El sistema moderno de abasto alimentario: actores, escalas ...
Trabajo de Abasto
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Transcript of Trabajo de Abasto
. 1
INTRODUCCION
La captación consiste en recolectar y almacenar agua proveniente de diversas fuentes para su y
uso benéfico.
La obra de captación consiste en una estructura colocada directamente en la fuente a fin de captar
el gasto deseado y conducirlo a la línea de aducción. Para el diseño de obras de captación de
fuentes superficiales y subterráneas, habrá que considerar ciertos aspectos característicos a
fuentes de abastecimiento, esto nos conduce a considerar dos tipos: superficiales sin regulación y
superficiales con la regulación de sus caudales de captación de fuentes superficiales sin
regulación.
Estructuras de captación de fuentes superficiales reguladas. La regulación de un río para
compensar sus variaciones de caudal durante épocas de crecida con las de estiaje, supone el
diseño y construcción de un dique o represa, pero su utilización amerita una obra de captación
adecuada para los diferentes niveles de una obra.
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OBJETIVOS.
OBJETIVO GENERAL.
Establecer los criterios para el diseño hidráulico, mecánico y estructural de la
infraestructura que se requiere en una obra de captación.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS.
Determinar los tipos de obras de captación que existen y cuál es el uso que se la da en
una obra civil.
Aplicar los principios, conceptos y normas en el diseño de las obras de captación.
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1. OBRAS DE CAPTACIÓN
Las obras de captación son las obras civiles y equipos electromecánicos que se utilizan para
reunir y disponer adecuadamente del agua superficial o subterránea. Dichas obras varían de
acuerdo con la naturaleza de la fuente de abastecimiento su localización y magnitud. Algunos
ejemplos de obras de captación se esquematizan en la Fig. 1. El diseño de la obra de
captación debe ser tal que prevea las posibilidades de contaminación del agua.
Fig.1 Obra de Captación
El mérito principal de los dispositivos de captación radica en su buen funcionamiento hidráulico.
Cuando se diseña un sistema de captación de aguas pluviales es necesario determinar el área de
captación y el volumen de almacenamiento.
Donde:
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Vs : Volumen de almacenamiento necesario para satisfacer la demanda en época de secas
D: dotación, L/ hab./ día
t : tiempo que dura la temporada de secas, días
l : Factor de seguridad, mínimo 30 % en decimal
P: número de habitantes
El volumen anual de agua de lluvia captada se puede estimar a partir de la ecuación ( 1 ) donde
se relaciona la precipitación media anual y área de captación. En diseños conservadores es
conveniente considerar que se pueden aprovechar el 75 % de la precipitación total anual.
Donde: (1)
Vc : volumen anual captado, m3
Pr : precipitación media anual, m
A : área de captación, m2
n : eficiencia de captación del agua pluvial, decimal
Si el volumen anual captado es mayor que el volumen de almacenamiento necesario para
satisfacer la demanda durante la época de secas, no existirá problema de suministro. En el caso
contrario, se tendrán problemas de abastecimiento. Entonces, al considerar sistemas de
abastecimiento con agua de lluvia, se deberá garantizar al menos que el volumen captado es
igual al volumen almacenado para satisfacer la demanda durante la época de sequía.
2. TIPOS DE OBRAS DE CAPTACIÓN
2.1. BOCATOMA O CAPTACIÓN LATERAL
Es muy utilizada cuando la fuente de aprovechamiento posee un caudal relativamente grande. El
sitio se selecciona donde la estructura quede a una altura conveniente del fondo y, ubicada al final
de las curvas, en la orilla exterior, y en lugares protegidos de la erosión o socavación.
Vs = D x t x ( 1 + l) x P
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3. CAPTACIÓN DE AGUA.
La captación de aguas de fuentes superficiales, sean ríos, lagos e incluso el mar deben llevar
obras de captación adaptadas a las condiciones y características de la masa de agua a captar.
La regulación de las aguas nos permite disponer de éste en casi todo momento, sea la estación
que sea y sin importar las variaciones de la demanda. Para lograr la regulación se debe almacenar
el agua de diferentes maneras como: tanques compensadores, presas, etc.
Estudios Previos para el Proyecto de una OBRAS DE CAPTACIÓN SUPERFICIALES Cuando
se va a diseñar una obra de Captación, se deben realizar una serie de estudios previos del sitio
que se beneficiará e incluso de sus cercanías. Es necesario investigar todas las condiciones para
lograr obtener un diseño que logre satisfacer todas las necesidades requeridas de la manera más
económica.
a).- Datos Hidrológicos
Gasto medio, máximo y mínimo
Niveles de agua normal, extraordinario y mínimo
Características de la cuenca, erosión y sedimentación
Estudios de inundaciones y arrastre de cuerpos flotantes
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b).- Aspectos Económicos
Planeamiento de opciones, elección de la más económica que cumpla con los requerimientos
técnicos
Costos de construcción, operación y mantenimiento
Costo de las obras de protección
Dependiendo de las características hidrológicas de la corriente, las obras de captación pueden
agruparse en los siguientes cuatro tipos:
a) Captaciones cuando existen grandes variaciones en los niveles de la superficie
libre.
3.1. Torres para captar el agua a diferentes niveles, en las márgenes o en el punto más
profundo del río, (Fig. 3)
Fig. 3 Torres para captar agua a diferentes niveles
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3.2. Estaciones de bombeo flotantes.
También pueden usarse en lagos o embalses (figuras 3.2).
Fig. 3.2 a) Estación de bombeo Flotante
3.3. CAPTACIÓN EN RIO NAVEGABLE EMBALSES O EN LAGOS Y LAGUNAS
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b).- Captación cuando existen pequeñas oscilaciones en los niveles de la superficie libre,
como estaciones de bombeo fijas con toma directa en el río o en un cárcamo.
En un cárcamo
En río
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5.1. .
5.2
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5.3.2
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5.3.3
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5.4.1
5.4.1.1
5.4.1.2
5.4.1.3
5.4.2
5.4.3
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5.4.4
5.4.4.1
5.4.4.2
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5.4.4.5
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5.4.4.6
5.4.4.3
5.4.4.4
5.4.4.9
5.4.10
5.4.5
5.4.5.2
5.4.5.1
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6
6.1
6.3
6.2
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7. OBRA DE CAPTACIÓN DE AGUA SUBTERRÁNEA:
Para la construcción de una obra de captación de agua subterránea es necesario tener
conocimiento de las características del suelo y de la hidráulica del agua subterránea.
El agua subterránea es una fuente importante para el abastecimiento de agua, sobre todo en
suelos de material granular y ocupa el segundo lugar en la distribución de los volúmenes de agua
sobre la tierra con un 2%.
Captación de Agua Subterránea somera
7.1. Hidráulica de las aguas subterráneas:
El comportamiento del movimiento del agua en el subsuelo no tiene el mismo comportamiento
que el agua superficial. El comportamiento del agua subterránea se aproxima a la Ley de Darcy,
que fue establecida experimentalmente.
La ecuación de continuidad establece que la descarga específica o flujo a través de un cilindro es:
v = Q / A
Donde: v = Velocidad (m/s)
Q = Caudal (m3/s)
A = Área transversal del cilindro (m2)
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Según el experimento de Darcy, él estableció que la velocidad del flujo a través de un medio poroso
(v), es proporcional a la diferencia de presiones entre dos secciones de un volumen de control y
la longitud entre ellas.
Por lo que se tiene:
Donde: K = Conductividad hidráulica
unidad de longitud.
h = Carga hidráulica
La conductividad hidráulica se conoce también como coeficiente de permeabilidad. Otra forma
de expresar la ecuación de Darcy es:
Q = v A O Q = K i A
7.2. Las obras de captación pueden clasificarse. .
Verticales: pozos y sondeos.
Horizontales: zanjas, drenes y galerías.
Mixtos: pozos con drenes radiales, galerías con pozos.
7.3. Pozos:
Pueden ser superficiales o profundos, dependen de la naturaleza de las formaciones geológicas y
de la hidráulica subterránea.
Pozos Excavados
Es probablemente el tipo de captación más antiguo. En la actualidad se excava con máquinas y
en rocas duras con explosivos. Sigue siendo la elección más adecuada para explotar acuíferos
superficiales, pues su rendimiento es superior al de un sondeo de la misma profundidad. Otra
ventaja en los acuíferos pobres es el volumen de agua almacenado en el propio pozo Diámetro=
1 a 6 metros o más Profundidad = generalmente 5 a 20 metros.
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Sondeos
Son las captaciones más utilizadas en la actualidad. Los diámetros oscilan entre 20 y 60 cm. y la
profundidad en la mayoría de los casos entre 30-40 m. y 300 o más. Si la construcción es correcta,
se instala tubería ranurada sólo frente a los niveles acuíferos, el resto, tubería ciega.
En acuíferos de muy poco espesor .Profundidad de 2 a 4 metros y longitudes de unas decenas a
varios centenares de metros. Se excavan una o varias zanjas, que, siguiendo la pendiente
topográfica, vierten a un pozo colector desde el que se bombea. Se utilizan tanto para explotación
del agua subterránea poco profundas como para el drenaje necesario para la estabilidad de obras.
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Cono de descensos
El agua comienza a fluir radialmente hacia el sondeo, y, transcurrido un tiempo, por ejemplo unas
horas, la superficie freática habría adquirido la forma que se presenta en la siguiente figura,
denominada cono de descensos. Esto puede apreciarse realmente si en los alrededores del
sondeo que bombea existen otros sondeos para observación de los niveles.
Profundidad del pozo:
La profundidad total de un pozo se rige fundamentalmente por:
• Espesor y niveles relativos del acuífero o acuíferos que se vayan a
explota. El pozo se perforará a una profundidad que garantice un caudal
específico alto, y el mayor abatimiento disponible, que permita
incrementar la producción razonablemente.
• La profundidad a que se encuentra el nivel freático más profundo por
explotar, cuando existen varios.
• La calidad del agua, factor que en ocasiones limita la profundidad y otras
la propicia.
• El caudal a extraer.
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• ACUÍFERO.- Es un estrato o formación que contiene agua aprovechable y es capáz de
entregar agua en cantidad suficiente para permitir su explotación.
Transiciones y Límites de los Acuíferos:
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Las obras de captación horizontales.- Tuvieron una mayor difusión en épocas ya
pasadas, y en la actualidad solo perduran en algunos lugares.
Las galerías ya existían en la Mesopotamia en el siglo IV antes de Cristo. Con una topografía
del terreno adecuada y una ligera pendiente de las galerías, el agua sale al exterior por
gravedad, sin bombeo.
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Los drenes son similares a las
galerías, pero son tubos de
pequeño diámetro, perforados con
máquina, normalmente hasta unas
decenas de metros.
Se excavan una o varias zanjas, que, siguiendo la pendiente topográfica, vierten a un pozo
colector desde el que se bombea.
Dentro de las obras de
captación mixtas las más
comunes son los pozos
excavados con drenes radiales.
Estos se utilizan en los mismos
casos que los excavados pero
con mayor rendimiento, ya que
los drenes radiales permiten
aumentar el área de captación
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Clasificación: Estas se pueden clasificar de diferentes formas:
1.- Según su método constructivo:
• Zanjas de percolación
• Drenes de infiltración
• Túneles de infiltración
Las zanjas son de fácil construcción y pueden tener una gran capacidad y prolongada vida
útil sin embargo si las zanjas son descubiertas el agua recolectada estará expuesto a la
contaminación bacteriana y el crecimiento de algas.
Los drenes y túneles de infiltración son más caros de construir y su diseño es más complicado.
Los drenes pueden estar sujetos a colmatación. La ventaja de los drenes y túneles es que
son completamente subterráneos de tal forma que el agua recolectada esta protegida contra
la contaminación. Los drenes tienen poros, perforaciones o uniones abiertas que permiten el
ingreso del agua subterránea. Estos pueden ser de cerámica, arcilla vitrificada, concreto,
plástico y asbesto cemento.
Forro filtrante: Su función principal será de impedir que el material fino del acuífero llegue al
interior del conducto, sin ofrecer una alta resistencia a la filtración. Se considera que cuando
la permeabilidad del forro filtrante es veinte veces mayor que la permeabilidad del acuífero se
proporciona un drenaje libre.
Los espesores de cada capa no deben exceder los 0.15 m.
El diámetro de los huecos del filtro no tiene que ser menor que todas las partículas del
acuífero, basta con que el diámetro de los huecos del filtro sea menor que el D85 del material
del acuífero.
Los métodos constructivos a adoptar dependen del tipo de captación que queremos construir,
y de las características del subsuelo donde pretendemos hacerlo.
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CONCLUSIONES.
Las obras de captación deben de localizarse en zonas donde el suelo se estable y
resistente a la erosión, procurando que la captación se haga en un sector recto del cauce.
En caso de necesitarse la captación en una curva, aquella debe ubicarse en la parte
exterior de la curva, tomando las debidas medidas de la protección de la obra.
RECOMENDACIONES.
Una vez analizado el tema de las obras de captación que existe en una obra civil, se
recomienda realizar los estudios respectivos para su diseño. Y en futuro de su
construcción no tener problema.