Unidad I Acueductos y Cloacas

Acueductos y Cloacas

INDICE

CONTENIDO PG.Introducción 2Historia de Acueductos y Cloacas 3Definición 6Condiciones Generales de la Localidad 7Condiciones Sanitarias Actuales 7Condiciones Climáticas de la Zona 7Estudios de Fuentes de Abastecimiento y Estudio Topográfico 7Población Futura 7Rata de Crecimiento Constante 9Periodo de Diseño 9Factores que lo Determinan 9Dotación 10Dotación de agua 10Variación de Consumo 11Variaciones Diarias 12Variaciones Horarias 12Conclusiones 14Bibliografía 15

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INTRODUCCION

El presente trabajo tiene como finalidad tener una idea clara del conocimiento que se necesita para llevar a cabo un estudio de campo para la disciplina de acueductos y cloacas. Con los diferentes conceptos y definiciones podemos tener una idea de cómo sería llevar a cabo las tareas o pasos.

Cabe destacar que en este trabajo solo se informa una pequeña parte de la gran cantidad de información que existe en internet y libros.

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Historia De Acueductos Y Cloacas

Los romanos construyeron los acueductos más importantes en tamaño, así como en mayor cantidad, en todos sus territorios.

Acueducto Segovia, España.

Un acueducto arranca en un sistema de captación de agua. El agua pasa de forma controlada a la conducción desde un depósito de cabecera (caput aquae). También conocida como R.F o acue (diminutivo de acueducto)

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La construcción de un acueducto exige el estudio minucioso del terreno que permitirá escoger el trazado más económico para permitir una pendiente suave y sostenida sin alargar demasiado el recorrido de la obra.Se usan canales (riui) abiertos siempre que es posible y únicamente en ocasiones contadas se recurre a la conducción bajo presión.El canal se acomoda al terreno por distintos procedimientos. Siempre que es posible, transcurre sobre el suelo apoyado en un muro (substructio) en el que se practican alcantarillas para facilitar el tránsito normal de las aguas de superficie. Si el terreno se eleva, el canal queda soterrado (riuus subterraneus) y forma una galería subterránea (specus) excavada directamente en la roca o construida dentro de una zanja. Cuando se ha de vencer una fuerte depresión, se recurre a la construcción de complicados sistemas de arquerías (arcuationes) que sostienen el canal y lo mantienen al nivel adecuado.

En todo caso, siempre que el agua se destina al consumo humano, el canal está cubierto por bóvedas, falsas bóvedas, placas de piedra o tégulas.Si se interpone en el trazado de la conducción un monte que no es posible rodear, se recurre a la construcción de un túnel que lo perfora. Solamente se usa este procedimiento si es inevitable. Los túneles plantean grandes problemas técnicos. Normalmente se comienzan por ambos extremos, lo que exige una gran precisión en las labores para que los dos ramales se encuentren en el punto previsto. La estrechez de las zonas de corte exige que en cada tajo trabajen sólo uno o dos hombres, por lo que la obra progresa con gran lentitud.

Las conducciones subterráneas por canal suelen estar comunicadas con la superficie por medio de pozos (putei) dispuestos a intervalos regulares. Por ellos se puede acceder al acueducto para su limpieza y mantenimiento. En el caso de los túneles servían también para extraer escombros e introducir materiales durante la construcción, así como para asegurar el correcto trazado y profundidad de la excavación.

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Los canales, salvo que estuvieran directamente excavados en roca impermeable, se revestían con un mortero impermeable compuesto de cal y pequeños fragmentos de cerámica triturada (opus signinum). Los ángulos interiores se protegían con un cordón convexo del mismo material.Aunque los técnicos romanos usaban también conducciones bajo presión por tubos de plomo (fistulae) o de cerámica (tubuli fictiles), sólo lo hacían rara vez, ya que la deficiente tecnología de la que disponían para la construcción de tubos los hacía costosos y poco seguros. Los de cerámica eran baratos y fáciles de fabricar a pie de obra, pero eran demasiado frágiles. Los de plomo, aparte del coste del material, exigían un transporte muy laborioso, dado su peso.

Existían también rudimentarias tuberías de piedra, formadas por grandes sillares horadados que se ensamblaban entre sí gracias a un machihembrado que se sellaba con mortero de cal. Este procedimiento se usaba para transportar el agua por parajes llanos en los que era imposible mantener una pendiente adecuada para la conducción por canal libre. En ocasiones parecen haberse empleado asimismo tubos y canales de madera.

Principales Puentes-Acueductos en la península Ibérica

Acueducto (Plasencia) o Arcos de San Antón, provincia de Cáceres.

Acueducto de Água de Prata en Évora. Del siglo XVI. Acueducto de Algeciras o Los Arcos de El Cobre, a las

afueras de Algeciras, provincia de Cádiz. Del siglo XVIII. Acueducto de Almuñécar, en la Provincia de Granada, de

época romana. Acueducto de Bejís, provincia de Castellón. Del siglo XVI. Acueducto de Los Arcos (Calanda), provincia de Teruel. Del

siglo XVII. Acueducto de los Pilares en Oviedo, principado de Asturias.

Del siglo XVI. Acueducto de las Aguas Libres en Lisboa. Del siglo XVIII. Acueducto de los Milagros en Mérida, provincia de Badajoz.

De época romana.

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Acueducto de Morella, provincia de Castellón. Del siglo XIV. Acueducto de Peña Cortada a las afueras de Chelva,

provincia de Valencia. De época romana. Acueducto de San Lázaro en Mérida. Del siglo XVI construido

con elementos de un adyacente acueducto romano del cual aún queda tres arquerías cercanas al circo romano.

Acueducto de San Telmo a las afueras de Málaga. Del siglo XVIII.

Acueducto de Segovia. De época romana. Acueducto del Águila a las afueras de Nerja, provincia de

Málaga. Del siglo XIX. Acueducto Los Arcos de Alpuente, provincia de Valencia. Del

siglo XVI. Acueducto Los Arcos (Teruel). Del siglo XVI. Caños de Carmona en Sevilla. Origen romano, reformado por

almohades y en el siglo XIV. Puente del Diablo o acueducto de Les Ferreres, a las afueras

de Tarragona. De época romana.

En el sur de Francia destacan:

Acueducto de Arlés a las afueras de Fontvielle, próximo a Arlés. De época romana.

Acueducto de San Clemente en la ciudad de Montpellier. Del siglo XVII.

Puente del Gard a las afueras de Nimes. De época romana.

Acueductos en México

Acueducto de Santiago de Querétaro, México Acueducto de Santiago de Querétaro, México – construido

entre 1726 y 1738, tiene una altura promedio de 23 mts y una longitud de 1300 mts, constituido por 74 arcos

Los acueductos que se construyeron a partir del siglo XIX, distaron mucho de las hermosas obras romanas, muchas de las cuales aún hoy están en funcionamiento, como las que abastecen de agua a las fuentes de Roma.

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Los acueductos modernos se construyen generalmente bajo tierra, como extensas redes de conductos de hierro, acero o cemento. El acueducto Delaware, que transporta agua desde los Montes Catskill hasta Nueva York tiene una longitud de 137 km y es el acueducto de transporte continuo, para abastecimiento de poblaciones, más largo del mundo (aunque solamente es 5 kilómetros más largo que el romano que alimentaba Cartago). Fue muy viejo.

Definición:

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.

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Condiciones Generales De La Localidad:

Se Debe ir hacia la localidad o comunidad y realizar un chequeo y ver si la localidad de ante mano posee un sistema de acueductos y cloacas de allí plantear la solución a los problemas que pueda presentar.

Condiciones Sanitarias Actuales:

Realizar una inspección y en ella identificar si existen o no problemas en la comunidad con respecto a la condiciones sanitarias.

Condiciones Climáticas De La Zona:

Se debe verificar estas condiciones en la estación climatológica más cercana a la localidad.

Estudio De Fuentes De Abastecimiento Y Levantamiento Topográfico:

El estudio de fuentes de abastecimiento se debe llevar a cabo para saber de dónde vienen las aguas blancas provenientes ya sea de plantas de tratamiento o directamente de ríos y lagos. El levantamiento topográfico también es muy importante con este podemos medir los desniveles del terreno y así poder tener una claro análisis de que caudal pudiera legar a la zona de abastecimiento.

Población Futura:

Para efectuar la elaboración de un proyecto de abastecimiento de agua potable es necesario determinar la población futura de la localidad, así como de la clasificación de su nivel socioeconómico dividido en tres tipos : Popular, Media y Residencial. Igualmente se debe distinguir si son zonas

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comerciales o industriales, sobre todo, al final del periodo económico de la obra.

La población actual se determina en base a los datos proporcionados por el Instituto Nacional de Estadísticas, Geografía e Informática (INEGI), tomando en cuenta los últimos tres censos disponibles para el proyecto hasta el año de realización de los estudios y proyectos.

En el cálculo de la población de proyecto o futura intervienen diversos factores como son:

o CRECIMIENTO HISTÓRICOo VARIACIÓN DE LAS TASAS DE CRECIMIENTOo CARACTERÍSTICAS MIGRATORIASo PERSPECTIVAS DE DESARRROLLO ECONÓMICO

La forma más conveniente para determinar la población de proyecto o futura de una localidad se basa en su pasado desarrollo, tomado de los datos estadísticos. Los datos de los censos de población pueden adaptarse a un modelo matemático, como son :

1. ARITMÉTICO2. GEOMÉTRICO3. EXTENSIÓN GRÁFICA4. FORMULA DE MALTHUS5. MÉTODO ARITMÉTICO:

Consiste en averiguar los aumentos absolutos que ha tenido la población y determinar el crecimiento anual promedio para un periodo fijo y aplicarlos en años futuros. Primeramente se determinara el crecimiento anual promedio por medio de la expresión:

I= {Pa-Pi \ n}

Donde:

I = Crecimiento anual promedio.

Pa = Población actual ( la del último censo ).

Pi = Población del primer censo.

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n = Años transcurrido entre el primer censo y el último.

Rata De Crecimiento Constante:

Es la tasa o índice que expresa el crecimiento o decrecimiento de la población de un determinado territorio durante un período determinado, normalmente, un año; expresado generalmente como porcentaje de la población al inicio de cada período o año.

Periodo De Diseño:

Es el tiempo en el cual se considera que el sistema funcionara en forma eficiente cumpliendo los parámetros, respecto a los cuales se ha diseñado determinado sistema. Por tanto el periodo de diseño puede definirse como el tiempo en el cual el sistema será 100% eficiente.

Factores que lo Determinan:

El periodo de diseño, tiene factores que influyen la determinación del mismo, entre los cuales podernos citar:

Durabilidad de los materiales:

La vida útil de las estructuras dependerá de la resistencia física del material que la constituye a factores adversos por desgaste u obsolescencia. Todos los materiales empleados en la implementación de un sistema de abastecimiento de agua, tienen diferentes “vidas útiles”, así por ejemplo, las obras de concreto armado, se deprecian en 50 años y una bomba tiene una vida útilmedia de 10 anos. Esta disparidad en la vida útil de los diferentes componentes de un sistema de agua potable, hace que la determinaciónde un periodo de diseño uniforme no sea factible con estaconsideración.

Ampliaciones futuras:

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Como un sistema de agua, puede en algunos casos demandar fuertes inversiones, a veces se propone construir los mismos por etapas. Estas etapas de construcción, dependen de los aspectos financieros y de la factibilidad que se tenga en su implementación. Todo esto, hace que las etapas iníciales, deben tomar en cuenta las etapas posteriores, a fin de fijar un periodo de diseño en conformidad con las futuras.

Crecimiento o decrecimiento Poblacional:

El crecimiento y/o decrecimiento poblacional es función de factores económicos, sociales y de desarrollo. Un sistema de abastecimiento de agua debe propiciar y generar desarrollo, no de frenarlo. Esto nos permite señalar que de acuerdo a las tendencias de crecimiento, es conveniente elegir periodos de diseño más largos para crecimientos lentos y periodos de diseño cortos para crecimientos rápidos.

Capacidad económica para la ejecución de obras:

Las razones de durabilidad y resistencia al desgaste físico es indudable que representa un factor importante para el mejor diseño, pero Adicionalmente se harán estimaciones de interés y de costo capitalizado para aprovechar útilmente la inversión hecha. La determinación de la capacidad del sistema de abastecimiento de agua de una localidad debe ser dependiente de su costo total capitalizado.

DOTACION:

La dotación o la demanda per cápita, es la cantidad de agua que requiere cada persona de la población, expresada en l/hab/día. Conocida la dotación, es necesario estimar el consumo promedio diario anual, el consumo máximo diario, y el consumo máximo horario. El consumo promedio diario anual, servirá para el cálculo del volumen del reservorio de almacenamiento y para estimar el consumo máximo diario y horario. El valor del consumo máximo diario es utilizado para el cálculo hidráulico de la línea de impulsión mientras que el consumo máximo horario, es utilizado para el cálculo hidráulico de la línea de aducción, red de distribución, gastos contra incendio y redes de alcantarillado.

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DOTACION DE AGUA:

La dotación media diaria por habitante es la media de los consumos registrados durante un año. Para el caso de ampliación, incorporación o cambio de los componentes de un sistema, la dotación media diaria deberá ser fijada en base al análisis y resultados de los datos de producción y consumo del sistema. Dicho análisis debe considerar los efectos de consumo restringido cuando la disponibilidad de agua no llegue a cubrir las demandas de la población. El RNE indica si no existieran estudios de consumo y no se justificara su ejecución, se considerara en sistemas con conexiones domiciliarias una dotación siguiente:

Clima frío 180 l/hab/dClima Templado y Cálido 220 l/hab/d

En programas de vivienda con lotes de área menor o igual a 90m2, las dotaciones serán:

Clima frío 120 l/hab/d Clima Templado y Cálido 150 l/hab/d

Para sistemas de abastecimiento indirecto por surtidores paracamión, o piletas públicas se considera las siguientes dotaciones:

Clima frío 30 l/hab/dClima Templado y Cálido 50 l/hab/d

Para habilitaciones industriales se justificara el estudio de acuerdo a los procesos existentes, y en habilitaciones comerciales se aplicara la norma IS.010 Instalaciones sanitarias para edificaciones.

VARIACIONES DE CONSUMO:

El RNE, recomienda que los valores de las variaciones de consumo referidos al promedio diario anual deban ser fijados en base a un análisis de información estadística comprobada. Si no existieran los datos, se puede tomar en cuenta lo siguiente:

- Máximo anual de la demanda Diaria 1.3

- Máximo anual de la demanda horaria 1.8 a 2.5

En general la finalidad de un sistema de abastecimiento de agua es la de suministrar agua a una comunidad en forma

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continua y compresión suficiente a fin de satisfacer razones sanitarias, sociales, económicas y de confort, propiciando así su desarrollo

Consumo promedio diario anual:

Ello nos permite definir el Consumo promedio diario como el promedio de los consumos diarios durante un año de registros expresado en [l/s]. Así mismo, definimos Consumo Máximo Diario, como el día de máximo consumo de una serie de registros observados durante un año y se define también el Consumo Máximo Horario, como la hora de máximo consumo del día de máximo consumo. El consumo promedio diario, se define como el resultado de una estimación del consumo per cápita para una población futura expresado en litros por segundo (Lt/seg), el cual se determina con la siguiente relación.

Qp = Consumo promedio Pf = Población futura d = dotación.

VARIACIONES DIARIAS

Varía durante el año, en función de las condiciones climatológicas y los hábitos de la población, es así en los días de una semana se dan consumos máximos y mínimos, como tenemos los consumos máximos en los días sábado, domingo, lunes.

EL Consumo Máximo Diario (Qmd):

Es el día de máximo consumo de una serie de registros observados durante los días del año Según el RNE el máximo anual de la demanda diaria es igual a 1.3.

VARIACIONES HORARIAS

Durante un día cualquiera, los consumos de agua de una comunidad presentarán variaciones hora a hora dependiendo de los hábitos y actividades de la población. Teniéndose horas de máximo y mínimo consumo según el clima de la población, básicamente en nuestro medio se tiene un consumo máximo alrededor del medio día. Para visualizar mejor la variación mostramos un sistema de coordenadas cartesianas Figura 4, observándose una curva de variaciones de consumo, con 2 picos

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bien definidos al comienzo de las actividades del mediodía y en horas de la tarde. Este registro pertenece a un clima típico cálido.

EL Consumo Máximo Horario (Qmh):

Se define como la hora de máximo consumo las 24 horas del día. Según el RNE el máximo anual de la demanda horaria comprende valores entre 1.8 – 2.5Al respecto podemos indicar que en poblaciones donde el proyectista vea un franco crecimiento poblacional se asumirá el valor máximo y en poblaciones mayores donde se aprecie satura miento se asumirá el mínimo valor u otro según su análisis.

CONSUMO INDUSTRIAL Y COMERCIAL

Se analizará especialmente las necesidades y requisitos de cadacaso, así como su incidencia en los consumos máximos horarios.

Factores de importancia en esta determinación son:

1.- Vida útil de las estructuras y equipo tomados en cuenta obsolescencia, desgaste y daños. A continuación se indican los periodos de diseño económico recomendables de los elementos y componentes de un sistema de abastecimiento de agua potable.

2.- Ampliaciones futuras y planeaciones de las etapas de construcción del proyecto.

3.- Cambios en el desarrollo social y económico de la población: La fijación de un período económico esta íntimamente ligado a factores económicos y su asignación esta ajustado a criterios económicos, los cuales están regidos por los costos de construcción que inducirán a mayores o menores periodos de inversión, para atender la demanda que el crecimiento poblacional obliga.

4.- Comportamiento hidráulico: El análisis hidráulico de las obras cuando no estén funcionando a su plena capacidad.

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5.- Tendencias de crecimiento de la población: el crecimiento poblacional es función de factores económicos y sociales. Un sistema de abastecimiento de agua debe de propiciar y estimular el desarrollo, no de frenarlo. De acuerdo a las tendencias de crecimiento de la población es conveniente elegir periodos de diseño más largos para crecimientos lentos y viceversa

6.- Posibilidad de financiamiento y tasa de interés: basado en estimaciones de tasa de interés y de costo capitalizado para que pueda aprovecharse máximo la inversión hecha.

Conclusión

Podemos concluir que gracias a estos estudios tendremos una clara visión de las situaciones que pueda presentar una localidad y para así realizar o diseñar un sistema de redes de tuberías de aguas blancas, un sistema de tuberías de cloacas y un sistema de drenaje.

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Bibliografía

http://es.wikipedia.org/wiki/Red_de_abastecimiento_de_agua_potable

http://es.wikipedia.org/wiki/Tasa_de_crecimiento_demogr%C3%A1fico

http://es.wikipedia.org/wiki/Acueducto

http://civilgeeks.com/2010/10/08/obras-de-captacion-sistema-de-agua-potable/

http://acve09.blogspot.com/

http://es.wikipedia.org/wiki/Tratamiento_de_aguas

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