-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
1/61
Universidad de San Carlos de Guatemala,Facultad de
Arquitectura
UNIDAD 2, CICLO HIDROLOGICO,TIPOS DE CAPTACION
Y SISTEMAS DE TRATAMIENTOPresentado por
Arq. Jorge Luis Arévalo López
CONSTRUCCION 4
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
2/61
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
3/61
¿ Qué es?El ciclo hidrológico o ciclo del agua es el proceso de
circulación delagua entre los distintos compartimentos de la
hidrosfera. Se trata deun ciclo biogeoquímico en el que hay una
intervención de reaccionesquímicas, y el agua se traslada de unos
lugares a otros o cambiade estado físico.
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
4/61
FasesEl ciclo del agua tiene una interacción constante con el
ecosistema yaque los seres vivos dependen de esta para sobrevivir,
y a su vezayudan al funcionamiento del mismo. Por su parte, el
ciclo hidrológicopresenta cierta dependencia de una atmósfera poco
contaminada y deun grado de pureza del agua para su desarrollo
convencional, y de
otra manera el ciclo se entorpecería por el cambio en los
tiempos deevaporación y condensación.
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
5/61
Los principales procesos implicados en el ciclo del aguason:
1.- Evaporación: El agua se evapora en la superficie oceánica,
sobre lasuperficie terrestre y también por los organismos, en el
fenómeno dela transpiración en plantas y sudoración en animales.
Los seres vivos,especialmente las plantas, contribuyen con un 10 %
al agua que seincorpora a la atmósfera. En el mismo capítulo
podemos situar
la sublimación, cuantitativamente muy poco importante, que
ocurre en lasuperficie helada de los glaciares o la banquisa.
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
6/61
2.- Condensación: El agua en forma de vapor sube y se
condensaformando las nubes, constituidas por agua en pequeñas
gotas.
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
7/61
3.- Precipitación: Se produce cuando las gotas de agua que
forman lasnubes se enfrían acelerándose la condensación y uniéndose
las gotasde agua para formar gotas mayores que terminan por
precipitarse a lasuperficie terrestre en razón a su mayor peso. La
precipitación puedeser sólida (nieve o granizo) o líquida
(lluvia).
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
8/61
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
9/61
5.- Escorrentía: Este término se refiere a los diversos medios
por losque el agua líquida se desliza cuesta abajo por la
superficie del terreno.En los climas no excepcionalmente secos,
incluidos la mayoría de losllamados desérticos, la escorrentía es
el principal agente geológico deerosión y de transporte de
sedimentos.
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
10/61
6.- Circulación subterránea: Se produce a favor de la gravedad,
comola escorrentía superficial, de la que se puede considerar una
versión. Sepresenta en dos modalidades:
Primero, la que se da en la zona vadosa, especialmente enrocas
karstificadas, como son a menudo las calizas, y es unacirculación
siempre pendiente abajo.
Segundo, la que ocurre en los acuíferos en forma de agua
intersticialque llena los poros de una roca permeable, de la cual
puede incluso
remontar por fenómenos en los que intervienen la presión yla
capilaridad.
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
11/61
7.- Fusión: Este cambio de estado se produce cuando la nieve
pasa aestado líquido al producirse el deshielo.
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
12/61
8.-Solidificación: Al disminuir la temperatura en el interior de
una nube pordebajo de 0 °C, el vapor de agua o el agua misma se
congelan,precipitándose en forma de nieve o granizo, siendo la
principal diferenciaentre los dos conceptos que en el caso de la
nieve se trata de una
solidificación del agua de la nube que se presenta por lo
general a bajaaltura. Al irse congelando la humedad y las pequeñas
gotas de agua de lanube, se forman copos de nieve, cristales de
hielo polimórficos (es decir,que adoptan numerosas formas visibles
al microscopio), mientras que en elcaso del granizo, es el ascenso
rápido de las gotas de agua que forman unanube lo que da origen a
la formación de hielo, el cual va formando elgranizo y aumentando
de tamaño con ese ascenso. Y cuando sobre la
superficie del mar se produce una manga de agua (especie de
tornado quese produce sobre la superficie del mar cuando está muy
caldeada por el sol)este hielo se origina en el ascenso de agua por
adherencia del vapor y aguaal núcleo congelado de las grandes gotas
de agua.
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
13/61
El proceso se repite desde el inicio, consecutivamente por lo
quenunca se termina, ni se agota el agua.
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
14/61
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
15/61
CAPTACIONES
LAS CAPTACIONES, DEPENDIENDO DEL ORIGEN DE LA FUENTEDE AGUA DE
LA QUE SE TRATE, PODEMOS CATALOGARLAS DELA SIGUIENTE MANERA:
A) SUBTERRANEA - MANANTIAL
- POZOS
LADERAFONDO
ARTESANALESPROFUNDOSGALERIAS FILTRANTES
B) SUPERFICIAL - RIO
- LAGOS O LAGUNAS
RIACHUELO
BALSA FLOTANTE
C) AGUAS DE LLUVIA SOLUCION INDIVIDUAL(PARA UNA SOLA
VIVIENDA)
COMPONENTES:- TECHO A DOS AGUAS
- CANALETAS- DUCTOS- FILTRO- DEPOSITO
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
16/61
MANANTIAL DE LADERA
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
17/61
A A A O O
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
18/61
MANANTIAL DE FONDO
BALSA FLOTANTE
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
19/61
BALSA FLOTANTE
CAPTACIÓN DE AGUA SUPERFICIAL
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
20/61
CAPTACIÓN DE AGUA SUPERFICIAL
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
21/61
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
22/61
GALERIAS FILTRANTES
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
23/61
GALERIAS FILTRANTES
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
24/61
Pozos(Clasificación según construcción)
Los que captan el agua del manto freático(pozos rasos, freáticos
o someros).- Excavados ( D mayor 0.80 m)- Perforados o tubulares (D
entre 0.05 a 0.40
m).Los que captan el agua del manto profundo(pozos
profundos).
POZOS
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
25/61
POZOS
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
26/61
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
27/61
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
28/61
TR T MIENTO DE GU DESPUES DE
SU C PT CION
GeneralidadesProcesos unitarios principales:
- Sedimentación- Filtración- DesinfecciónTratamiento químico
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
29/61
OBJETIVO:
Obtener agua para el Consumo Humano de acuerdo a
losEspecificaciones Técnicas establecidos en: Normas
Nacionales,Guías de la OMS, Directivas del Ente Regulador
TRATAMIENTO:
Conjunto de Actividades o Procesos que se realizan en
formasecuencial, donde en cada proceso se realizan
diferentesactividades: Operación, Evaluación, Medición de
ParámetrosFisicoquímicos y Biológicos.
GENERALIDADES
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
30/61
FUE
NTE
PROCESO
Agua AguaPara
REQUISITOS DE CALIDAD
ConsumoHumano
Cruda
• Norma Nacional NTG 29001
•Guías de la OMS
•DESIGNACION INTERNACIONAL OMS
•Superficial: Categoría 1:destinadas a la producción de agua
potable:Clase A1: con desinfección, Clase A2: con tratamiento
convencional,Clase A3: con tratamiento avanzado.
El Proceso de Tratamiento a realizarestá en función de la
Materia Prima:
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
31/61
TRATAMIENTO DE AGUA SUPERFICIAL
• Pre tratamiento
•Tratamiento
Cantidad
Calidad
Tiempo
FUENTE
• Cantidad variable
•Concentración variable
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
32/61
PR ETR
A T
A M
IE
NTO
• Desinfectantes: Cl 2, O 3, NaOCl,etc.
Ventana deCaptación
Reducir CargaFisicoquímica
Reducir CargaBiológica
Eliminación deResiduosSólidos/Partículas en
suspensiónRejillas
Barraje
Captación
Desarenación Acumulación de Arena
•Turbiedad (Partículas finas ensuspensión)
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
33/61
FUNCIÓN Y PROCESOS UNITARIOS PRINCIPALES
FUNCION:Eliminar sustancias físicas químicas y bacteriológicas
con la
finalidad de potabilizar el agua.
PROCESOS UNITARIOS PRINCIPALES:1.- SEDIMENTACION2.-
FILTRACION3.- DESINFECCION
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
34/61
SEDIMENTADORES
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
35/61
SEDIMENTADORES
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
36/61
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
37/61
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
38/61
FILTRACION
Remover partículas no sedimentables y patógenos.Puede ser lenta
o rápida.
- Filtración lenta: precisa de mayor área superficial, se
empleageneralmente conjuntamente con los sedimentadores que no
hanrecibido coagulantes y cuyos niveles de turbiedad no son muy
elevadas(< 100 UT). El mantenimiento y limpieza se hace en forma
manual,retirando cada cierto tiempo unos 5 cms de la superficie de
arena.
- Filtros rápidos: remueven turbiedades mayores, necesitan de
menos áreasuperficial pero precisan de mayor cuidado en su limpieza
y operación.Requieren retrolavado periódico.
PRE FILTROS HORIZONTALES
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
39/61
PRE FILTROS HORIZONTALES
FILTROS LENTOS TRADICIONALES
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
40/61
FILTROS LENTOS TRADICIONALES
FILTROS LENTOS MODERNOS
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
41/61
FILTROS LENTOS MODERNOS
FILTROS RAPIDOS TIPO I
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
42/61
FILTROS RAPIDOS TIPO I
FILTRO RAPIDOS TIPO II
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
43/61
FILTRO RAPIDOS TIPO II
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
44/61
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
45/61
Cálculo de cantidadesEs necesario también desinfectar los
diferentes componentes delsistema de abastecimiento. Para ello debe
calcularse la cantidad decloro necesario según la siguiente
formula:
P = V x D10 x %
Donde:P = peso del compuesto clorado a utilizar (gramos)V =
volumen del componente a desinfectar (litros)D = dosis a aplicar
(mgr/l)% = poder activo del compuesto clorado
CUADRO CANTIDAD DE CLORO (HIPOCLORITO) REQUERIDOS EN
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
46/61
DESCRIPCIÓN CCONCENTRACIÓN
mg/lt o (ppm)
TTIEMPO DE
DERETENCIÓN(Horas)
PPESO DE
HIPOCLORITODE CALCIO(Kg)
Cantidad Mínima deAgua para diluir
Hipoclorito de calcio(lts)
Captación:Buzón de Reunión:
Reservorios:Hasta 5 m3.10” 15” 20” 25”
30” 40” 50” Mas de 50Tuberías:Pozos:
150 – 200150 – 200
5050505050
505050505050
2 – 42 – 4
44444
444444
0.8 (x m3)0.8 (x m3)
0.831.702.503.304.20
5.06.608.30
***
6565
65135200264336
400520664
CUADRO: CANTIDAD DE CLORO (HIPOCLORITO) REQUERIDOS ENLA
DESINFECCIÓN DE INSTALACIONES DE AGUA
DESINFECCIÓN DE INSTALACIONES
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
47/61
DESINFECCIÓN DE INSTALACIONES
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
48/61
Otros desinfectantes
Existen otros componentes que permiten desinfectar el agua:a)
Hervido o ebullición de las aguasb) Yodoc) Lejíad) Permanganato de
potasio
e) Carbón activadoEn algunos lugares de la Sierra utilizan la
filtración, a través de telas,para desinfectar el agua.En algunos
lugares de la Selva se utilizan pancas de algunosvegetales para
conseguir la eliminación de patógenos.
En la Costa se utilizan las piedras porosas.
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
49/61
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
50/61
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
51/61
Relación entre el caudal de agua a desinfectar y el tipo de
cloro a seraplicado
Rango de
caudal(l/seg)
Dosaje (mg/l)
1 2 3 4 50 – 2 Hipoclorito Hipoclorito Hipoclorito
Cloro 40HipocloritoCloro 40
HipocloritoCloro 40
2 – 5 Hipoclorito HipocloritoCloro 40
HipocloritoCloro 40
Cloro 40 Cloro 40
5 – 10 HipocloritoCloro 40
Cloro 40 Cloro 40 Cloro 40 Cloro 40
10 – 50 Cloro 40 Cloro 40 Cloro 40 Cloro 40 Cloro 40
50 – 100 Cloro 40 Cloro 40 Cloro 40 Cloro 40Cloro 900
Cloro 40Cloro 900
100 – 500 Cloro 40Cloro 900
Cloro 40Cloro 900
Cloro 40Cloro 900
Cloro 40Cloro 900
Cloro 900
500 – 1000 Cloro 900 Cloro 900 Cloro 900 Cloro 900 Cloro 900
Cloro 40 = Botellón 68 K Cloro 900 = Botellón 907 K
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
52/61
TRATAMIENTO QUÍMICO
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
53/61
TRATAMIENTO QUÍMICO1.COAGULACIÓN: Neutralización de cargas
poradición de sales de aluminio y sales de hierro.
RADIO EFECTIVO
La adición de uncoagulante neutraliza lascargas, produciendo
uncolapso de la "nube deiones" que rodean los
COLOIDE coloides de modo quepuedan aglomerarse.
Coagulante
Adición del
La adición de uncoagulante neutraliza lascargas, produciendo
uncolapso de las “nubes deiones” que rodean loscoloides de modo
quepuedan aglomerarse.
Á
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
54/61
ESQUEMA DE DIFERENTES MEZCLADORES HIDRÁULICOS
Sulfato de Aluminio Granular Sulfato de Aluminio Solución
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
55/61
Aplicaciónde
Coagulante
P
Aplicación deCoagulante
Mezclador Rápido tipo Vertedero
Ó
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
56/61
2.FLOCULACIÓNMECÁNICA DE LA FLOCULACIÓN: Desarrollo de
microcoágulos
FLOCULACIÓNPERICINÉTICA
FLOCULACIÓN
ORTOCINÉTICA
Esta producido por el movimiento natural de lasmoléculas del
agua y esta inducida por la energía
térmica, este movimiento es conocido como elmovimiento
browniano.
Se basa en las colisiones de las partículas debido almovimiento
del agua, el que es inducido por unaenergía exterior a la masa de
agua y que puede serde origen mecánico o hidráulico.
PRIMERO SEPRODUCE LA
FLOCULACIÓN
PERICINÉTICALUEGO SEPRODUCE LA
FLOCULACIÓNORTOCINÉTICA
AGLOMERACIÓN DE PARTÍCULAS
CLASIFICACIÓN DE FLOCULADORES
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
57/61
CLASIFICACIÓN DE FLOCULADORES
CC
FLOCULADORES DE CONTACTO DE SÓLIDOS
FLOCULADORES DE POTENCIA
HIDRÁULICAS MECÁNICAS
VERTICAL HORIZONTAL
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
58/61
C O S
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
59/61
4.DECANTADORES:MECÁNICOSFig. 14 Decantador de Manto de Lodos
Pulsator
V
C
R1
S
i
A
P
C
R
Fig. 7 Decantador Accelerator (AQUAZR B).
B
D
C
A F
B
E
C
D
G
Son unidades que permiten velocidadesascensionales que pueden
llegar hasta 8m/h.
Este Decantador está constituido por untanque de fondo plano
provisto en su basede una serie de tuberías que permiten
ladistribución del agua coagulada sobre todoel fondo del
Decantador.
Decantador Accelator
Decantador PulsatorHIDRÁULICOS
Presenta una zona central de floculaciónrodeado de una zona de
decantación.
Estas zonas se comunican por la partesuperior e inferior, la
llegada de agua crudase hace por las canaletas circulares
situadosalrededor de la columna central de mezcla.
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
60/61
-
8/19/2019 Unidad 2 Ciclo Hidrologico y Fuentes de
Abastecimiento
61/61
