Agua Potable

Introducción

Siendo constante la necesidad del agua para todos los seres vivos, el hombre ha buscado el modo de aprovecharla en beneficio propio y de todos los elementos que la requieren.

En este tema se considera que se van a utilizar aguas superficiales, que se reúnen en la superficie de la tierra después de las precipitaciones pluviales o que emanan de los manantiales de un modo natural. Esta agua escurre por arroyos y ríos, siguiendo la pendiente natural descendente de los terrenos. Si el escurrimiento es abundante y más o menos permanente o se conserva con gasto suficiente para las necesidades por satisfacer, es posible utilizarlo con solo interponer un obstáculo en el río que permita sobre-elevar el nivel de la superficie del agua para poder extraerla por uno o por ambos lados o márgenes del cauce. Este sistema se llama derivación.

Presas derivadoras

Es conveniente apuntar que una presa derivadora, puede ser una obra de “cabeza” de un aprovechamiento o “auxiliar” de un sistema.

a) Será de “cabeza”, si se utiliza como obra de captación y distribución del agua para su aprovechamiento.

b) Auxiliar, puede ser en dos formas:

b.1). Captando las aguas de una corriente y alimentando total o parcialmente un almacenamiento construido en algún río próximo o en un vaso lateral.

b.2). Recibiendo las aguas de una presa de almacenamiento construida sobre el mismo río y aguas arriba de la derivadora, para distribuirlas o conducirlas al lugar de su utilización.

La derivación debe satisfacer determinados requisitos indispensables, como son:

Se debe dominar por gravedad el “sitio” de utilización de las aguas, la presa debe estar localizadas aguas arriba de ese “sitio” y tener una elevación adecuada para el fin perseguido.

Que esté lo más próximo posible al “sitio”. La presa será más alta a medida que el lecho vaya teniendo menor altura, por lo que será necesario estimar qué es más adecuado: canal de conducción corto y cortina muy alta o canal de conducción más largo y cortina de menos altura.

Que la boquilla para la construcción de la presa tenga topografía adecuada para situar la obra y que geológicamente sea favorable para ello.

Presas derivadoras

Este tipo de presas se puede decir que no almacenan el agua, por lo que el potencial de la corriente deberá de ser suficiente para satisfacer el gasto máximo demandado que se pretende abastecer. La estructura está compuesta de una cortina, obra de toma y estructura de limpieza, las cuales deberán de diseñarse de acuerdo al gasto de proyecto a derivar, el gasto máximo que pasará por la cortina (en su totalidad o en parte de ella), la cantidad de sedimentos que transporta el cauce, topografía del sitio seleccionado para la construcción de la presa derivadora, características del terreno donde se desplantará la cortina, terreno a inundar, materiales de la región que se puedan utilizar para la construcción de la cortina y las indemnizaciones por daños al construir la presa. Para tener la seguridad de que el diseño de la presa derivadora se encuentra en el sitio adecuado se deberán de realizar una serie de alternativas de sitios probables y por medio de un análisis técnico-económico se deberá de seleccionar la mejor alternativa, es decir aquella que represente el mayor beneficio con el menor costo y que sus características técnicas sean de las mejores.

En el diseño hidráulico se deberán contemplar los siguientes aspectos:

La elevación de la cresta vertedora depende de la carga hidráulica que se requiera para operar la obra de toma y de la elevación del conducto al inicio de la conducción.

El gasto del vertedor es el correspondiente a la avenida máxima de proyecto, de acuerdo con el estudio hidrológico. La obra de toma se ubicará en el tanque desarenador o estructura de limpieza, permitiendo el paso del agua captada a una caja con sección mínima de 0.7x0.7 m, la cual conectará con la conducción y deberá de contemplar una o varias compuertas de seccionamiento. El orificio de conexión entre el tanque desarenador y la caja de la obra de toma se deberá de diseñar hidráulicamente utilizando la fórmula para orificios trabajando en forma ahogada, considerando tirantes pequeños para tener velocidades bajas y que no entren sedimentos a la caja y además permitir que la obra de toma quede lo más alta posible para evitar el bombeo del agua captada.

El tanque desarenador está formado por dos paredes verticales y paralelas, una que divide la cortina del desarenador y la otra en la ladera, donde se localiza la toma y la línea de conducción, al final del tanque se deberá de instalar una compuerta, generalmente radial para su fácil operación y lo más próximo que se pueda a la obra de toma , ya que se deberá de producir un flujo rápido que pueda transportar el material sedimentado, es decir se debe de procurar que la velocidad de salida del desarenador se encuentre entre 2.5 y 4.0 m/s, aunque en presas pequeñas se puede aceptar 1.5 m/s.

Obra de toma y canal desarenador

El agua en los orificios debe alcanzar una velocidad poco mayor a la del desarenador y casi igual que la del canal de conducción, con el objeto de no levantar los azolves ya depositados, pero evitando que haya azolvamiento en los orificios se considera adecuada una velocidad comprendida entre 0.70 y 0.90 m/s, con la finalidad de que no se propicie que los sedimentos del desarenador, se levanten y entren al canal de conducción, además de que una velocidad alta corresponde a compuertas reducidas, que origina que se requiera de una mayor carga hidráulica para que pase el gasto a derivar y se traduce en que la altura del vertedor o dique sea más alto y más cara la presa. La carga con que trabajan los orificios, es el desnivel entre la elevación del agua en el canal para el gasto requerido, y la elevación del agua en el desarenador. La elevación de la cresta del vertedor, será igual a la del agua en el desarenador, para obligar que entre el gasto a derivar a la obra de toma. El muro lateral del desarenador que da al río, se pone a más de 0.50 m arriba de la cresta del vertedor, en cambio en el sitio del cimacio de la presa, los dos muros son tan altos como se requiere para que su corona domine la elevación de las aguas máximas en 0.50 m o más. En ellos se sitúan los mecanismos elevadores de la toma y los malacates que accionan la compuerta radial del desarenador

Figura 4.20 Vista lateral del canal desarenador con la compuerta deslizante de la obra de toma y la compuerta radial

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