Nb 689 diseño de sistemas de agua potable (2004)

1. DERECHOS RESERVADOS Documento del Ministerio de Servicios y Obras Pblicas de la Repblica de Bolivia. Se autoriza la reproduccin parcial o total, haciendo referencia a la fuente. ELABORADO POR: Empresa Consultora Aguilar & Asociados S.R.L. DEPSITO LEGAL 4-1-61-05 P.O. IMPRESIN Publicidad e Impresin GENESIS Av. Mariscal Santa Cruz Edif. La Esperanza Piso 4 Of. 2 Telf.: 2331361 - 2312279 FINANCIADO POR: Agencia Sueca de Cooperacin Internacional para el Desarrollo (Asdi) La Paz, Diciembre de 2004

2. 1 INSTALACIONES DE AGUA - DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE Norma Boliviana NB 689 MINISTERIO DE SERVICIOS Y OBRAS PBLICAS VICEMINISTERIO DE SERVICIOS BSICOS Segunda revisin ICS 91.140.60 Sistemas de abastecimiento de agua Diciembre 2004 INSTALACIONES DE AGUA - DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE 3. 2 INSTALACIONES DE AGUA - DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE PREFACIO Lapresente Norma BolivianaNB689-Instalacionesdeagua-Diseoparasistemasdeaguapotable,sustituyeala correspondiente Norma editada en noviembre de 1996, por el ex Ministerio de Desarrollo Humano. LaactualizacindeestaNormafuerealizadaporelViceministeriodeServiciosBsicos,atravsdelaDireccinGeneral deServiciosBsicos,acargodelIng.MSc.AlvaroCamachoGarnica,bajolacoordinacindelIng.AlcidesFranco,Director delAreadeNormasyTecnologa(DANT)delMSOP,ylasupervisindelIng.MSc.MarcoQuiroga,CoordinadorGeneral delProyectodeAsistenciaTcnica(PROAT). LaelaboracindeestedocumentoestuvoacargodelaConsultora Aguilar&AsociadosS.R.L.yfuesupervisadaporel ComitTcnicointegradopor los siguientes profesionales e instituciones: ELABORACIN: AGUILAR&ASOCIADOSS.R.L. HumbertoCceres Gerentede Saneamiento Carlos Espaa Vsquez Consultor Grover Rivera B. Consultor Ivn Alvarez Diseo Grfico FechadeaprobacinporelComitTcnico2004-06-12 FechadeaprobacinporelConsejoRector de Normalizacin2004-07-29 FechaderatificacinporlaDirectivadeIBNORCA2004-08-12 COMITE TECNICO AlcidesFranco DANT/VSB MarcoQuiroga VSB/PROAT MarinaDockwailer FPSNacional FradyTorrico FPSNacional Edson Valda FNDR Carlos Gmez SISAB Ronny Vega ANESAPA Evel lvarez AISA Jos Lus Castagn ABIS Gonzalo Dalence E. IBNORCA La revisin de esta Norma se realiz en talleres regionales con la participacin de l os siguientes profesionaleseinstituciones: EdwinLaruta VSB JorgeCaldern VSB EnriqueTorrico VSB SusanaJaramillo VSB ReynaldoVillalba VSB WilmaMontesinos VIPFE EricoNavarro PROAGUAS Jorge Flores SISAB Marco Reyes FPS LaPaz Marco Gmez FPS LaPaz OswaldoValverde FPS LaPaz RamiroIporre FPS Cochabamba Mario Arnez FPS Cochabamba EduardoCuestas FPSSantaCruz RamiroPlaza FPSSantaCruz Edson Zelada UNASB VICochabamba Percy SoriaGalvarro UNASB VI Oruro Romel Chvez Prefectura SantaCruz Juan Carlos Guzm HAM Cochabamba Jhonny Prez HAM Vinto-Cochabamba DanielFlores HAM Vinto-Cochabamba MarioSeverich HAMColcapirhua-Cochabamba Juan Carlos Agud SAMAPA RicardoAyala SEMAPA CarlosGuardia SEMAPA RolandoMontenegro COSPHUL Rolando De Chaza SAGUAPAC FernandoTrigo SAGUAPAC Manuel Elas EMPRESAMISICUNI Jos Daz IIS-UMSA FranciscoBellot IIS-UMSA EdwinAstorga IIS-UMSA GregorioCarvajal IIS-UMSA OscarMoscoso CASA-UMSS Oddin Chvez UAGRM RoandoTardo UAGRM Franz Choque ABIS Cochabamba ZoiloCordero ABISCochabamba Juan Carlos Holter ABIS SantaCruz Vctor Ric CARE Jos Antonio Zulet UNICEF MarceloEncalada FundacinSODIS GroverCalicho PRODASUB-JICA Roger Mattos Empresa GLOBAL Gery Irusta SEDFMC AdolfoMantilla SEDFMC LeocanioMendoza CONAMSRL RolandoNogales CONAMSRL Pedro Lino CEDEAGRO Jorge Saba APSAR HeinarAzurduy PROHISABA OrlandoOrtuo DASOC MiguelMoreno SAELABSECOSERVI HumbertoCordero Profesionalindependiente Oscarlvarez Profesionalindependiente FINANCIADOR: Agencia Sueca para el Desarrollo Internacional (Asdi) 4. 3 INSTALACIONES DE AGUA - DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE 5. 4 INSTALACIONES DE AGUA - DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE 6. 5 INSTALACIONES DE AGUA - DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE PRESENTACIN El Ministerio de Servicios y Obras Pblicas, a travs del Viceministerio de Servicios Bsicos, en el marco de sus competencias normativas, pone a disposicin de profesionales del pas la presente Norma: Instalaciones de agua - Diseo para sistemas de agua potable, actualizada en base a los nuevos requerimientos del sector y los avances tecnolgicos desarrollados en Bolivia en los ltimos aos. Esta Norma tiene como objetivo fundamental, regir el diseo y consecuentemente la construccin de los sistemas de agua potable, para mejorar las condiciones de vida del ciudadano boliviano. La presente Norma se constituye en un instrumento que debe ser conocido y aplicado de forma obligatoria por los responsables de las diferentes etapas de implementacin de proyectos de abastecimiento de agua potable. En la presente Norma se han incluido nuevos conceptos y criterios de diseo de acuerdo con los adelantos tecnolgicos y prcticas de la ingeniera sanitaria de manera que puedan ser aplicados en proyectos tanto a nivel urbano como rural. La actualizacin de esta Norma fue posible gracias a la participacin de profesionales, instituciones y el apoyo de organizaciones como la Agencia Sueca para el Desarrollo Internacional (Asdi), y otras que de manera desinteresada contribuyeron para que nuestro pas cuente con este valioso instrumento tcnico. 7. 7 INSTALACIONES DE AGUA - DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE NDICE CAPTULO 1 - GENERALIDADES.......................................................................................15 1.1 INTRODUCCIN.............................................................................................................15 1.2 OBJETO...........................................................................................................................15 1.3 CAMPO DE APLICACIN...............................................................................................15 1.4 REFERENCIAS ...............................................................................................................15 CAPTULO 2 - ESTUDIOS Y PARMETROS BSICOS DE DISEO ...............................17 2.1 DEFINICIN ....................................................................................................................17 2.2. ESTUDIOS BSICOS DE DISEO ...............................................................................17 2.2.1 Estudios tcnicos..........................................................................................................17 2.2.2 Estudios socio-econmicos y culturales.......................................................................17 2.2.3 Estudios ambientales....................................................................................................17 2.3 PARMETROS BSICOS DE DISEO..........................................................................18 2.3.1 Poblacin del proyecto .................................................................................................18 2.3.1.1 Mtodos de clculo....................................................................................................18 2.3.1.2 Aplicacin...................................................................................................................19 2.3.1.3 Criterio del proyectista...............................................................................................19 2.3.1.4 Correcciones a la poblacin calculada......................................................................20 2.3.1.5 rea del proyecto ......................................................................................................20 2.3.2 Consumo de agua ........................................................................................................20 2.3.2.1 Dotacin media diaria................................................................................................21 2.3.2.2 Dotacin futura de agua ............................................................................................22 2.3.3 Caudales de diseo......................................................................................................22 2.3.3.1 Caudal medio diario...................................................................................................22 2.3.3.2 Caudal mximo diario................................................................................................23 2.3.3.3 Caudal mximo horario .............................................................................................23 2.3.3.4 Caudal industrial........................................................................................................23 2.3.3.5 Demanda contra incendio..........................................................................................23 2.3.4 Perodo de diseo ........................................................................................................24 CAPTULO 3 - FUENTES DE AGUA....................................................................................25 3.1 DEFINICIN ....................................................................................................................25 3.2 TIPOS DE FUENTES DE AGUA.....................................................................................25 3.3 SELECCIN DE FUENTES DE AGUA...........................................................................25 3.4 FUENTES DE AGUA SUPERFICIAL ..............................................................................25 3.4.1 Informacin necesaria ..................................................................................................26 3.4.2 Caudales requeridos.....................................................................................................26 3.4.3 Medicin de caudales...................................................................................................26 3.5 FUENTES DE AGUA SUBTERRNEA...........................................................................26 3.5.1 Informacin necesaria ..................................................................................................27 3.5.2 Caudales requeridos.....................................................................................................27 3.5.3 Medicin de caudales...................................................................................................27 3.6 FUENTES DE AGUA PLUVIAL .......................................................................................28 8. 3.6.1 Informacin necesaria ..................................................................................................28 3.7 RIESGOS SANITARIOS Y PROTECCIN DE FUENTES .............................................28 CAPTULO 4 - CALIDAD DEL AGUA ..................................................................................29 4.1 DEFINICIN ....................................................................................................................29 4.2 CALIDAD DEL AGUA NO TRATADA...............................................................................29 4.2.1 Criterios de calidad para la seleccin de la fuente de abastecimiento........................29 4.2.2 Anlisis de parmetros bsicos para la caracterizacin ..............................................29 4.2.3 Prevencin de muestras y mtodos de anlisis...........................................................30 4.3 CALIDAD DEL AGUA POTABLE.....................................................................................30 4.3.1 Calidad microbiolgica..................................................................................................31 4.3.2 Calidad fsico qumica y radiolgica..........................................................................31 CAPTULO 5 - OBRAS DE CAPTACIN.............................................................................32 5.1 DEFINICIN ....................................................................................................................32 5.2 TIPOS DE OBRAS DE CAPTACIN ..............................................................................32 5.3 OBRAS DE CAPTACIN DE AGUAS SUPERFICIALES ...............................................32 5.3.1 Tipos de obras de captacin de aguas superficiales ...................................................32 5.3.2 Informacin necesaria para el diseo de obras de captacin de aguas superficiales .......................................................................................................33 5.3.3 Capacidad de las obras de captacin de aguas superficiales.....................................33 5.3.4 Diseo de los elementos constitutivos de una obra de captacin ...............................33 5.3.5 Estructuras para la captacin de agua superficial .......................................................34 5.4 OBRAS DE CAPTACIN DE AGUAS SUBTERRNEAS ..............................................35 5.4.1 Tipos de obras de captacin de aguas subterrneas ..................................................35 5.4.2 Informacin necesaria para el diseo de las obras de captacin de aguas subterrneas ......................................................................................................36 5.4.3 Capacidad de las obras de captacin de aguas subterrneas....................................36 5.4.4 Diseo de la obra de captacin de vertientes..............................................................36 5.4.5 Diseo de la obra de captacin mediante galera filtrante...........................................38 5.4.6 Diseo de pozos someros............................................................................................39 5.4.7 Diseo de pozos profundos..........................................................................................40 5.4.7.1 Profundidad ...............................................................................................................40 5.4.7.2 Ubicacin ...................................................................................................................40 5.4.7.3 Prueba de bombeo ....................................................................................................41 5.4.7.4 Capacidad especifica.................................................................................................42 5.4.7.5 Prevencin contra la contaminacin..........................................................................42 5.5 OBRAS DE CAPTACIN DE AGUA DE LLUVIA............................................................42 5.5.1 Tipos de captacin de agua de lluvia...........................................................................42 5.5.2 Diseo de la obra de captacin....................................................................................43 CAPTULO 6 - ADUCCIN DE AGUA .................................................................................44 6.1 DEFINICIN ....................................................................................................................44 6.2 TIPOS DE ADUCCIN....................................................................................................44 6.3 SELECCIN DEL TIPO DE ADUCCIN ........................................................................44 8 INSTALACIONES DE AGUA - DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE 9. 6.4 DISEO DE LA ADUCCIN............................................................................................45 6.4.1 Caudal de diseo..........................................................................................................45 6.4.2 Ubicacin ......................................................................................................................45 6.4.3 Trazado.........................................................................................................................45 6.4.4 Determinacin de cotas................................................................................................46 6.4.5 Materiales .....................................................................................................................46 6.4.6 Velocidad de escurrimiento ..........................................................................................46 6.4.6.1 Canales......................................................................................................................46 6.4.6.2 Tuberas a presin.....................................................................................................47 6.4.7 Clculo hidrulico .........................................................................................................48 6.4.7.1 Canales......................................................................................................................48 6.4.7.2 Tuberas a presin.....................................................................................................48 6.4.8 Presiones mximas y mnimas.....................................................................................48 6.4.9 Dimetro mnimo ..........................................................................................................49 6.5 ASPECTOS COMPLEMENTARIOS DE DISEO ...........................................................49 6.5.1 Profundidad de instalacin ...........................................................................................49 6.5.2 Ubicacin de vlvulas...................................................................................................49 6.5.3 Estaciones reductoras de presin ................................................................................50 6.5.4 Anclajes ........................................................................................................................50 6.5.5 Estructuras especiales..................................................................................................50 CAPTULO 7 - ESTACIONES DE BOMBEO........................................................................51 7.1 DEFINICIN ....................................................................................................................51 7.2 CLASIFICACIN DE LAS ESTACIONES DE BOMBEO ................................................51 7.3 ELEMENTOS DE LA ESTACIN DE BOMBEO .............................................................51 7.4 UBICACIN.....................................................................................................................51 7.5 CAPACIDAD DE LA ESTACIN DE BOMBEO...............................................................52 7.6 CRITERIOS DE DISEO ................................................................................................52 7.6.1 Carga neta positiva de succin (CNPS).......................................................................52 7.6.2 Sumergencia mnima....................................................................................................53 7.7 DISEO DE LAS ESTACIONES DE BOMBEO..............................................................53 7.7.1 Seleccin de la bomba de agua...................................................................................54 7.7.1.1 Condiciones generales ..............................................................................................54 7.7.1.2 Tipo de bomba...........................................................................................................55 7.7.1.3 Caractersticas electromecnicas de las bombas .....................................................55 7.7.1.4 Instalacin de las bombas.........................................................................................56 7.7.2 Nmero de bombas a instalar ......................................................................................56 7.7.3 Cmara de bombeo......................................................................................................57 7.7.4 Caseta de bombeo .......................................................................................................58 7.8 TUBERAS Y ACCESORIOS DE SUCCIN...................................................................58 7.9 TUBERAS Y ACCESORIOS DE IMPULSIN................................................................59 7.10 FUENTE DE ENERGA .................................................................................................59 7.11 SISTEMAS DE OPERACIN, MEDICIN Y CONTROL..............................................59 7.12 SELECCIN DE LOS EQUIPOS DE MOVIMIENTO Y SERVICIO ..............................59 7.13 PROYECTOS COMPLEMENTARIOS...........................................................................60 9 INSTALACIONES DE AGUA - DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE 10. CAPTULO 8 - TANQUES DE ALMACENAMIENTO DE AGUA .........................................61 8.1 DEFINICIN ....................................................................................................................61 8.2 GENERALIDADES ..........................................................................................................61 8.3 TIPOS DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO .............................................................61 8.3.1 Considerando la ubicacin sobre el terreno.................................................................61 8.3.2 Considerando el tipo de alimentacin ..........................................................................61 8.4 INFORMACIN NECESARIA .........................................................................................62 8.5 CAPACIDAD DEL TANQUE DE ALMACENAMIENTO....................................................62 8.5.1 Volumen de regulacin .................................................................................................62 8.5.2 Volumen contra incendios ............................................................................................63 8.5.3 Volumen de reserva......................................................................................................64 8.5.4 Reduccin de la capacidad del tanque ........................................................................64 8.6 COTAS O NIVELES DE INSTALACIN..........................................................................64 8.7 REQUERIMIENTO DE DISEO......................................................................................64 8.8 ASPECTOS CONSTRUCTIVOS .....................................................................................65 8.8.1 Generalidades ..............................................................................................................65 8.8.2 Accesorios ....................................................................................................................66 8.8.3 Aspectos complementarios...........................................................................................68 CAPTULO 9 - RED DE DISTRIBUCIN .............................................................................71 9.1 DEFINICIN ....................................................................................................................71 9.2 TIPOS DE REDES...........................................................................................................71 9.2.1 Red abierta o ramificada ..............................................................................................71 9.2.2 Red cerrada o anillada .................................................................................................71 9.2.3 Red mixta o combinada................................................................................................71 9.3 FORMAS DE DISTRIBUCIN ........................................................................................71 9.3.1 Distribucin por gravedad.............................................................................................71 9.3.2 Distribucin por bombeo directo a la red .....................................................................71 9.4 INFORMACIN NECESARIA .........................................................................................72 9.5 DISEO DE REDES .......................................................................................................72 9.5.1 Caudal de diseo..........................................................................................................72 9.5.1.1 Determinacin de caudales en redes cerradas.........................................................72 9.5.1.2 Determinacin de caudales en redes abiertas..........................................................73 9.5.1.3 Determinacin de caudal en piletas pblicas............................................................73 9.5.2 rea del proyecto .........................................................................................................74 9.5.3 Delimitacin de zonas de presin ................................................................................74 9.5.4 Trazado de la red..........................................................................................................74 9.5.5 Presiones de servicio ...................................................................................................74 9.5.6 Velocidades ..................................................................................................................75 9.5.7 Dimetros mnimos.......................................................................................................75 9.5.8 Anlisis hidrulico .........................................................................................................75 9.5.9 Ubicacin de tuberas...................................................................................................76 9.5.10 Etapas de construccin ..............................................................................................77 9.5.11 Materiales....................................................................................................................77 9.5.12 Accesorios ..................................................................................................................77 10 INSTALACIONES DE AGUA - DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE 11. 9.5.13 Pendientes..................................................................................................................77 9.5.14 Profundidad de instalacin .........................................................................................77 9.5.15 Vlvulas ......................................................................................................................78 9.5.16 Hidrantes ....................................................................................................................79 9.5.17 Dispositivos y obras complementarias .......................................................................79 CAPTULO 10 - PLANTAS POTABILIZADORAS DE AGUA ..............................................80 10.1 DEFINICIN ..................................................................................................................80 10.2 CONSIDERACIONES GENERALES ...........................................................................80 10.2.1 Tratamiento de las aguas ...........................................................................................80 10.2.2 Tecnologa aplicada....................................................................................................81 10.2.3 Operacin y mantenimiento de la plantas..................................................................82 10.2.4 Aspectos tcnicos - econmicos y financieros...........................................................82 10.2.5 Aspectos ambientales.................................................................................................82 10.3 DEMANDA DE AGUA....................................................................................................82 10.4 PERIODO DE DISEO .................................................................................................82 10.5 UBICACIN DE LAS PLANTAS POTABILIZADORAS .................................................83 10.6 CAPACIDAD NOMINAL DE DISEO DE LAS PLANTAS.............................................83 10.7 ETAPAS O FASES DEL PROYECTO ...........................................................................83 10.8 LNEAS DE TRATAMIENTO..........................................................................................83 10.9 MEDICIN DE CAUDALES ..........................................................................................83 10.10 REGULADORES DE RGIMEN HIDRULICO..........................................................84 10.11 OPERACIONES Y PROCESOS UNITARIOS EN PLANTAS POTABILIZADORAS DE AGUA...................................................................................84 10.11.1 Transferencia de slidos...........................................................................................84 10.11.2 Transferencia de iones, mezcla rpida y floculacin..............................................106 10.11.3 Transferencia de gases ...........................................................................................111 10.11.4 Transferencia molecular..........................................................................................115 10.11.5 Procesos complementarios.....................................................................................115 10.12 CLASIFICACIN DEL TIPO DE PLANTAS DE TRATAMIENTO ..............................115 10.12.1 Por el tipo de procesos que comprende.................................................................115 10.12.2 Por la tecnologa empleada....................................................................................116 10.13 INSTALACIONES E INFRAESTRUCTURA DE LAS PLANTAS POTABILIZADORAS DE AGUA.................................................................................117 10.13.1 Casa de qumica.....................................................................................................117 10.13.2 Laboratorios ............................................................................................................117 10.13.3 Depsitos para Sustancias Qumicas.....................................................................117 10.13.4 Depsitos para otros insumos ................................................................................118 10.14 RESIDUOS DE LAS PLANTAS POTABILIZADORAS DE AGUA .............................118 CAPTULO 11 - DESINFECCIN Y FLUORACIN DE AGUAS.......................................120 11.1 DEFINICIN DE DESINFECCIN..............................................................................120 11.2 FORMAS DE DESINFECCIN ...................................................................................120 11.2.1 Formas fsicas...........................................................................................................120 11.2.2 Formas qumicas ......................................................................................................121 11 INSTALACIONES DE AGUA - DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE 12. 11.3 CLORACIN................................................................................................................122 11.3.1 Formas de Aplicacin................................................................................................122 11.3.2 Dosificacin...............................................................................................................123 11.4 FLUORACIN..............................................................................................................123 11.4.1 Dosificacin...............................................................................................................123 11.4.2 Formas de Aplicacin................................................................................................124 CAPTULO 12 - TECNOLOGAS ALTERNATIVAS............................................................126 12.1 DEFINICIN ................................................................................................................126 12.2 CLASIFICACIN DE LAS TECNOLOGAS ALTERNATIVAS .....................................126 12.2.1 Captacin de agua ...................................................................................................127 12.2.1.1 Obras de proteccin de vertientes con cmaras de almacenamiento..................127 12.2.1.2 Excavacin manual de pozos y perforacin manual de pozos profundos............127 12.2.1.3 Captacin de aguas de lluvia para consumo humano ..........................................128 12.2.1.4 Captaciones de agua de lluvia en el suelo (atajados) ..........................................131 12.2.2 Tecnologas para la extraccin de agua...................................................................131 12.2.2.1 Bombas manuales.................................................................................................131 12.2.2.2 Bombas elicas .....................................................................................................132 12.2.2.3 Bombas solares.....................................................................................................132 12.2.2.4 Bombas de Ariete hidrulico..................................................................................133 12.2.3 Almacenamiento de agua .........................................................................................133 12.2.3.1 Tanques de ferrocemento......................................................................................133 12.2.3.2 Tanques plsticos ..................................................................................................134 12.2.4 Tratamiento domstico del agua ..............................................................................134 12.2.4.1 Filtracin en arena a nivel domiciliario ..................................................................134 12.2.4.2 Filtracin con velas de cermica porosa...............................................................135 12.2.4.3 Desalinizadores .....................................................................................................135 12.2.5 Desinfeccin domstica del agua para uso y consumo humano.............................136 12.2.5.1 Empleo de sustancias qumicas............................................................................136 12.2.5.2 Desinfeccin Solar del agua..................................................................................137 12.2.6 Tcnologia para mantener la presin del agua en la red.........................................138 12.2.6.1 Torre hidroneumtica.............................................................................................138 12.3 SELECCIN DE LAS TECNOLOGAS ALTERNATIVAS............................................138 GLOSARIO..........................................................................................................................141 ABREVIATURAS Y NOMENCLATURA..............................................................................149 Anexo A (Normativo):Criterios de calidad para la seleccin de la fuente...................153 Anexo B (Normativo): Caraterizacin de fuentes de agua ...........................................158 Anexo C (Normativo):Trabajos Topogrficos .................................................................160 Anexo D (Normativo):Procesos de tratamiento..............................................................166 12 INSTALACIONES DE AGUA - DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE 13. NDICE DE TABLAS Tabla 2.1. Aplicacin de mtodos de clculo para la estimacin de la poblacin futura ......19 Tabla 2.2. Dotacin media diaria (l/hab-d).............................................................................21 Tabla 2.3. Valores del Coeficiente k2 ....................................................................................23 Tabla 2.4. Perodo de diseo (aos) .....................................................................................24 Tabla 6.1. Velocidad mxima en canales revestidos (m/s) ...................................................47 Tabla 6.2. Velocidad mxima permisible en tuberas (m/s)...................................................47 Tabla 7.1. Tipos de bombas elctricas recomendadas por tipo de fuente............................55 Tabla 10.1. Cargas superficiales en desarenadores .............................................................85 Tabla 10.2. Cargas superficiales segn Hazen .....................................................................86 Tabla 10.3. Parmetros de diseo.........................................................................................87 Tabla 10.4. Gua de seleccin de los procesos de tratamiento en sistema de Filtracin de Mltiples Etapas.............................................................................91 Tabla 10.5. Guas de diseo para Filtros Gruesos Dinmicos..............................................92 Tabla 10.6. Especificaciones del lecho filtrante recomendado para Filtros Gruesos Dinmicos..................................................................................93 Tabla 10.7. Eficiencia remocional ..........................................................................................93 Tabla 10.8. Guas de diseo para Filtros Gruesos Ascendentes ..........................................94 Tabla 10.9. Lecho filtrante recomendado para Filtros Gruesos Ascendentes.......................95 Tabla 10.10. Eficiencias tpicas de tratamiento para Filtros Gruesos Ascendentes .............95 Tabla 10.11. Guas de diseo para Filtros Gruesos Descendentes......................................96 Tabla 10.12. Guas de diseo para Filtros Gruesos Horizontales en serie...........................96 Tabla 10.13. Criterios de diseo recomendados por autores y pases.................................98 Tabla 10.14. Criterios para la seleccin del sistema de tratamiento del agua por Filtracin en Mltiples Etapas (FiME)...............................................................99 Tabla 10.15. Espesores y dimetros de la grava soporte ...................................................100 Tabla 10.16. Arena para filtros de tasa constante...............................................................102 Tabla 10.17. Alturas mximas y mnimas ............................................................................103 Tabla 10.18. Tasas de filtracin ...........................................................................................103 Tabla 10.19. Granulometra de la capa soporte ..................................................................104 Tabla 10.20. Valores admisibles en lechos filtrantes mltiples............................................104 Tabla 10.21. Altura de filtro de tasa declinante ...................................................................105 Tabla 10.22. Tasa de filtracin y lavado ..............................................................................105 Tabla 10.23. Caractersticas del medio filtrante ..................................................................106 Tabla 10.24. Altura total de filtros ........................................................................................106 Tabla 10.25. Compuestos coagulantes de uso en tratamientos de aguas de consumo humano ...........................................................................................107 Tabla 10.26. Coadyuvantes de coagulacin utilizados para el tratamiento de aguas ........108 Tabla 10.27. Rango de gradientes hidrulicos para cada compartimiento o cmara .........110 Tabla 10.28. Variacin entre la densidad del agua, la viscosidad y la temperatura............110 Tabla 10.29. Parmetros de diseo - aireadores de bandejas............................................113 Tabla 10.30. Parmetros de diseo - aireadores de cascada.............................................113 Tabla 10.31. Compuestos desinfectantes utilizados para el tratamiento de aguas ............115 13 INSTALACIONES DE AGUA - DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE 14. Tabla 11.1. Limites de concentracin de fluoruros ..............................................................124 Tabla 11.2. Datos sobre substancias fluoradoras................................................................124 Tabla 12.1. Coeficientes de escorrenta ..............................................................................129 Tabla 12.2. Espesores de pared para diferentes volmenes de tanque de ferrocemento .....................................................................................................134 Tabla 12.3. Filtros domiciliarios ...........................................................................................135 Tabla 12.4. Cantidad de hipocloritos aplicables a diferentes volmenes de agua para desinfectarla a dosis unitaria de 1 mg/l...........................................137 14 INSTALACIONES DE AGUA - DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE 15. CAPTULO 1 - GENERALIDADES 1.1 INTRODUCCIN El diseo de sistemas de agua potable para poblaciones urbanas y rurales de la Repblica de Bolivia, se ha venido desarrollando en base a la Norma Tcnica de Diseo para Sistemas de Agua Potable NB 689 y a los Reglamentos Tcnicos de Diseo para Sistemas de Agua Potable promulgadas por el entonces Ministerio de Desarrollo Humano en noviembre del ao 1996. Debido a los avances tecnolgicos sobre el diseo y construccin de sistemas de abastecimiento de agua potable que se han dado en los ultimos aos, el Ministerio de Servicios y Obras Pblicas, a travs del Viceministerio de Servicios Bsicos, ha encarado la actualizacin de la Norma y Reglamentos, con el propsito de incorporar y modificar conceptos, criterios y frmulas que se ajusten a la realidad actual para el diseo de sistemas de agua potable en nuestro pas. Para el efecto, se han tomado en cuenta las inquietudes de instituciones, profesionales y tcnicos que trabajan en el sector. El presente documento se ha actualizado con la finalidad de brindar a proyectistas, ejecutores, supervisores y fiscalizadores de un instrumento normativo para el diseo de proyectos de agua potable urbano, peri-urbano y rural de nuestro pas. 1.2 OBJETO La norma establece los criterios tcnicos de diseo de sistemas de agua potable de carcter pblico y/o privado, en el rea urbana, peri-urbana y rural del pas, para obtener obras con calidad, seguridad, durabilidad y economa; y de esa manera, contribuir al mejoramiento del nivel de vida y salud de la poblacin. 1.3 CAMPO DE APLICACIN Esta norma se aplica a nivel nacional para el diseo, ejecucin o control de sistemas de agua potable pblicos y/o privados. Es obligatorio el conocimiento y aplicacin de la norma por el proyectista, ejecutor, supervisor y fiscalizador de la obra. Sin embargo, se podrn aplicar criterios de diseo, constructivos y mtodos de control no especificados en la presente toda vez que se justifiquen tcnicamente ante la Autoridad Competente. 1.4 REFERENCIAS Las siguientes normas estn asociadas o son complementarias a la presente norma: NB 213 Tuberas plsticas - Tubos de policloruro de vinilo (PVC-U) no plastificado para conduccin de agua potable.. NB 495 Agua potable - Definiciones y terminologa. NB 496 Agua potable Muestreo. NB 512 Agua potable - Requisitos . 15 INSTALACIONES DE AGUA - DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE 16. NB 513 a la NB 539 Agua potable - Determinacin de diferentes parmetros qumicos.. NB 645 Tuberas de hierro dctil, acoples y accesorios para lneas de tuberas de presin. NB 646 Plsticos - Tubos de polietileno (PE) especificados por su dimetro interior. NB 708 Tubos y accesorios de pared perfilada, fabricados en material termoplstico con superficie externa corrugada y superficie interna lisa - Requisitos tcnicos (Correspondiente a la norma DIN 16961-2). NB 763 Vlvulas - Vlvulas de mariposa con asiento elstico Requisitos. NB 764 Vlvulas - Vlvulas de compuerta para sistemas de acueducto y alcantarillado Requisitos. NB 765 Vlvulas - Vlvulas de compuerta con asiento elstico para agua y sistemas de alcantarillado - Requisitos. NB 888 Tuberas y accesorios de plstico - Tubos de policloruro de vinilo (PVC) clasificados segn la presin (Serie RDE SDR). NB 1069 Tuberas plsticas de policloruro de vinilo no plastificado (PVC-U) esquemas 40 y 80 Especificaciones y dimensiones. 16 INSTALACIONES DE AGUA - DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE 17. CAPTULO 2 ESTUDIOS Y PARMETROS BSICOS DE DISEO 2.1 DEFINICIN Los estudios y parmetros bsicos de diseo, son un conjunto de procedimientos y valores necesarios para el desarrollo del proyecto, los cuales son obtenidos en base a estudios de campo, recoleccin de informacin tcnica, econmica, social, ambiental y cultural de la poblacin a ser beneficiada por el proyecto. 2.2. ESTUDIOS BSICOS DE DISEO Los estudios bsicos deben ser realizados en el lugar del proyecto y con participacin de la poblacin beneficiaria, organizaciones e instituciones involucradas. Se deben considerar en trminos generales, sin ser limitativos los siguientes estudios bsicos de diseo: - Tcnico. - Socio-econmico y cultural. - Ambiental. 2.2.1 Estudios tcnicos Los estudios tcnicos deben incluir: - Evaluacin de las posibles fuentes de agua. - Evaluacin de la cuenca. - Reconocimiento geolgico del rea del proyecto. - Estudios de suelos y geotcnicos. - Trabajos topogrficos; ver Anexo C (Normativo). - Evaluacin del estado del sistema de abastecimiento de agua. 2.2.2 Estudios socio-econmicos y culturales Los estudios socio-econmicos y culturales deben incluir: - Poblacin actual. - Cobertura del servicio. - Evaluacin de la condicin econmica de la poblacin. - Evaluacin de las condiciones sanitarias. - Hbitos y costumbres sobre el manejo del agua. - Evaluacin de la salud con relacin al agua. 2.2.3 Estudios ambientales Los estudios ambientales deben incluir la evaluacin de las condiciones del entorno ambiental en la zona del proyecto. Particularmente las referidas al uso y conservacin de las fuentes hdricas e hidrogeolgicas. 17 INSTALACIONES DE AGUA - DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE 18. 2.3 PARMETROS BSICOS DE DISEO Los parmetros bsicos de diseo deben ser establecidos considerando el rea del proyecto y el perodo de vida til del proyecto. Entre los parmetros bsicos de diseo se deben considerar: - Poblacin del proyecto. - Consumo de agua. - Caudales de diseo. - Perodo de diseo. 2.3.1 Poblacin del proyecto Es el nmero de habitantes que ha de ser servido por el proyecto para el perodo de diseo, el cual debe ser establecido con base en la poblacin inicial. Para la estimacin de la poblacin de proyecto se deben considerar los siguientes aspectos: a) Poblacin inicial, referida al nmero de habitantes dentro el rea de proyecto que debe ser determinado mediante un censo poblacional y/o estudio socio-econmico. Se aplicarn los datos estadsticos del Instituto Nacional de Estadstica (INE) para determinar la poblacin de referencia o actual y los ndices de crecimiento demogrfico respectivos. Para poblaciones menores, en caso de no contar con ndice de crecimiento poblacional, se debe adoptar el ndice de crecimiento de la poblacin capital o del municipio. Si el ndice de crecimiento fuera negativo se debe adoptar como mnimo un ndice de crecimiento de 1%. b) Poblacin futura, referida al nmero de habitantes dentro el rea del proyecto que debe ser estimada en base a la poblacin inicial, el ndice de crecimiento poblacional y el perodo de diseo. 2.3.1.1 Mtodos de clculo Para el clculo de la poblacin futura se pueden utilizar uno de los siguientes mtodos de crecimiento, segn el tipo de poblacin, dependiendo de sus caractersticas socioeconmicas. a) Aritmtico: b) Geomtrico: c) Exponencial: d) Curva logstica: 18 INSTALACIONES DE AGUA - DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE Pf = Po (1+ ) Pf = Po ( 1 + ) i 100 t i * t 100 Pf = L 1 + m * e (a*t) ( ) Pf = Po * e i * t 100 19. Donde: Pf Poblacin futura en habitantes Po Poblacin inicial en habitantes i Indice de crecimiento poblacional anual en porcentaje t Nmero de aos de estudio o perodo de diseo L Valor de saturacin de la poblacin m Coeficiente a Coeficiente Po, P1, P2 Poblacin correspondiente a los tiempos to, t1, y t2 = 2 * t1 to, t1, t2 Tiempo intercensal en aos correspondiente a la poblacin Po, P1, P2 2.3.1.2 Aplicacin Los mtodos a emplearse deben ser aplicados en funcin del tamao de la poblacin, de acuerdo a lo especificado en la Tabla 2.1. Tabla 2.1. Aplicacin de mtodos de clculo para la estimacin de la poblacin futura (1) Optativo, recomendable (2) Sujeto a justificacin 2.3.1.3 Criterio del proyectista El ingeniero proyectista, podr de acuerdo a las condiciones particulares de la localidad adoptar uno de los mtodos recomendados o usar otro criterio, siempre que lo justifique tcnicamente. Aritmtico X X Geomtrico X X X X Exponencial X (2) X (2) X (1) X Curva logstica X Hasta 5 000 De 5 001 a 20 000 De 20 001 a 100 000 Mayores a 100 000 19 INSTALACIONES DE AGUA - DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE L = 2 * Po * P1 * P2 - P1 ( ) Po * P2 - P1 Po + P2 2 2 m = L - Po Po a = ln 1 t1 ( ) ( ) Po L - P1 P1 L - Po Mtodo Poblacin (habitantes) 20. 2.3.1.4 Correcciones a la poblacin calculada La poblacin calculada segn los mtodos descritos, debe ser determinada y ajustada de acuerdo a las siguientes consideraciones: a) Poblacin estable. b) Poblacin flotante, se refiere a la poblacin ocasional que signifique un aumento notable y distinto a la poblacin estable. c) Poblacin migratoria, que depende de las condiciones de planificacin sectorial en relacin con los recursos naturales, humanos y/o econmicos de cada localidad. 2.3.1.5 rea del proyecto Se considera rea de proyecto, a aquella que contar con el servicio de agua potable, para el perodo de diseo del proyecto. La delimitacin del rea de proyecto debe seguir los lineamientos del plan de desarrollo de la poblacin o planes maestros, o ser establecido de acuerdo a un estudio de reas de expansin futura. De acuerdo a la magnitud y caractersticas de la poblacin, se deben diferenciar claramente las reas de expansin futura, industriales, comerciales, de equipamiento y reas verdes. El rea de proyecto se debe dividir en subreas de acuerdo a rangos de densidad poblacional y por sus caractersticas socioeconmicas como centros urbanos y zonas periurbanas. En el rea rural, se debe diferenciar las reas de nucleamiento y las reas de poblacin dispersa y semidispersa. Se debe sealar claramente los establecimientos educativos, cuarteles, hospitales, centros deportivos y otras instituciones, as como la capacidad de los mismos, que representan consumos de carcter pblico / institucional a ser considerados especialmente en el diseo de las redes de distribucin. 2.3.2 Consumo de agua La dotacin mnima a adoptarse debe ser suficiente para satisfacer los requerimientos de consumo domstico, comercial, industrial y pblico, considerando las prdidas en la red de distribucin. La dotacin de agua depende de los siguientes factores: - Oferta de agua (capacidad de la fuente). - Clima. - Aspectos econmicos y socio-culturales. - Opcin tcnica y nivel de servicio (piletas pblicas, conexiones domiciliarias y uso de bombas manuales). - Tipo de consumo (medido, irrestricto y uso de limitadores de caudal). - Servicio de alcantarillado. - Condiciones de operacin y mantenimiento. - Prdidas en el sistema. 20 INSTALACIONES DE AGUA - DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE 21. a) Consumo domstico En la determinacin del consumo domstico se deben considerar: - Sistemas con conexiones domiciliarias, en los que, la dotacin debe ser suficiente para abastecer los diferentes usos: aseo personal, descarga de sanitarios, lavado de ropa, cocina, riego de jardines y lavado de pisos. - Sistemas con piletas pblicas, en los que, la dotacin media diaria debe ser suficiente para satisfacer los requerimientos de: aseo personal, lavado de ropa y cocina. b) Consumo comercial e industrial Se deben analizar las necesidades y requisitos de cada caso, as como su incidencia en los consumos mximos horarios. Los consumos deben ser diferenciados segn zonas debido a que los consumos son caractersticos del tipo de comercio e industrias asentadas en las diferentes zonas. c) Consumo pblico El consumo pblico debe satisfacer los requerimientos de instituciones pblicas, lavado de calles, riego de parques y jardines, y demanda para combatir incendios. d) Prdidas En la determinacin del consumo de agua, debe tambin considerarse las prdidas en la red de distribucin, como un porcentaje de los anteriores consumos, el mismo que depende de: - Las prdidas fsicas por fugas visibles y/o no visibles. - Las prdidas comerciales por conexiones clandestinas, malas lecturas en el medidor y/o mala facturacin. 2.3.2.1 Dotacin media diaria La dotacin media diaria se refiere al consumo anual total previsto en un centro poblado dividido por la poblacin abastecida y el nmero de das del ao. Es el volumen equivalente de agua utilizado por una persona en un da. Para el caso de sistemas nuevos de agua potable, con conexiones domiciliarias, la dotacin media diaria puede ser obtenida sobre la base de la poblacin y la zona geogrfica dada, segn lo especificado en la Tabla 2.2. Tabla 2.2. Dotacin media diaria (l/hab-d) (1) Justificar a travs de un estudio social. (2) Justificar a travs de un estudio socio-econmico. 21 INSTALACIONES DE AGUA - DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE Del Altiplano 30 - 50 30 - 70 50 - 80 80 - 100 100 - 150 150 - 200 De los Valles 50 - 70 50 - 90 70 - 100 100 - 140 150 - 200 200 - 250 De los Llanos 70 -90 70 - 110 90 - 120 120 - 180 200 - 250 250 - 350 Notas: (1) (2) Hasta 500 De 501 a 2 000 De 2 001 a 5 000 De 5 001 a 20 000 De 20 001 a 100 000 Ms de 100 000 Zona Poblacin (habitantes) 22. Las dotaciones indicadas son referenciales y deben ajustarse sobre la base de estudios que identifiquen la demanda de agua, capacidad de la fuente de abastecimiento y las condiciones socioeconmicas de la poblacin, podrn utilizarse datos de poblaciones con caractersticas similares. Para sistemas nuevos de agua potable, en zonas rurales, como caso excepcional, donde la disponibilidad de agua no llegue a cubrir la demanda de la poblacin (consumo restringido) se debe calcular la dotacin en base al caudal mnimo de la fuente y la poblacin futura. En caso de establecer una dotacin menor a 30 l/hab-d, no se deben considerar conexiones domiciliarias, solamente piletas pblicas. Para el caso de ampliacin, incorporacin o cambio de los componentes de un sistema existente, la dotacin media diaria debe ser obtenida en base al anlisis y resultados de los datos de produccin y consumo del sistema. En forma previa al uso de los valores de consumo deber efectuarse la verificacin del equilibrio de caudales del sistema a fin de determinar los componentes debidos a prdidas en cada uno de los componentes del sistema. 2.3.2.2 Dotacin futura de agua La dotacin media diaria puede incrementarse de acuerdo a los factores que afectan el consumo y se justifica por el mayor hbito en el uso de agua y por la disponibilidad de la misma. Por lo que, se debe considerar en el proyecto una dotacin futura para el perodo de diseo, la misma que debe ser utilizada para la estimacin de los caudales de diseo. La dotacin futura se debe estimar con un incremento anual entre el 0,50% y el 2% de la dotacin media diaria, aplicando la frmula del mtodo geomtrico: Donde: Df Dotacin futura en l/hab-d Do Dotacin inicial en l/hab-d d Variacin anual de la dotacin en porcentaje t Nmero de aos de estudio en aos 2.3.3 Caudales de diseo Los caudales de diseo deben ser estimados para el dimensionamiento de los diferentes componentes del sistema de agua potable. Se deben considerar los siguientes caudales: 2.3.3.1 Caudal medio diario Es el consumo medio diario de una poblacin, obtenido en un ao de registros. Se determina con base en la poblacin del proyecto y dotacin, de acuerdo a la siguiente expresin: Donde: Qmd Caudal medio diario en l/s Pf Poblacin futura en hab. Df Dotacin futura en l/hab-d 22 INSTALACIONES DE AGUA - DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE Df = Do (1+ ) t d 100 Qmd = Pf * Df 86 400 23. 2.3.3.2 Caudal mximo diario Es la demanda mxima que se presenta en un da del ao, es decir representa el da de mayor consumo del ao. Se determina multiplicando el caudal medio diario por el coeficiente k1 que vara segn las caractersticas de la poblacin. Donde: Qmx.d Caudal mximo diario en l/s k1 Coeficiente de caudal mximo diario k1 = 1,20 a 1,50 Qmd Caudal medio diario en l/s 2.3.3.3 Caudal mximo horario Es la demanda mxima que se presenta en una hora durante un ao completo. Se determina multiplicando el caudal mximo diario por el coeficiente k2 que vara, segn el nmero de habitantes, de 1,5 a 2,2, tal como se presenta en la Tabla 2.3. Donde: Qmax.h Caudal mximo horario en l/s k2 Coeficiente de caudal mximo horario Qmx.d Caudal mximo diario en l/s Tabla 2.3. Valores del Coeficiente k2 2.3.3.4 Caudal industrial Es la cantidad de agua que se requiere para atender la demanda industrial. Los consumos industriales pueden ser establecidos en base a lo especificado en el Reglamento Nacional de Instalaciones Sanitarias Domiciliarias. El caudal industrial se estimar tomado en cuenta dichos consumos y las caractersticas de cada tipo de industria. 2.3.3.5 Demanda contra incendio Se debe tener en cuenta los siguientes aspectos: a) Para poblaciones menores a 10 000 habitantes no es necesario y resulta antieconmico el proyectar demanda contra incendios, sin embargo el proyectista deber justificar en los casos en que dicha proteccin sea necesaria. 23 INSTALACIONES DE AGUA - DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE Qmx.d = k1 * Qmd Qmx.h = k2 * Qmx.d Poblacin (habitantes) Coeficiente k2 Hasta 2 000 2,20 2,00 De 2 001 a 10 000 2,00 1,80 De 10 001 a 100 000 1,80 1,50 Ms de 100 000 1,50 24. b) Para poblaciones entre 10 000 y 100 000 habitantes, se debe considerar la proteccin contra incendios; sin embargo, el proyectista podr justificar, tcnica y econmicamente si la proteccin no es necesaria. c) Para poblaciones mayores a 100 000 habitantes se debe considerar la proteccin contra incendios, tomando en cuenta el volumen contra incendios y la ubicacin de hidrantes en base a la planimetra y/o las zonas de servicio. Vase 8.5.2 y 9.5.16 respectivamente. 2.3.4 Perodo de diseo El perodo de diseo es el nmero de aos durante los cuales una obra determinada prestar con eficiencia el servicio para el cual fue diseada. Los factores que intervienen en la seleccin del perodo de diseo son: - Vida til de las estructuras y equipos tomando en cuenta la obsolescencia, desgaste y daos. - Ampliaciones futuras y planeacin de las etapas de construccin del proyecto. - Cambios en el desarrollo social y econmico de la poblacin. - Comportamiento hidrulico de las obras cuando stas no estn funcionando a su plena capacidad. El perodo de diseo debe ser adoptado en funcin del componente del sistema y la caracterstica de la poblacin, segn lo indicado en la Tabla 2.4. Tabla 2.4. Perodo de diseo (aos) El perodo de diseo podr ser mayor o menor a los valores especificados en Tabla 2.4, siempre que el ingeniero proyectista lo justifique. Con el fin de evitar inversiones mayores al inicio del proyecto y/o el sobredimensionamiento de las distintas unidades del sistema, referido a los requerimientos del perodo inicial del proyecto, se podrn definir etapas de construccin para los componentes susceptibles de crecimiento. 24 INSTALACIONES DE AGUA - DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE Obra de captacin 10 20 30 Aduccin 20 30 Pozos profundos 10 15 - 20 Estaciones de bombeo 20 30 Plantas de tratamiento 15 - 20 20 - 30 Tanques de almacenamiento 20 20 - 30 Redes de distribucin 20 30 Equipamiento: Equipos elctricos 5 - 10 5 - 10 Equipos de combustin interna 5 5 Componente del sistema Poblacin menor a 20 000 habitantes Poblacin mayor a 20 000 habitantes 25. CAPTULO 3 - FUENTES DE AGUA 3.1 DEFINICIN Se consideran fuentes de agua a los cursos de agua superficial, agua subterrnea y agua de lluvia que son utilizados para abastecimiento pblico y privado. 3.2 TIPOS DE FUENTES DE AGUA Para el desarrollo de proyectos de agua potable se deben consideran como fuentes de abastecimiento de agua, los siguientes tipos de fuentes: a) Superficial. b) Subterrnea. c) De lluvia. 3.3 SELECCIN DE FUENTES DE AGUA Para la seleccin se deben considerar alternativas tcnico-econmicas factibles, tomando en cuenta lo siguiente: a) La cantidad del agua. b) La calidad del agua. c) Ubicacin respecto al centro de la poblacin a ser abastecida (distancia y altura). d) Posibilidad de construir una obra de captacin. e) Adicionalmente, se deben considerar eventuales efectos ambientales. 3.4 FUENTES DE AGUA SUPERFICIAL Entre los tipos de fuentes de aguas superficiales se consideran: a) Cursos de agua natural (ros, riachuelos, arroyos, quebradas) Son cuerpos de agua que fluyen permanente o intermitentemente a travs de depresiones geomorfolgicas naturales y pueden ser: - Cursos de agua de montaa, que se caracterizan por tener pendientes pronunciadas, arrastre intenso de slidos en forma temporal, tirante bajo y altas velocidades. - Cursos de agua de llanura, que se caracterizan por tener, pendientes bajas, tirante alto y bajas velocidades b) Cuerpos de agua (lagos, lagunas) Son depresiones geomorfolgicas naturales que permiten la acumulacin de agua con los aportes de afluentes y/o precipitaciones pluviales y pueden ser: - Cuerpos de agua de montaa, que se caracterizan en general por tener reas de aporte limitadas y aguas con bajo contenido de agentes contaminantes. - Cuerpos de agua de llanura, que se caracterizan por tener reas de aporte mayores a los de montaa. 25 INSTALACIONES DE AGUA - DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE 26. 3.4.1 Informacin necesaria Para el estudio de fuentes superficiales de agua se deben considerar: a) Cantidad de agua de la fuente. b) Caractersticas hidrogeogrficas de la cuenca. c) Estudios hidrolgicos. d) Calidad del agua de la fuente. e) Condiciones sanitarias y medioambientales de la cuenca. f) Posibles sitios de captacin. g) Anlisis de riesgos. 3.4.2 Caudales requeridos De acuerdo con el tipo de fuente los caudales son los siguientes: a) Ros y arroyos: El caudal mnimo de captacin debe ser igual o mayor a: - El caudal mximo horario cuando no hay tanque de almacenamiento. - El caudal mximo diario cuando hay planta de tratamiento y/o tanque de almacenamiento. Para el caso de ros, el caudal de captacin de agua deber ser como promedio diario menor al 20% del caudal mnimo diario del ro para un perodo mnimo de retorno de 5 aos, tal como seala el artculo 48 del Reglamento en Materia de Contaminacin Hdrica de la Ley del Medio Ambiente (Ley N 1333). Sin embargo, el ingeniero proyectista podr utilizar un mayor porcentaje del caudal del ro, si lo justifica sobre la base de convenios de cesin de caudales y/o argumentos tcnicamente justificados ante la Autoridad Competente. b) Lagos, lagunas Debe satisfacer el caudal medio diario, tomando en cuenta el caudal y volmenes de fluctuacin anual. 3.4.3 Medicin de caudales La medicin de caudal o aforo de la fuente de agua superficial debe realizarse en diferentes pocas del ao (al menos dos veces al ao). Un aforo obligatoriamente en poca de estiaje y otros aforos complementarios dependiendo del tipo de fuente y el tipo de obra seleccionada. El ingeniero proyectista debe evaluar la frecuencia y el tipo de aforos complementarios. Para la realizacin del aforo pueden utilizarse diferentes mtodos: rea velocidad, vertederos y otras formas de medicin debidamente justificadas. 3.5 FUENTES DE AGUA SUBTERRNEA Entre las fuentes de agua subterrnea se consideran: 26 INSTALACIONES DE AGUA - DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE 27. a) Vertientes o manantiales Son afloramientos naturales de agua provenientes de acuferos subterrneos. El afloramiento se produce cuando el acufero intercepta una depresin del terreno, fracturas, grietas o cambios litolgicos emergiendo como una o ms venas. Segn las caractersticas de cada tipo de acufero, el caudal de la vertiente puede variar entre el perodo de lluvias y el de estiaje. Los manantiales termales no deben ser considerados como fuente de abastecimiento de agua, por presentar un alto contenido de minerales. b) Agua subsuperficial Es el agua que se encuentra a poca profundidad del terreno, tiene recarga por infiltracin de cuerpos de agua superficial y/o de lluvia. c) Agua subterrnea profunda Es el agua proveniente de los acuferos libres, confinados y semiconfinados, que se encuentran a profundidades mayores a los 30 m. 3.5.1 Informacin necesaria Para un estudio de fuentes subterrneas de agua se debe considerar la siguiente informacin: a) Caractersticas hidrogeolgicas. b) Capacidad de produccin del acufero. c) Nivel fretico. d) Calidad del agua. e) Posibles fuentes de contaminacin. f) Inventario y anlisis de pozos existentes en la zona. g) Direccin de flujo. h) Franja de seguridad. 3.5.2 Caudales requeridos Los caudales de captacin deben ser iguales o mayores a: a) El caudal mximo horario, cuando no hay tanque de almacenamiento. b) El caudal mximo diario, cuando se dispone de planta de tratamiento y/o tanque de almacenamiento. 3.5.3 Medicin de caudales El aforo en vertientes puede realizarse mediante mtodo volumtrico, mtodo de recuperacin, mtodo de prueba de bombeo y otros. La medicin de caudal o aforo de la fuente de agua subterrnea en pozos de bajo rendimiento (excavado) puede realizarse mediante el agotamiento parcial del pozo o una prueba de bombeo hasta que se estabilice el nivel dinmico para un caudal constante. La determinacin del caudal en pozos de alto rendimiento se podr realizar mediante prueba de bombeo escalonada y de larga duracin. 27 INSTALACIONES DE AGUA - DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE 28. 3.6 FUENTES DE AGUA PLUVIAL La fuente de abastecimiento pluvial puede considerarse como: - Fuente principal de consumo todo el ao. - Fuente complementaria a otra fuente para suministro de agua durante perodos limitados. 3.6.1 Informacin necesaria a) Determinacin de la demanda. b) Determinacin de la oferta. c) Datos de precipitacin pluvial. d) Tipo de superficie de recoleccin. El diseo y caractersticas de uso del agua de lluvia como fuente de abastecimiento, se describe en el Captulo 12 de la presente Norma Boliviana NB 689 3.7 RIESGOS SANITARIOS Y PROTECCIN DE FUENTES La calidad de las aguas tiene estrecha relacin con los riesgos sanitarios existentes en la zona de captacin. La evaluacin de riesgo sanitario se debe realizar a partir de una encuesta de la zona de captacin que revele las potenciales fuentes de contaminacin tanto de las aguas superficiales como de las subterrneas. Toda zona de captacin debe ser protegida, minimizando de esta manera el riesgo sanitario de contaminacin. Las zonas de proteccin deben estar delimitadas claramente y dentro de sus lmites se deben restringir o prohibir actividades que pueden afectar la calidad del agua. Entre las actividades se incluyen el vertido de desechos txicos, la descarga de efluentes indeseables, las perforaciones, la minera, la explotacin de canteras y el uso de fertilizantes agrcolas y plaguicidas. El proyectista debe identificar las actividades desarrolladas en la zona y las caractersticas de las descargas de efluentes, permitindole tomar medidas de proteccin necesarias. Se reconocen tres zonas de proteccin para las aguas subterrneas: a) La zona que rodea la fuente ms expuesta a un riesgo de contaminacin por grmenes patgenos. Esta zona ser una iscrona de 50 das. b) La zona que rodea la fuente ms expuesta a un riesgo de contaminacin qumica. Su extensin variar y depender del tipo de acufero y de la tasa de extraccin, as como de la actividad industrial y agrcola que se desarrolle en la zona. c) En toda la zona de captacin. Al planificar la extraccin del agua de un acufero para el consumo humano la distancia mnima de seguridad (DMS) debe fijarse sobre la base del tiempo que tardan los contaminantes en viajar desde su punto de origen hasta los acuferos de agua de beber, ello depender de las condiciones geolgicas e hidrogeolgicas de la zona, la cantidad de materia fecal que es previsible que se descargue y el nmero de fuentes de contaminacin existentes y planeadas. 28 INSTALACIONES DE AGUA - DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE 29. CAPTULO 4 - CALIDAD DEL AGUA 4.1 DEFINICIN La calidad de las aguas se expresa mediante la caracterizacin de los elementos y compuestos presentes, en solucin o en suspensin, que desvirtan la composicin original. La calidad del agua debe considerarse en la fuente y en los sistemas de agua potable. 4.2 CALIDAD DEL AGUA NO TRATADA Las fuentes de agua potencialmente utilizables estn constituidas por: - Aguas superficiales (ros, riachuelos, lagos, lagunas y represas). - Aguas subterrneas (vertientes o manantiales, sublvea y profunda). - Aguas de lluvia. La calidad del agua es variable y debe ser caracterizada a travs del tiempo para definir los parmetros a tratarse, as como el grado de tratamiento. La calidad del agua debe ser establecida mediante la determinacin de parmetros fsicos, qumicos, radiolgicos y microbiolgicos. 4.2.1 Criterios de calidad para la seleccin de la fuente de abastecimiento Para establecer los criterios de calidad para la seleccin de la fuente de abastecimiento, las aguas no tratadas (crudas) se clasifican en 5 grupos; especificados como: Grupo I, II, III, IV y V, en los que se consideran la calidad fsico qumica, microbiolgica, radiolgica y los requerimientos de tratamiento. Adicionalmente se consideran como parmetros complementarios de calidad: la Demanda Bioqumica de Oxgeno (DBO5), el Oxgeno Disuelto (OD) y la concentracin de Cloruros, como indicador indirecto de contaminacin fecal. Vase Anexo A (Normativo). 4.2.2 Anlisis de parmetros bsicos para la caracterizacin El anlisis de los parmetros bsicos debe ser determinado en base a la informacin de campo obtenida y en consideracin a la formacin geolgica de la fuente, usos del suelo, agricultura, existencia de industrias, agroindustria, minera u otras de relevancia y que tengan influencia en la calidad de las aguas. Los anlisis de los parmetros complementarios sealados en Anexo A (Normativo), deben ser realizados a criterio del proyectista una vez evaluada la informacin de campo. Necesariamente se deben realizar los anlisis de parmetros fsico qumicos, microbiolgicos y radiolgicos que permitan caracterizar la(s) fuente(s), segn los siguientes criterios: 29 INSTALACIONES DE AGUA - DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE 30. a) Caracterizacin de las aguas en poblaciones mayores a 10 000 habitantes Para la caracterizacin de las aguas no tratadas, destinadas a consumo humano en poblaciones mayores a 10 000 habitantes, se deben analizar todos los parmetros especificados en la NB 512 a excepcin de los compuestos inorgnicos tales como el cloro o los compuestos orgnicos que provienen o resultan del tratamiento de las aguas (Acrilamida y Epiclorhidrina). Podrn no analizarse los parmetros correspondientes a los compuestos orgnicos tales como el benceno, Benzo(a)pireno, cloroformo, THM, cloruro de vinilo y cualquier hidrocarburo, plaguicidas totales, o plaguicidas especficos, metales pesados, as como la radiactividad en las aguas, exigidos en la Norma NB 512 si se verifica que en la zona de proyecto no existe actividad industrial, agrcola, minera intensa que de indicios de la contaminacin de las aguas por efecto de las descargas de aguas residuales. En todo caso el proyectista justificar ante Autoridad Competente la no necesidad de realizarlos. Los anlisis fsico qumicos, microbiolgicos de las aguas y el radiolgico de ser necesario, se deben realizar en laboratorios especializados y por personal tcnico capacitado. b) Caracterizacin de las aguas en poblaciones menores a 10 000 habitantes Para la caracterizacin de las aguas no tratadas, destinadas a consumo humano en poblaciones menores a 10 000 habitantes, se deben realizar los anlisis en laboratorios especializados, por personal tcnico capacitado, que determinen la composicin de las mismas en consideracin a los parmetros fsico qumicos y microbiolgicos que se muestran en el Anexo B (Normativo), donde se especifican en Tabla 1, los parmetros, sus unidades y el tiempo mximo de preservacin recomendado para efectuar el anlisis. No queda excluida la posibilidad de ampliar los parmetros fsico - qumicos, microbiolgicos y radiolgicos a analizar, si el proyectista considera necesario hacerlo, de acuerdo a las caractersticas de la zona y los antecedentes existentes relacionados con la actividad que desarrolla (minera, agrcola, industrial) y tengan efectos sobre la calidad de las aguas. En la Tabla 2, se especifica el valor mximo aceptable de los parmetros fsico qumicos y microbiolgicos correspondientes a los de la Tabla 1, establecido en la Norma Boliviana NB 512 (Agua Potable - Requisitos). 4.2.3 Preservacin de muestras y mtodos de anlisis La preservacin de las muestras de agua para realizar los anlisis fsico qumicos y microbiolgicos sern los establecidos en los mtodos normalizados APHA, AWWA, WPCF Mtodos Normalizados para el Anlisis de Agua Potable y Agua Residual. Tambin son vlidos para caracterizar las aguas de las fuentes todos aquellos propuestos por las organizaciones reconocidas: ISO Standards, BSI Standards, DIN Standards, ASTM Standards y CEN Standards y aquellos reconocidos por la autoridad competente. 4.3 CALIDAD DEL AGUA POTABLE El agua que se suministre mediante los sistemas de distribucin, debe cumplir los requisitos fsico-qumicos, microbiolgicos y radiolgicos establecidos en la Norma Boliviana NB 512 (Agua Potable Requisitos). 30 INSTALACIONES DE AGUA - DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE 31. 4.3.1 Calidad microbiolgica Se asocia a las caractersticas microbiolgicas del agua. El agua destinada a consumo humano no debe transmitir patgenos. Debe cumplir lo especificado en la NB 512 (Agua Potable Requisitos). 4.3.2 Calidad fsico qumica y radiolgica Se asocia a las caractersticas fsico qumicas y radiolgicas del agua. El agua destinada a consumo debe cumplir los requisitos fsico qumicos y radiolgicos especificados en la Norma Boliviana NB 512 (Agua Potable Requisitos), de manera que no se afecte la salud de los consumidores, no perjudique otros usos o afecte al sistema de abastecimiento. 31 INSTALACIONES DE AGUA - DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE 32. CAPTULO 5 - OBRAS DE CAPTACIN 5.1 DEFINICIN Las obras de captacin son estructuras y/o dispositivos que permiten el aprovechamiento y explotacin racional del agua de una fuente determinada en forma continua, segura y sin detrimento de las condiciones hidrolgicas, geolgicas y ecolgicas en los alrededores o aguas abajo de la obra de captacin. El tipo de obra de captacin depender del tipo de fuente, condiciones morfolgicas del rea de captacin, rgimen hidrulico, cantidad y calidad de agua. 5.2 TIPOS DE OBRAS DE CAPTACIN Las obras de captacin pueden clasificarse en: - Obras de captacin de aguas superficiales. - Obras de captacin de aguas subterrneas. - Obras de captacin de aguas de lluvia. 5.3 OBRAS DE CAPTACIN DE AGUAS SUPERFICIALES Una captacin de agua superficial, es una obra civil, dispositivo o conjunto de ellas que permite captar agua desde un curso superficial de forma continua, segura y sin detrimento de las condiciones de vida de las especies animal ni vegetal. 5.3.1 Tipos de obras de captacin de aguas superficiales Las obras de captacin a tomarse en cuenta pueden ser: a) Obras de captacin directa - Canal de derivacin: consiste en la construccin de un canal abierto en el margen de un curso superficial hasta una cmara colectora, desarenador o planta de tratamiento. - Obra de captacin lateral: es la obra que se construye en uno de los flancos de un curso de agua, de tal forma, que el agua ingrese a una cmara de recoleccin para su posterior conduccin a travs de tubera o canal. - Obra de captacin de fondo: es la obra que se construye en posicin transversal en el fondo de los cursos de agua y esta protegida mediante rejas que permitan el paso del agua. - Estaciones de bombeo directo: son estructuras y equipos de bombeo para explotacin directa desde un curso de agua. b) Obras de captacin indirecta - Lechos filtrantes o prefiltracin: constituidos por uno o mas tubos perforados (drenes o filtros) introducidos transversal o diagonalmente en el lecho del ro y cubiertos con material granular clasificado. INSTALACIONES DE AGUA - DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE 32 33. 33 INSTALACIONES DE AGUA - DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE 5.3.2 Informacin necesaria para el diseo de obras de captacin de aguas superficiales Para el diseo de obras de captacin de aguas superficiales se deben considerar: a) Datos bsicos. b) Estudios hidrolgicos. c) Estudios geotcnicos y geolgicos. d) Otros. 5.3.3 Capacidad de las obras de captacin de aguas superficiales a) Ros y arroyos: El caudal mnimo captado debe ser igual o mayor al: - Caudal mximo horario cuando no hay tanque de almacenamiento y/o planta de tratamiento. - Caudal mximo diario cuando hay tanque de almacenamiento y/o planta de tratamiento. Para el caso de ros, dichos caudales de captacin de agua debern ser como promedio diario menores al 20% del caudal mnimo diario del ro para un perodo mnimo de retorno de 5 aos, tal como seala el artculo 48 del Reglamento en Materia de Contaminacin Hdrica de la Ley del Medio Ambiente (Ley 1333). Sin embargo, el ingeniero proyectista podr utilizar un mayor porcentaje del caudal del ro, si lo justifica sobre la base de convenios de cesin de caudales y/o argumentos tcnicos, justificados ante la Autoridad Competente. b) Lagos, lagunas y embalses - Debe satisfacer el consumo medio diario, tomando en cuenta el caudal y volmenes de fluctuacin anual. - El caudal de bombeo debe ser estimado en funcin del nmero de horas de bombeo y/o el diagrama de masas. 5.3.4 Diseo de los elementos constitutivos de una obra de captacin Los componentes de una obra de captacin de aguas superficiales pdrn ser: a) Boca de toma (reja). b) Tubera filtro. c) Lecho filtrante. d) Conductos y canales. e) Cmara colectora. f) Dispositivos de regulacin y control. g) Dispositivos de medicin. h) Obras de encause y proteccin. 34. Para el diseo de dichos componentes se deben considerar los siguientes parmetros de diseo: - Caudal de diseo. - Velocidad de flujo en el canal. - Velocidad de ingreso por los orificios. - Tiempo de retencin de slidos. - Peso especfico del material sedimentable. a) Ros y arroyos: El sitio de la captacin debe estar fijado de manera que la corriente no amenace la seguridad de la estructura de captacin y que no haya interferencia con la navegacin en el caso de la captacin superficial. La boca de toma se localizar en un tramo de la corriente que est a salvo de erosin como de azolve y en lo posible aguas arriba de cualquier descarga de aguas residuales. La clave de la tubera se situar por debajo del nivel mnimo de las aguas de la corriente. La estructura inmediata a la toma se proyectar para que la velocidad sea de 0,60 m/s o mayor a fin de evitar azolves. El lmite mximo debe estar fijado por las caractersticas del agua y el material del conducto. 5.3.5 Estructuras para la captacin de agua superficial a) Presas de derivacin, cuyas funciones principales son la retencin y elevacin del nivel de agua, de manera que permitan captar agua a travs de: - Tubera filtro, en un lecho de filtracin construido junto a la presa y aguas arriba. - Tomas de fondo, (rejas horizontales) construidas en la parte superior de la presa de derivacin. - Tomas laterales, (rejas verticales) construidas a los costados de la presa. b) Presas de almacenamiento o embalse, obras cuyas funciones principales son el almacenamiento y regulacin del caudal de un curso superficial. La capacidad del vaso de almacenamiento debe ser fijada con base en los estudios de aportes y demandas, de manera tal de estabilizar el escurrimiento de agua, ya sea regulando un establecimiento variable en una corriente natural o mediante la satisfaccin de la demanda variable en el consumo, en las distintas pocas del ao. La obra de toma se debe proyectar de manera de tener varias entradas situadas a diferentes niveles, a fin de captar el agua prxima a la superficie. Cada toma debe tener una rejilla con espacio libre de 2,00 cm a 5,00 cm y una vlvula de control adecuada para la operacin de la toma. La velocidad del agua en la entrada de la toma no debe ser mayor a 0,60 m/s. 34 INSTALACIONES DE AGUA - DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE 35. 35 INSTALACIONES DE AGUA - DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE 5.4 OBRAS DE CAPTACIN DE AGUAS SUBTERRNEAS Son estructuras, dispositivos o un conjunto de ellas que permiten la explotacin racional de un cuerpo o corriente de aguas subterrneas de forma continua, segura y sin detrimento de las condiciones hidrolgicas, geolgicas y ecolgicas en los alrededores o aguas abajo. 5.4.1 Tipos de obras de captacin de aguas subterrneas Las obras de captacin a tomarse en cuenta pueden ser: a) Captacin de vertientes Son obras que protegen los afloramientos naturales de agua subterrnea de cualquier tipo de contaminacin y permiten el ingreso de agua a los elementos de conduccin de agua hacia el tanque de almacenamiento, distribucin o planta de tratamiento. Las obras de captacin de vertientes pueden ser: - De fondo, cuando se capta agua que emerge en terreno llano. - De ladera o lateral, cuando se realiza la proteccin de una vertiente que aflora a una superficie tipo plano inclinado con carcter puntual o disperso. - De bofedal, cuando el afloramiento de la vertiente se realiza por mltiples venas de agua anegando el terreno y debiendo emplearse un colector para captar la totalidad del agua. b) Estructura filtrante (Galera filtrante) Es la estructura que permite captar agua subsuperficial a travs de la construccin de una bveda subterrnea, mediante la instalacin de tuberas de infiltracin o la construccin de canales de infiltracin, prximos al curso de agua superficial, ya sea en forma transversal o paralela. Las estructuras filtrantes pueden ser: - Tipo galera o bveda. - Tubera de infiltracin. - Canal de infiltracin. La finalidad de estas obras, es interceptar el flujo natural del agua subsuperficial, para que ingrese, por gravedad, al interior de la estructura o tubera y sea conducida hacia una cmara recolectora en una de las mrgenes del ro. c) Pozos Los pozos son obras que se realizan para captar aguas subsuperficiales y subterrneas. Los pozos se clasifican en: i) Pozos someros, captan agua subsuperficial de acuferos de poca profundidad, hasta los 30 m. Pueden ser: - Excavados. - Perforados. 36. ii) Pozos profundos, captan agua subterrnea a profundidades mayores a los 30 m. Pueden ser: - Perforados manualmente. - Perforados con maquinaria. La perforacin manual corresponde a una tcnica que utiliza equipos simples para perforar pozos de pequeo dimetro empleando los mtodos de rotacin y percusin, en terrenos de baja concentracin de material granular. Los pozos perforados con mquina permiten captar aguas subterrneas profundas y requieren equipos de perforacin especiales. Las tcnicas de perforado podrn ser de percusin, rotacin directa o reversa, inyeccin y otros. La seleccin del tipo de pozo que se necesite depender de los siguientes factores: - Cantidad y calidad de agua requerida. - Profundidad del agua subterrnea. - Condiciones hidrogeolgicas. - Disponibilidad del equipo para la construccin de pozos. - Factores econmicos. 5.4.2 Informacin necesaria para el diseo de las obras de captacin de aguas subterrneas Para el diseo de obras de captacin de aguas subterrneas se deben considerar: a) Informacin del rea de perforacin. b) Estudios hidrogeolgicos. c) Otros. 5.4.3 Capacidad de las obras de captacin de aguas subterrneas El caudal a captar debe ser igual o mayor al: a) Caudal mximo horario cuando no hay tanque de almacenamiento y/o planta de tratamiento. b) Caudal mximo diario cuando hay tanque de almacenamiento y/o planta de tratamiento. 5.4.4 Diseo de la obra de captacin de vertientes Para el diseo de captacin de vertientes, se debe recabar la informacin relativa a las caractersticas hidrogeolgicas de la cuenca especificada en el Captulo 2 de la presente Norma. El proyecto debe tomar en cuenta la proteccin de los afloramientos para evitar que se obturen y se contaminen. Esto debe ser realizado a travs de la construccin de una cmara que permita la proteccin sanitaria de la fuente. La obra de captacin de una vertiente debe contar con los siguientes dispositivos: a) Cmara de captacin hermtica. b) Criba en la entrada de la tubera de aduccin. 36 INSTALACIONES DE AGUA - DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE 37. 37 INSTALACIONES DE AGUA - DISEO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE c) Vertedero de excedencias al nivel de los afloramientos o tubera de rebose. d) Tubera de aduccin y vlvula de cierre. e) Tubera de limpieza. f) Tubera de ventilacin. g) Zanja de coronamiento para interceptar el escurrimiento de aguas pluviales. h) Cerco perimetral de proteccin para evitar el acceso de animales y personas. La obra de captacin de vertiente debe cumplir las siguientes condiciones: a) Debe estar realizada de manera que no altere la calidad del agua, garantice el libre escurrimiento hacia la cmara de toma y no interfiera el rgimen hidrulico de la fuente. b) La tubera de salida debe estar ubicada al menos a 0,10 m del fondo de la cmara colectora y deber disponer de criba o filtro de entrada con orificios de 2 mm a 5 mm. El dimetro debe ser calculado a partir del caudal de diseo. c) Debe contar con un dispositivo de rebose que permita la salida de los caudales de excedencia sin retrocargar el manantial. El dispositivo debe disearse como vertedero o tubera. El dimetro debe garantizar la evacuacin del caudal mximo de la vertiente d) En el fondo de la cmara de toma se debe disponer de un acumulador de arenas acarreadas por las aguas y facilitar su limpieza peridica. e) Se debe disear una tubera de limpieza, al nivel del piso de la cmara colectora. El piso debe tener una pendiente mayor o igual a 1,50% para permitir la limpieza de sedimentos. El dimetro mnimo de la tubera de limpieza debe ser un dimetro comercial mayor al de la tubera de aduccin. f) La cmara de toma debe contar con una tubera de ventilacin, ubicada en su parte superior. Debe incorporar una malla milimtrica para evitar el ingreso de insectos y animales. g) La cmara debe contar con una tapa sanitaria de 0,60 m x 0,60 m con cierre hermtico para evitar ingreso de aguas superficiales, insectos, roedores y todo elemento extrao. Las dimensiones de la obra de toma deben ser calculadas en funcin del caudal de diseo y la capacidad de produccin de la vertiente. Si la vertiente se presenta como un afloramiento nico y localizado, la obra debe ser diseada construyendo el fondo natural de la vertiente, hasta alcanzar el manto acufero. A continuacin de la cmara de toma se debe ubicar la cmara de vlvulas. En el caso en que se presenten varios manantiales cercanos unos a otros, la captacin debe proyectarse con varias cmaras de toma conectadas a una cmara comn. Si el afloramiento se presenta a lo largo de una sola lnea, bofedales o terrenos anegadizos, se debe captar la cantidad necesaria de agua mediante tubos perforados con orificios o ranuras de 2 mm a 4 mm, instalados dentro de un dren ciego construido con material granular seleccionado de dimetro variable entre 1,00 cm y 8,00 cm, que funcionen como colectores y conduzcan las aguas hacia una cmara colectora. 38. La estructura de captacin del vertiente puede ser ejecutada en mampostera de ladrillo gambote, piedra, HC u HA, con revestimiento interior impermeabilizante en todas sus paredes de 2 cm de espesor como mnimo, para garantizar la hermeticidad de la misma. Los materiales empleados no deben alterar la calidad de las aguas. Los conductos dentro la cmara de toma y cmara de vlvulas deben ser de PVC, FG u otro material de acuerdo a lo especificado en el Reglamento de Tuberas, Accesorios y Vlvulas. Las tuberas ubicadas fuera de las cmaras deben seleccionarse en cuanto a clase y material en funcin de la topografa de la zona, presiones y esfuerzos a que estn sometidos, caractersticas qumicas del agua y grado de agresividad del suelo. En caso de suelos corrosivos deben proyectarse las protecciones adecuadas. 5.4.5 Diseo de la obra de captacin mediante galera filtrante Las galeras filtrantes deben ubicarse en acuferos que tengan un coeficiente de permeabilidad que permita captar al menos el doble del caudal de diseo y la fuente tenga caractersticas qumicas aceptables, que la hagan utilizable. En el lugar elegido para la construccin de la galera, se debe obtener el perfil geolgico del terreno a travs de pozos de observacin y/o sondeos geofsicos, en funcin de la magnitud del proyecto. Adems, se debe obtener la granulometra del lecho para determinar las caractersticas del material filtrante. La capacidad y el coeficiente de permeabilidad del acufero deben ser determinadas mediante pruebas de bombeo. El material filtrante debe estar dispuesto de tal manera que las lneas de flujo sean perpendiculares al mismo y dispuestas en capas, con una granulometra tal, que aseguren una adecuada permeabilidad y estabilidad. El material filtrante debe tener una granulometra adecuada en relacin a la granulometra del lecho. El material ms fino debe ser mayor o igual al dimetro mnimo de la granulometra del lecho. El material granular de mayor tamao debe tener un dimetro mayor o igual al tamao medio de los cantos rodados del curso de agua. La grava y la arena deben colocarse en capas estratificadas de espesores adecuados y concentrcos al tubo o canal, de tal forma que los tamaos vayan disminuyendo de un mximo en el fondo (interior) hasta un mnimo en la parte superior (exterior). De acuerdo a las caractersticas de la corriente superficial o subterrnea, la galera filtrante se debe construir en forma transversal o paralela a la misma. Si se utilizan galeras filtrantes tipo tnel, en las paredes y cpula de la b

Nb 689 diseño de sistemas de agua potable (2004)

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