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VertientesGalerías de Infiltración
Aroca Alexander
Barrionuevo Alexis
Bermeo Nathaly
Pozo Alexander
Tuza Jose
Vargas David
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
1. Vertientes
Introducción:
El Ecuador es riquísimo en aguas minerales y termales; sólo en Pichincha hay 30 vertientes de agua mineral, en Cotopaxi 14 y en Tungurahua 3. En el siguiente cuadro se ve la cantidad de vertientes de agua termal en le país:
¿Que es? Definición:
Es un espacio inclinado o lugar por donde corre el agua.
Se encuentran entre puntos altos (como cimas, picos o crestas) y bajos.
¿Que es? Definición:
La vertiente puede tener distintos perfiles, de acuerdo a la acción de la erosión y a las características rocosas del terreno. La altura, el desnivel, la superficie, la vegetación y la exposición al sol varían de acuerdo a cada vertiente.
Por su ubicación geográfica entre montañas, los valles suelen contar con vertientes. Es habitual que ríos y arroyos fluyan por las vertientes y permitan que las poblaciones de la zona aprovechen el agua.
En las vertientes es muy común que sucedan dos procesos:
Procesos de arroyada difusa
Procesos gravitacionales
¿Cómo se forma?
La formación de las vertientes se da una escorrentía de agua por grietas entre montañas, cuevas e inclinaciones naturales de terreno con grandes pendientes, donde se producen los procesos ya mencionados:
Procesos de arroyada difusa:
El agua, tanto sea agua de lluvia como agua de fusión de nieve, circula por las vertientes, ejerciendo una fuerza de arrastre sobre la superficie del suelo, arrancando partículas de materia mineral de distintos tamaños. La erosión que produce depende de:
La litología
La vegetación
La pendiente
El tipo de precipitación, de si es agua de deshielo.
¿Cómo se forma?
Procesos gravitacionales:
Están regulados por la gravedad, además de la fuerza de rozamiento y cohesión del material, que se oponen al movimiento. Los procesos gravitacionales se desencadenan por distintos factores: variaciones morfológicas en las pendientes, modificación en el volumen de material (aumento o disminución), sacudidas sísmicas, vibraciones antrópicas, cambios climáticos, acción mecánica de las plantas y meteorización.
Características
Físicas
Suele presentar diferentes formas y es dependiendo de la acción de erosión y a las características del terreno que lo contenga. Estas características pueden ser la altura, la vegetación y varían al declive.
Su escasa longitud es consecuencia de la cercanía y el paralelismo del relieve montañoso a la costa.
Bajan directamente en sentido transversal a las cadenas y a la costa.
El descenso en pocos kilómetros les obliga a salvar escalones rocosos (rápidos, cascadas) y a tener pendientes pronunciadas.
Características
Químicas
La calidad de toda agua superficial varían dependiendo los estratos que cruza o disuelve.
Características
Biológicas
El agua desempeña un significativo papel en el desarrollo de las vertientes de la mayor parte de las regiones climáticas, incluidas las áridas. Estas surcan la superficie de las laderas en la forma de arroyadas en manto y de escorrentías, o por debajo de la superficie como aguas subterráneas.
Las vertientes presenta una diversa fauna y la flora es de una abundancia extraordinaria
Se ubica entre las zonas de vida de páramo, bosque, en las montañas de los Andes occidentales.
En la parte alta se observa que la vegetación es de bosques primarios y/o paramos, y en la parte media y baja se localizan los asentamientos humanos.
La vegetación es verde a orillas del río contrasta con los áridos terrenos de las laderas erosionadas.
Galerías de infiltración
Galerías de infiltración
¿Que es? Definición:
Una galería de infiltración es una forma de captar el agua subterránea que se encuentra muy próxima a la superficie (sub-superficial) y cuyos afloramientos se presentan dispersos.
¿Que es? Definición:
¿Que es? Definición:
La galería filtrante es un conducto casi horizontal permeable (semejante a un dren subterráneo), cerrado, enterrado, rodeado de un estrato filtrante, y adyacente a una fuente de recarga superficial que permite interceptar el flujo natural del agua subsuperficial. La galería filtrante termina en una cámara de captación donde el agua acumulada puede ser bombeada o derivada directamente por gravedad.
La galería filtrante se puede ubicar en dirección perpendicular al flujo de las aguas subterráneas, pero en caso de que exista una recarga constante de una fuente superficial, podrá optarse por una dirección paralela al mismo.
¿Que es? Definición:
El uso de estas obras de captación de agua, se limita a casos en que el agua subterránea se encuentre a una profundidad de 5 a 8 metros por debajo del suelo.
Son recomendadas cuando se va a captar el agua subterránea de acuíferos de poca profundidad con un pequeño espesor saturado y además en zonas costeras en donde el agua dulce se encuentra por encima del agua salada.
Objetivos:
Captar agua subálvea de los lechos de los cauces permanentes e intermitentes.
Captar agua subsuperficial de las laderas.
Extracción de los cauces de agua libres de sedimentos.
¿Cómo se forma?
Las galerías de infiltración se las construye. Consisten en un tubo perforado, rodeado de una capa de grava o piedra triturada graduada instalada en el acuífero superficial, o en el caso de captación indirecta de aguas superficiales, en el estrato permeable que se comunica con dichas aguas.
¿Cómo se forma?
En los extremos aguas arriba de la galería y a una longitud aproximada de 50 metros, normalmente se coloca un pozo de visita.
En el extremo aguas abajo se construye un tanque o pozo recolector, de donde se conducen las aguas por gravedad o por bombeo hacia el sistema de distribución. El tubo de recolección usualmente es de concreto. Su diámetro es función del gasto, siendo el más recomendable del orden de 200 ó 250 mm.
¿Cómo se forma?
Información necesaria para su construcción:
Plano topográfico de la zona y perfiles transversales.
Plano geológico y perfil estratigráfico.
Mapa de niveles de las aguas subterráneas y su variación en el año hidrológico.
Parámetros hidrogeológicos determinados por ensayos de bombeo.
Análisis físico-químico y bacteriológico del agua.
Características
Características
Parámetros Hidráulicos y físicos
Conductividad hidráulica o permeabilidad: kf (m/s). Es la facilidad con la que un material permite el paso del agua a través de él, y está representado por el volumen de agua que escurre a través de un área unitaria de un acuífero bajo un gradiente unitario y por unidad de tiempo. También se le conoce como coeficiente de permeabilidad.
Profundidad del acuífero: H (m).
TransmisividadT=kf*H (m2/s). Caudal a través de una sección de acuífero de anchura unida bajo un gradiente hidráulico unitario.
Pendiente dinámica del acuífero: i (m/m).
Características
Parámetros Hidráulicos y físicos
Porosidad efectiva: S (adimensional). Permeabilidad de un medio poroso a un
fluido que ocupa solo una parte del espacio poroso, estando el resto ocupado por otros fluidos. Es una función de la saturación.
Distancia entre la galería y el pozo de observación: L (m).
Distancia entre la galería y el punto de recarga: D (m).
Tiempo de extracción del agua de la galería: t (s).
Mínimo tirante de agua encima del lecho del curso o cuerpo de agua superficial: a (m).
Caudales de diseño.
Características
Características
Características
Características
Características
Características
Características
Forro filtrante
Este elemento es de suma importancia en el buen funcionamiento de las galerías de filtración. Su función principal es impedir que el material fino del acuífero llegue al interior del conducto sin que sea afectada la velocidad de filtración, debiendo el forro filtrante ser mucho más permeable que el acuífero.
El forro filtrante se asemeja a la capa soporte de los filtros de arena, y pueden aplicarse las recomendaciones que para el efecto existen y que se sintetizan en siguiente cuadro:
Características
Características
Sello impermeable (Tratamiento básico de aguas)
En las galerías ubicadas en las márgenes de los ríos o lagos y en los acuíferos con escurrimiento propio, es recomendable sellar la parte superior del relleno de la galería. El sello se ejecuta con material impermeable para evitar que el agua estancada se filtre hacia la galería y pueda contaminar el agua captada. Adicionalmente, la función del sello impermeable es aumentar la longitud del recorrido del agua superficial a través de la masa de suelos, y así mejorar su calidad física y bacteriológica.
Características
Características
Químicas
La composición química se determina a partir del muestreo del agua.
Sus características varían de acuerdo a los estratos que limitan y por los que pasa el agua contenida por estos acuíferos cuyas aguas serán extraídas.
Tipos de tratamiento de aguas
subterráneas
Tipos de tratamiento de aguas subterráneas
Purificación del agua de vertiente por el método de ósmosis inversa
En la purificación de agua por osmosis inversa, toda el agua tratada es pasada por la membrana semipermeable, la misma que funciona como una pared de separación selectiva. Ciertas sustancias pueden atravesar la membrana, mientras que otras quedan atrapadas en ella.
Las membranas filtrantes son la clave y responsables de separar las sales del agua.
Tipos de tratamiento de aguas subterráneas
Las limitaciones básicas en la osmosis inversa al usar membranas semipermeables son:
El pH del agua de suministro debe estar siempre del lado acido para evitar la hidrolisis de la membrana y alargar la vida útil de la misma.
La temperatura de proceso no debe exceder los 75-80°F si se espera una vida larga de la membrana.
La vida de la membrana es de uno a tres años dependiendo del pH y la presión.
PH: es la medida de la concentración de hidrogeniones del agua o de la solución, estando controlado por las reacciones químicas y por el equilibrio entre los iones presentes. En agua subterránea varía entre 6,5 y 8,5.
Tipos de tratamiento de aguas subterráneas
Separación electrocinética
La separación electrocinética está basada en un fenómeno producido al aplicar un campo eléctrico al suelo, que provoca la migración de los contaminantes iónicos hacia los electrodos. Es un método desarrollado para eliminar metales pesados y otros contaminantes iónicos del suelo y de las aguas subterráneas.
El núcleo de la instalación está compuesto por los electrodos y su recipiente protector, que se pueden instalar a cualquier profundidad.
Los recipientes protectores de los electrodos están llenos con disoluciones químicas y conectados a dos sistemas separados de circulación (uno del cátodo y otro del ánodo). En estas disoluciones se incorporan los contaminantes, que luego son eliminados en una instalación de depuración.
Tipos de tratamiento de aguas subterráneas
Otra posible aplicación es el uso para creación de barreras electrocinéticas, que pueden ser instaladas alrededor de vertederos o espacios industriales, donde se ha descubierto que existe contaminación, o donde la contaminación podría extenderse y afectar a otras zonas.
Tipos de tratamiento de aguas subterráneas
Muros de tratamiento
Llamados también muros de tratamiento pasivo o barreras permeables, son estructuras subterráneas para tratar agua subterránea contaminada.
Para construir muros de tratamiento se hace una zanja gigante a través de un curso de agua subterránea contaminada y se rellena con un material seleccionado minuciosamente por su capacidad para eliminar determinados tipos de contaminantes (relleno reactivo).
Tipos de tratamiento de aguas subterráneas
Cuando el agua subterránea contaminada pasa por el muro de tratamiento, los contaminantes quedan atrapados en el muro o salen transformados en sustancias inocuas
Tipos de tratamiento de aguas subterráneas
Barreras de precipitación
Contienen rellenos que reaccionan con contaminantes del agua subterránea que pasan por el muro. La reacción produce un cambio en los contaminantes disueltos en el agua subterránea: salen del estado de disolución y se precipitan. Estos productos "insolubles" quedan atrapados en la barrera, y el agua subterránea sale limpia del otro lado.
Tipos de tratamiento de aguas subterráneas
Barreras de degradación
Causan reacciones que descomponen o "degradan" los contaminantes del agua subterránea, convirtiéndolos en productos inocuos.
Por ejemplo, el relleno de gránulos de hierro degrada ciertos compuestos orgánicos volátiles. Los muros también pueden rellenarse con una mezcla de nutrientes y fuentes de oxígeno que estimulan la actividad de los microorganismos del agua subterránea, que se encargan de la biodegradación de los contaminantes.
Gracias por su atención