos llevara a la seleccion del diametro minimo que permita presiones iguales o menores a la resistencia fisica que el material de la tuberia soporte.Las tuberias normalmente siguen el perfil del terreno, salvo el caso de que, a lo largo de la ruta por donde se deberia realizar la instalacin de las tuberias, existan zonas rocosas insalvables, cruces de quebradas, terrenos erosionables, etc. que requieran de estructuras especiales. Para lograr un mejor funcionamiento del sistema, a lo largo de la lnea de conduccion puede requerirse camaras rompe presion, valvulas de aire, valvulas de purga, etc. Cada uno de estos elementos precisa de un diseno de acuerdo a caracteristicas particulares.Todas estas consideraciones seran desarrolladas en el presente capitulo y serviran para disenar y definir los diametros de las tuberias y la ubicacion de las camaras rompe-presion.

CRITERIOS DE DISEO

Definido el perfil de la linea de conduccion, es necesario considerar criterios de diseno que permitan el planteamiento final en base a las siguientes consideraciones:

Carga disponibleLa carga disponible viene representada por la diferencia de elevacion entre la obra de captacin y el reservorio.Gasto de diseoEl gasto de diseno es el correspondiente al gasto mximo diario (Qmd), el que se estima considerando el caudal medio de la poblacion para el periodo de diseo seleccionado (Qm) y el factor K1 del dia de maximo consumo.Clases de tuberiasLas clases de tuberia a seleccionarse estaran definidas por las mximas presiones que ocurran en la linea representada por la linea de carga estatica. Para la seleccion se debe considerar una tuberia que resista la presion mas elevada que pueda producirse, ya que la presion mxima no ocurre bajo condiciones de operacion, sino cuando se presenta la presion estatica, al cerrar la valvula de control en la tuberia. En la mayoria de los proyectos de abastecimiento de agua potable para poblaciones rurales se utilizan tuberias de PVC. Este materialtiene ventajas comparativas con relacion a otro tipo de tuberias: es economico, flexible, durable, de poco peso y de facil transporte e instalacion; ademas, son las tuberias que incluyen dimetros comerciales menores de 2 pulg y que facilmente se encuentran en el mercado.

Dimetro Para determinar los diametros se consideran diferentes soluciones y se estudian diversas alternativas desde el punto de vista economico. Considerando el maximo desnivel en toda la longitud del tramo, el diametro seleccionado debera tener la capacidad de conducir el gasto de diseno con velocidades comprendidas entre 0.6 y 3.0 mls; y las perdidas de carga por tramo calculado deben ser menores o iguales a la carga disponible.- Valvulas de aireEl aire acumulado en los puntos altos provoca la reduccion del rea de flujo del agua, produciendo un aumento de perdida de carga y una disminucion del gasto. Para evitar esta acumulacion es necesario instalar valvulas de aire pudiendo ser automaticas o manuales. Debido al costo elevado de las valvulas automaticas, en la mayoria de laslineas de conduccion se utilizan valvulas de compuerta con sus respectivos accesorios que requieren ser operadas periodicamente.- Valvulas de purgaLos sedimentos acumulados en los puntos bajos de la linea de conduccion con topografia accidentada, provocan la reduccion del area de flujo del agua, siendo necesario instalar valvulas de purga que permitan periodicamente la limpieza de tramos de tuberas - Camaras rompe-presionCuando existe mucho desnivel entre la captacion y algunos puntos a lo largo de la linea de conduccion, pueden generarse presiones superiores a la maxima que puede soportar una tuberia. En esta situacion, es necesaria la construccion de camaras rompe-presion que permitan disipar la energia y reducirla presion relativa a cero (presionatmosferica), con la finalidad de evitar danos en la tuberia. Estas estructuras permiten utilizar tuberas de menor clase, reduciendo considerablemente los costos en las obras de abastecimiento de aguapotable.

SISTEMA CONVENCIONALES DE ABASTECIMIENTO DE AGUASon sistemas diseados y construidos a partir de criterios de ingeniera claramente definidos y tradicionalmente aceptados, con un resultado preciso para el nivel de servicio establecido por el proyecto, ya sea a nivel de vivienda mediante conexiones domiciliarias o a nivel comunitario con piletas pblicas.Los sistemas convencionales son:GST:Sistema de abastecimiento por gravedad sin tratamiento

GCT:Sistema de abastecimiento por gravedad con tratamiento

BST:Sistema de abastecimiento por bombeo sin tratamiento

BCT:Sistema de abastecimiento por bombeo con tratamiento

Para zonas rurales, es usual denominar los sistemas por gravedad, cuando la fuente de agua se encuentra a ms altitud que los usuarios; y sistemas por bombeo, cuando la fuente se encuentra ms abajo y se requiere el uso de bombas para entregar el agua a los usuarios

TIPOS DE SISTEMA

GST: Sistema de abastecimiento por gravedad sin tratamientoSon sistemas donde la fuente de abastecimiento de agua debuena calidad y no requiere tratamiento complementario previo a su distribucin; adicionalmente, no requieren ningn tipo de bombeo para que el agua llegue hasta los usuarios.Las fuentes de abastecimiento son aguas subterrneas o sublveas. Las primeras afloran a la superficie como manantiales y la segunda es captada a travs de galeras filtrantes.En estos sistemas, la desinfeccin no es muy exigente, ya que el agua que ha sido filtrada en los estratos porosos del subsuelo, presenta buena calidad bacteriolgica. Los sistemas por gravedad sin tratamiento tienen una operacin bastante simple, sin embargo, requieren un mantenimiento mnimo para garantizar el buen funcionamiento.Sus componentes son: Captacin. Lnea de conduccin o impulsin. Reservorio. Lnea de aduccin. Red de distribucin.Conexiones domiciliarias y/o piletas pblicas.

Ventajas y desventajas del GST:VentajasDesventajas

Bajo costo de inversin, operacin y mantenimiento. Requerimientos de operacin y mantenimiento reducidos. No requiere operador especializado. Baja o nula contaminacin Por su origen el agua puede contener un alto contenido de sales disueltas.

GCT: Sistema de abastecimiento por gravedad con tratamientoCuando las fuentes de abastecimiento son aguas superficiales captadas en canales, acequias, ros, etc., requieren ser clarificadas y desinfectadas antes de su distribucin. Cuando no hay necesidad de bombear el agua, los sistemas se denominan por gravedad con tratamiento.Las plantas de tratamiento de agua deben ser diseadas en funcin de la calidad fsica, qumica y bacteriolgica del agua cruda.Estos sistemas tienen una operacin ms compleja que lsistemas sin tratamiento, y requieren mantenimiento peridico para garantizar la buena calidad del agua. Al instalar sistemas con tratamiento, es necesario crear las capacidades locales para operacin y mantenimiento, garantizando el resultado esperado.Sus componentes son: Captacin. Lnea de conduccin o impulsin. Planta de tratamiento de agua. Reservorio. Lnea de aduccin. Red de distribucin. Conexiones domiciliarias y/o piletas pblicas.

Ventajas y desventajas del GCT:VentajasDesventajas

Remueve la turbiedad del agua cruda. Requiere de personal capacitado para operar y mantener la planta de tratamiento. Puede demandar del uso de productos qumicos para el proceso de clarificacin del agua. Requiere desinfeccin obligatoria. Mayor costo de O & M que los sistemas GST. Tarifas elevadas.

BST: Sistema de abastecimiento por bombeo sin tratamientoEstos sistemas tambin se abastecen con agua de buena calidad que no requiere tratamiento previo a su consumo. Sin embargo, el agua necesita ser bombeada para ser distribuida al usuario final. Generalmente estn constituidos por pozos.Sus componentes son: Captacin. Estacin de bombeo de agua. Lnea de conduccin o impulsin. Reservorio. Lnea de aduccin. Red de distribucin. Conexiones domiciliariasPara este tipo de sistema no es conveniente un nivel de servicio por piletas pblicas.

Ventajas y desventajas del BST:VentajasDesventajas

Desinfeccin poco exigente Menor riesgo a contraer enfermedades relacionadas con el agua . Requiere de personal especializado para operar y mantener sistemas de bombeo Requiere elevada inversin para su implementacin Las tarifas del servicio son elevadas. Muchas veces el servicio es restringido a algunas horas del da para evitar la elevacin de la tarifa.

BCT: Sistema de abastecimiento por bombeo con tratamientoLos sistemas por bombeo con tratamiento requieren tanto la planta de tratamiento de agua para adecuar las caractersticas del agua a los requisitos de potabilidad, como un sistema de bombeo para impulsar el agua hasta el usuario final.Sus componentes son: Captacin. Lnea de conduccin o impulsin. Planta de tratamiento de agua. Estacin de bombeo de agua. Reservorio. Lnea de aduccin. Red de distribucin. Conexiones domiciliariasPara este tipo no es conveniente un nivel de servicio por piletas pblicas.

Ventajas y desventajas del BCT:VentajasDesventajas

Ninguna. Requiere de personal altamente capacitado para operar y mantener la planta de tratamiento y el sistema de bombeo. Requiere de mayor costo de inversin, de operacin y mantenimiento que los sistemas de bombeo sin tratamiento. Muchas veces el servicio es restringido a algunas horas del da para evitar la elevacin de la tarifa. Las tarifas del servicio son las ms altas en comparacin con los diferentes sistemas de abastecimiento de agua. Sistema complejo y de poca confiabilidad.