Sistemas de distribucion de agua Potable. Prof. Luís E. Mora CIDIAT - ULA

Transcripción

1 Sistemas de distribucion de agua Potable Prof. Luís E. Mora CIDIAT - ULA

2 El Ciclo del Agua o Ciclo Hidrológico

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4 Ciclo del agua

5 Recurso Agua Dulce

6 Reservas disponible Reservas de agua dulce en el mundo

7 Distribución del agua a nivel mundial Distribución geográfica de agua potable

8 El concepto de calidad integral en la empresa (WHO OyM -1994, p39) La empresa debe ser capaz de captar, potabilizar y distribuir suficientes volúmenes de agua para satisfacer las demandas de agua de una determinada comunidad. CANTIDAD. El agua para consumo a ser entregada a la población debe cumplir con normas y estándares de potabilidad. CALIDAD. (Ginebra, 1993) El agua debe ser suministrada a la población sin interrupciones y a una presión adecuada. CONTINUIDAD. El personal de la empresa debe ser capaz de solucionar en tiempos razonables los problemas que puedan afectar la oferta de agua. CONFIABILIDAD. Los objetivos anteriores deben ser cumplidos a los menores costos posibles. COSTOS. Luis Mora CIDIAT-ULA

9 Planificación del Sistema de Agua Potable Relaciones entre ciclo natural y antrópico

10 Sistema de abastecimiento de agua potable para comunidades Son sistemas de obras de ingeniería, enlazadas que permiten llevar el agua potable desde su lugar de existencia natural (fuente) hasta las viviendas de los habitantes de una ciudad, pueblo o área rural relativamente densa

11 Origen del agua. Fuente Espacio natural desde el cual se derivan los caudales demandados por la población a ser abastecida Según el origen del agua para ser transformada en agua potable deberá se sometida a tratamientos que van desde la simple desinfección y filtración hasta la desalinización Para la selección de la fuente de abastecimiento deben ser considerados: Los requerimiento de la población La disponibilidad y la calidad de agua durante todo el año Los costos de inversión, operación y mantenimiento

12 Tipos de fuentes Según su Origen Superficial: Curso de agua natural (Ríos, quebradas, arroyos, entre otros) Son cursos de agua que fluyen permanentemente o intermitente por depresiones geomorfológicas naturales de montanas y llanuras Curso de agua (Lago y lagunas) Depresiones geomorfológicas que permiten acumulación de agua con los aportes del afluentes y/o precipitación pluvial

13 Tipos de fuentes Según su Origen Subterráneas: Son aguas que se encuentran en el subsuelo: manantiales, pozos, nacientes, subálveos de los ríos La captación de aguas subterráneas se puede realizar a través de manantiales, galerías filtrantes y pozos, excavados y tubulares

14 Tipos de fuentes Según su Origen Meteóricas o Pluviales: Para el caso de comunidades rurales y pequeñas poblaciones Las aguas provenientes de estas fuente tienen sólidos disueltos en baja cantidad, muy baja turbiedad, su composición química se considera de baja alcalinidad y a su vez alto contenido de CO2

15 Tipos de fuentes Según su Origen Marítimas: Agua de mar Debe ser necesariamente desalinizada

16 Calidad del agua en la fuente para que sea potable Se define como agua potable aquellas que cumple con las normas y reglamentos nacionales sobre calidad del agua para consumo humano El agua para ser potable básicamente cumple con los siguientes requisitos: Libre de agentes patógenos que causan enfermedades Libre de compuestos nocivos a la salud(descargas industriales, entre otras) Bajo contenido de color, gusto y olor aceptables Libre de compuestos que causen corrosión o incrustaciones en las instalaciones en las instalaciones sanitarias

17 Normativa Nacional Normativa para la calidad del agua potable oguías de la OMS (normativa Internacional) Normativa para la Calidad del Agua Potable o Ley de Aguas. Gaceta N o Ley Orgánica para la prestación de los servicios de agua potable y saneamiento. Gaceta N o Normas Sanitarias de calidad del agua potable. Gaceta N o Norma para la ubicación, construcción, protección, operación y mantenimiento de pozos perforados destinados al abastecimiento de agua potable. Gaceta Extraordinaria N o Norma para la Clasificación y el Control de la Calidad de los Cuerpos de Agua y Vertidos, Decreto 883 o Norma COVENIN 2634:2002

18 Componentes del Sistema de Agua Potable Los sistemas de abastecimiento urbano son sistemas complejos que cuentan con una serie de componente como los que se mencionan mas adelante Las aguas provenientes de fuentes subterráneas profundas generalmente no necesitan ningún procedimiento de purificación Las aguas provenientes de fuentes superficiales no presentan condiciones físicas ni microbiológicas adecuadas

19 Componentes del Sistema de Agua Potable El sistema de abastecimiento de agua potable mas complejo es el que utiliza aguas superficiales y consta de los siguientes componentes: Captación Obras de conducción Almacenamiento de agua bruta Tratamiento Almacenamiento de agua tratada Red de distribución

20 Componentes del Sistema de Agua Potable Cuenca de aportación (fuente) Almacenamiento Presa Río Pozos (fuente) Planta de Tratamiento (Potabilización) Línea de Alimentación Localidad Red de distribución Hidrológica Río Línea de Aducción Tanque de Regulación Planta de Tratamiento Agua Residual Río Red de alcantarillado Colectores Disposición Final del Agua Toma directa (fuente)

21 Componentes del Sistema de Agua Potable. Captación Son estructuras, y/o dispositivos que permiten la explotación racional del agua de una fuente determinada en forma continua, segura y sin detrimento de las condiciones hidrológicas, geológicas y ecológicas en los alrededores o aguas abajo de la obra de captación.

22 Componentes del Sistema de Agua Potable. Tipos de captación Aguas Superficiales: Directa (canal de derivación, obra de captación y de captación de fondo) Indirecta (lechos filtrantes drenes o filtros)

23 Componentes del Sistema de Agua Potable. Tipos de captaciones Aguas Subterráneas: Vertientes Estructuras filtrantes (galerías) Pozos

24 Componentes del Sistema de Agua Potable. Tipos de captaciones Aguas de lluvia (cosecha): Captación en la superficie de agua de lluvia. Captación en techos

25 Componentes del Sistema de Agua Potable. Obras de conducción Tienen por finalidad transportar el agua captada en las tomas hasta la planta de tratamiento, o desde la planta hasta la ciudad para su distribución La obra de conducción puede ser un canal abierto o por conducto cerrado

26 El ciclo del agua potable

27 Componentes del Sistema de Agua Potable. Tratamiento Agua Cruda El tratamiento del agua para hacerla potable es la parte mas delicada del sistema El tipo de tratamiento es muy variado en función de la calidad del agua bruta

28 Componentes del Sistema de Agua Potable. Potabilización Una planta de potabilización completa generalmente consta de los siguientes componentes: Rejillas Desarenador Floculadores Decantadores o sedimentadores Filtros Dispositivos de desinfección

29 Componentes del Sistema de Agua Potable. Tratamiento Agua Cruda En Venezuela se tiene dos tipos de tratamiento del agua cruda, estos son: Convencional Degremont

30 Componentes del Sistema de Agua Potable. Tratamiento especiales Agua cruda Los tratamientos especiales encarecen el tratamiento en el agua potable y solo son aplicados cuando no hay otra solución En casos especiales, en función de la calidad del agua se deben considerar, tratamientos especiales tales como:

31 Componentes del Sistema de Agua Potable. Tratamiento especiales. Continuación La ósmosis inversa La ósmosis es un proceso natural que ocurre en todas las células vivas. Esta permite la vida de todos los seres tanto animales como vegetales, al ser inducida el agua fluya por difusión desde zonas donde se encuentra relativamente pura, con baja concentración de sales, a zonas donde se encuentra con alta concentración a través de una membrana semipermeable.

32 Componentes del Sistema de Agua Potable. Tratamiento especiales. Continuación Tratamiento a través de intercambio iónico Proceso por el que se produce un intercambio de iones entre un sólido (normalmente una resina) y un líquido que fluye a través suyo.

33 Componentes del Sistema de Agua Potable. Tratamiento especiales. Continuación Filtros con carbón activado Un filtro de carbón activado o activo trabaja como tamiz extrayendo los materiales pesados que se encuentran, en el agua, actuando así como un purificador. Éste es un proceso que se basa en la atracción de moléculas pesadas a una superficie sólida, como por ejemplo el carbón, dejando pasar solamente las moléculas más puras de un líquido

34 Componentes del Sistema de Agua Potable. Almacenamiento de agua tratada.(tanques) El almacenamiento del agua tratada tiene la función de compensar las variaciones horarias del consumo y mantener una reserva para incendios u otras emergencias Los tanques según su posición relativa a la superficie en: superficiales, semienterrados y enterrados Según la ubicación en la red de distribución se distingue las tanques de cabecera y los tanques de cola

35 Componentes del Sistema de Agua Potable. Almacenamiento de agua El almacenamiento de agua bruta se hace necesaria cuando la fuente de agua no tiene un caudal suficiente durante el año para abastecer las necesidades de un comunidad específica. Para almacenar el agua de los ríos o arroyos se construye embalses En sistemas que utilizan agua subterránea el acuífero funciona como un verdadero tanque de almacenamiento

36 Consideraciones en el diseño de Tanques Ecualización o compensación de variaciones de consumo Estabilización de la presión en sectores Requerimientos adicionales en el sistema por incendio Almacenamiento de emergencia Gestión del consumo de energía Afectación de la calidad del agua Envejecimiento del agua en el tanque Contaminación externa. Control de fenómenos transitorios Estética e integración paisajística

37 Tanques en zona plana Se requiere una pérdida de carga pequeña para satisfacer Pmín, lo cual, implica la necesidad diseñar grandes diámetros en la distribución Ejem: s = Pmin

38 Tanques en zona plana Si el tanque se sitúa en el centro de gravedad de la zona de servicio, entonces se puede permitir mayor gradiente en la pérdida de carga lo cual implica, menores diámetros en la distribución. Ejem: s= Pmin

39 Tanque situado en el centro del sector J*L Hb H Q L

40 Tanque situado en el extremo del sector 4J*L Hb H 2Q L

41 Tipos de tanques Hidroneumático Elevado Vertical Sobre el terreno Sobre el terreno Enterrados Enterrados Bombeados: El agua sale solo si es bombeada Flotando sobre el sistema: El agua fluye libremente a y desde el depósito

42 Diseño de la capacidad de almacenamiento. Reservas Operativas Incendio Variaciones de consumo (ecualización, Mayz 2002)

43 Almacenamiento y tipos de bombeo en sistemas Bombeo constante Factores de la curva de modulación de demanda Bombeo según la demanda Factores de la curva de modulación de demanda factor 1 factor tiempo (h) tiempo (h) Bombeo a velocidad variable 2 Factores de la curva de modulación de demanda Bombeo hacia un Hidroneumático 2 Factores de la curva de modulación de demanda factor 1 factor tiempo (h) tiempo (h)

44 Vol acum (m3) Variaciones de consumo, ecualización Curva de masa Se vacía Vol Se llena Vol Tiempo (h)

45 Componentes del Sistema de Agua Potable. Redes de Distribución La línea de distribución se inicia en el tanque de agua tratada y termina en la primera vivienda del usuario del sistema La red de distribución consta de los siguientes componentes: Estación de Bombeo Tuberías principales, secundarias y terciarias Válvulas Dispositivos para macro y micro medición Derivaciones domiciliarias

46 Componentes del Sistema de Agua Potable. Redes de Distribución. Tipos por su forma Ramificadas: Compuesta por una tubería o mas tuberías troncales de las cuales salen ramificaciones. Sus características son: Típica de zonas donde la topografía no permite o dificulta la interconexión entre ramales o donde se ha producido un desarrollo de área limitada a lo largo de una carretera La circulación del agua es en un solo sentido lo que en caso de una avería quedarían sin servicio la zona localizada aguas debajo de la ruptura