sistemas de agua y alcantarillado dentro de la problemÁtica de las comunidades
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FACULTAD DE INGENIERÍAS
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE
INGENIERÍA CIVIL
MONOG RAFÍA
“SISTEMAS DE AGUA Y ALCANTARILLADO DENTRO DE LA PROBLEMÁTICA DE LAS COMUNIDADES”
Autor(es):
Carrasco Tineo, Leoncio Galvani
Zeña Tineo, Eladio
Cumpa Macalopú, Jesús
Asesor:
Fernández Terán, Jorge Luis
Chiclayo - Perú
(2014)
2
RESUMEN
Poder optimizar los sistemas básicos de agua, alcantarillado incluyendo el saneamiento, hoy en
día, requiere de laboriosos análisis, estudios y expensas elevadas de ello en la práctica y desarrollo. Lo
cual es muy necesario, importante y positivo, ya que de éstos dependen aproximadamente un 94% de
las grandes y densas ciudades, y un 66% en el caso de zonas rurales en lo que concierne al
abastecimiento del agua, alcantarillado, desfogues de desagües. Es por ello que urge cambios y
mejorar estos sistemas para lograr resultados eficientes. Es imprescindible también elaborar sistemas y
construcciones de plantas para el tratamiento del agua que se destina para el uso po table, y
elaboraciones plantas para el tratamiento de aguas residuales, para preservar el medio ambiente y
destinar éstas aguas tratadas para algún uso benéfico elaborando proyectos. Esta clase de enfoques
pueden mejorar aún más la calidad de vida de los pobladores de un determinado lugar.
Palabras claves:
Agua, Alcantarillado, desagües,
3
ABSTRACT
To optimize the basic systems of water, including sewage sanitation, today, requires
laborious analysis, studies and high expense of this in practice and development. Which is very
necessary, important and positive, since they depend approximately 94% of large and dense cities,
and 66% for rural areas with regard to water supply, sewerage, drainage vents . That is why it is
urgent changes and improve these systems to achieve efficient outcomes. It must also develop
systems and construction of plants for the treatment of water intended for potable use, and
composite plants for sewage treatment to preserve the environment and allocate these waters
treated to a beneficial use projects developed. This kind of approach can further improve the quality
of life of the inhabitants of a particular place.
4
ÍNDICE
RESUMEN ........................................................................................................................................ 2
Palabras claves: ................................................................................................................................ 2
ABSTRACT ........................................................................................................................................ 3
ÍNDICE ..................................................................................................Error! Bookmark not defined.
INTRODUCCION................................................................................................................................ 6
CAPÍTULO I....................................................................................................................................... 7
IDENTIFICAR LOS SISTEMAS DE AGUA Y ALCANTARILLADO.................................................................. 7
1.1. ALCANTARILLADO Y ORÍGENES DE AGUAS RESIDUALES ............................................................. 7
1.1.1. ORIGENES DE LAS AGUAS RESIDUALES .............................................................................. 7
1.1.1.1. Origen doméstico ......................................................................................................... 7
1.1.1.2 Origen Industrial: ........................................................................................................... 7
1.1.1.3. Origen por Lluvias o aguas Lluvias .................................................................................. 7
1.2 CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE ALCANTARILLADOS .......................................................... 7
1.2.1. Alcantarillado Sanitario. ................................................................................................... 8
1.2.2. Alcantarillado Pluvial. ....................................................................................................... 8
1.2.3. Alcantarillado Combinado: ............................................................................................... 8
1.3 CARACTERÍSTICAS DE UN SISTEMA DE ALCANTARILLADO .......................................................... 9
1.3.1 Disposición de la red del alcantarillado..............................................................................10
1.3.1.1. Sistema perpendicular sin interceptor ..........................................................................10
1.3.1.2. Sistema perpendicular con interceptor ..........................................................................11
1.3.1.3. Sistema perpendicular con interceptor y aliviadero .......................................................11
1.3.1.4. Sistema en abanico ......................................................................................................12
1.3.1.5. Sistema en bayoneta ....................................................................................................12
1.3.1.6. Sistema de alcantarillado por vacío ...............................................................................13
CAPÍTULO II.....................................................................................................................................15
RECONOCER TIPOS DE MATERIALES EMPLEADOS EN LOS SISTEMAS DE AGUA Y ALCANTARILLADO. .....15
2 .1 ANÁLISIS DE LOS DIFERENTES TIPOS DE MATERIALES A USAR:..................................................15
2.1.1. Para Tubería Metálica: ....................................................................................................15
2.1.1.1. Acero:.........................................................................................................................15
2.1.1.2. Concreto Armado: ........................................................................................................15
2.1.2 Para Tubería no Metálica:.................................................................................................16
2.1.2.1. Cerámica .....................................................................................................................16
2.1.2.2. Hormigón simple..........................................................................................................16
5
2.1.2.3. Fabricación de Tuberías de Hormigón............................................................................16
2.1.2.4. Fabricación por Giro-Compresión ..................................................................................16
2.1.2.5. Fabricación por Centrifugación .....................................................................................17
2.2 UTILIDADES Y USO .................................................................................................................17
2.2.1. Juntas en Tuberías de Hormigón ......................................................................................17
2.2.2. Tubos de Hormigón Armado o Reforzado .........................................................................17
2.2.3. Tuberías Fibrocemento ...................................................................................................17
2.2.5 Características de los Tubos de PVC ..................................................................................18
2.2.6. Juntas en Tubería de PVC ................................................................................................18
2.2.7. Las Ventajas DE Estos Tipos DE Materiales.......................................................................18
2.3. RECOMENDACIONES PARA UN USO EFICIENTE........................................................................19
CAPÍTULO III ....................................................................................................................................19
ESTUDIOS ACERCA DE LOS SISTEMAS AGUA Y ALCANTARILLADO........................................................19
3.1 AGUA COMO RECURSO NATURAL. ..........................................................................................20
3.2. AFECCIONES DEL AGUA: FENÓMENOS NATURALES Y ACTIVIDAD HUMANA .............................21
3.2.1. Fenómenos Naturales y su Reacción. ...............................................................................21
3.2.2. Actividad Humana...........................................................................................................21
3.3. SISTEMAS DE AGUA Y ALCANTARILLADO.................................................................................22
3.3.1. 1. Sistemas De Captación Del Agua ..................................................................................22
3.3.1.2. Sistemas O Redes De Distribución .................................................................................23
3.3.2. Sistemas De Alcantarillado: .............................................................................................23
3.3.2.1 Los Sistemas Convencionales De Alcantarillado Se Clasifican En .......................................24
3.3.2.2. Alcantarillado combinado: ............................................................................................24
3.3.2.3. Los sistemas de alcantarillado no convencionales se clasifican según el tipo de tecnología
aplicada y en general se limita a la evacuación de las aguas residuales……………………………………….23
CONCLUSIONES ...............................................................................................................................25
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .........................................................................................................26
INTRODUCCION
Hoy en día para poder comprender como es que funcionan la gran mayoría de sistemas de
saneamiento o alguna infraestructura que se comprenda de esta en el campo laboral, requiere de
muchos estudios y pruebas de campo para su análisis y ejecución en bien de la población o
comunidad, como analizar los sistemas de agua y alcantarillado dentro de la problemática de las
comunidades. A continuación describiremos algunas de ellas.
I. Identificar los sistemas de alcantarillado.
1.1 Alcantarillado y orígenes de aguas residuales.
1.2 Clasificación de los sistemas de alcantarillados
1.3 Características de un sistema de alcantarillado.
II. Reconocer tipos de materiales empleados en los sistemas de agua y alcantarillado.
2.1 Análisis y antecedentes de los diferentes tipos de materiales a usar.
2.2 Utilidades y uso
2.3 Recomendaciones para un uso eficiente.
III. Estudios acerca de los sistemas agua y alcantarillado.
3.1 Agua como recurso natural
3.2 Afecciones del agua: Fenómenos naturales y actividad humana
3.3 Sistemas de agua y alcantarillado
7
CAPÍTULO I
IDENTIFICAR LOS SISTEMAS DE AGUA Y ALCANTARILLADO
1.1 ALCANTARILLADO Y ORÍGENES DE AGUAS RESIDUALES
Según (LÓPEZ CUALLA, 2000), indica que: “El sistema de alcantarillado consiste en una serie de
tuberías y obras complementarias, necesarias para recibir y evacuar las aguas residuales de la
población y la escorrentía superficial producida por la lluvia.” (pág. 265)
El uso de estas redes de recolección de aguas residuales es importantísimo porque si no fuese
utilizado (o utilizado incorrectamente) podría poner en riesgo a la comunidad con enfermedades
epidemiológicas y, además causarían varias pérdidas materiales.
1.1.1. ORIGENES DE LAS AGUAS RESIDUALES
1.1.1.1. Origen doméstico:
Provienen de las casas (de los inodoros, lavaderos, cocinas, y cualquier otro elemento del
que emerja de aguas residuales). La mayoría de estas aguas están compuestas por sólidos
suspendidos (mayormente materia orgánica biodegradable), sólidos sedimentables
(materia Inorgánica), Nutrientes y organismos patógenos.
1.1.1.2 Origen Industrial:
Provienen de los desechos de procesos industriales o manufactureros. Estas aguas,
pueden contener los mismos componentes de las aguas domésticas pero incluyendo
elementos tóxicos (plomo, mercurio, níquel, etc.) que obligatoriamente deben de ser
removidos, en vez de ser revertidos al sistema de alcantarillado.
1.1.1.3. Origen por Lluvias o aguas Lluvias:
Provienen de precipitación pluvial, y por consecuencia de su caída en autos, techos,
terrazas postes, calles, etc. Logran contener una gran cantidad de sólidos suspendidos.
También pueden contener metales pesados y elementos químicos.
1.2 CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE ALCANTARILLADOS
Los sistemas de alcantarillados se clasifican de acuerdo al tipo de agua que se traslade por
estas tuberías, en otras palabras, es necesario un estudio total de los tipos de agua que desecha
una sociedad para estructurar un sistema de alcantarillado adecuado.
8
1.2.1. Alcantarillado Sanitario: Es el sistema diseñado únicamente para trasportar aguas
residuales domésticas o caseras y aguas residuales Industriales. (Cabe recalcar que el desarrollo y
materiales de una obra de esta naturaleza pueden variar, debido a que las industrias a veces
desechan residuos tóxicos y en ese caso se debería utilizar materiales especiales y adecuados).
1.2.2. Alcantarillado Pluvial: Este sistema está diseñado para trasportar agua de lluvia por
drenajes que concluyen en los posos cercanos. La lluvia ácida requiere un estudio más compacto y
directo, ya que una tubería simple no resistiría la cantidad de químicos que traen este tipo de
lluvias.
Fig. 1 Alcantarillado Pluvial 1
1.2.3. Alcantarillado Combinado: Es un sistema más complejo, adecuado para los dos
tipos de casos antes mencionados, pero con la diferencia que es un poco costoso y algo tardo en
realizarse.
Fig. 2 Alcantarillado Combinado2
1 Ver MENDEZ, Alcantarillado Pluvial, de es.slideshare.net/carlos1237/alcantarillado-pluvial 2 Ibídem … de es.slideshare.net/carlos1237/alcantarillado-pluvial
9
El tipo de alcantarillado que se ha de usar depende de las características de tamaño, topografía y
condiciones económicas del proyecto. Por ejemplo, en algunas localidades pequeñas, con
determinadas condiciones topográficas, se podría pensar en un sistema de alcantarillado sanitario
inicial, dejando las aguas lluvias correr por las calzadas de las calles. La anterior condición permite
aplazar la construcción del sistema de alcantarillado pluvial hasta que el problema de las aguas
lluvias sea de gran consideración.
El unir las aguas residuales con las aguas lluvias, es decir un alcantarillado combinado, es una
solución económica inicial desde el punto de vista de la recolección, pero no lo será tanto cuando
se piense en la solución global de saneamiento que incluye la planta de tratamiento de aguas
residuales, ya que este caudal combinado es muy variable en cantidad y calidad, lo cual genera
perjuicios en los procesos de tratamiento. Se debe procurar entonces, hasta donde sea posible,
una solución separada al problema de la conducción de aguas residuales y aguas lluvias.
1.3 CARACTERÍSTICAS DE UN SISTEMA DE ALCANTARILLADO
Capacidad Suficiente: La red de alcantarillado debe de proyectarse con suficiencia
para conducir con seguridad el volumen máximo de aguas por eliminar, a fin que el
alejamiento sea rápido y no se provoquen estancamientos y por ende depósitos
indeseables y daños.
Resistencia Adecuada: Los conductos deben resistir los esfuerzos a que están sujetos
tanto interior como exteriormente, preocupando que los materiales utilizados en su
construcción sean lo suficientemente impermeables para evitar fugas perjudiciales
de aguas negras; además, deben resistir lo mejor posible a los gases corrosivos por
los gases emanados por las aguas negras.
Profundidad Apropiada: La profundidad de los conductos de la red, debe ser
suficientes para evitar rupturas ocasionadas por el efecto de cargas vivas, además de
asegurar la correcta conexión de las descargas domiciliarias y garantizar un buen
funcionamiento hidráulico.
Facilidad para la limpieza e inspección: Es imposible que una red de alcantarillado se
conserve limpia por sí sola, ya que las materias en suspensión tienden a
sedimentarse y adherirse a las paredes de los conductos, aun cuando la velocidad del
agua sea superior a los límites mínimos. Por lo tanto, es necesario inspeccionarla y
10
desazolvarla periódicamente para conservar sus conductos en las mejores
condiciones de funcionamiento hidráulico.
Los conductos deben estar fabricados con el material más apropiado y compatible
con las condiciones económicas de la localidad, además de ser impermeables para
evitar contaminaciones por filtraciones o fugas.
Adecuada ventilación para evitar acumulación de gases corrosivos o gases explosivos.
Los pozos de visita de la red sirven para este propósito, por lo tanto, su localización y
número deben decidirse con acierto para que el escape de los gases sea el más
apropiado.
1.3.1 Disposición de la red del alcantarillado
1.3.1.1. Sistema perpendicular sin interceptor
El sistema perpendicular sin interceptor es un sistema adecuado para un alcantarillado
pluvial, ya que sus aguas pueden ser vertidas a una corriente superficial en cercanías de la
población sin que haya riesgos para la salud humana ni deterioro de la calidad del cuerpo
receptor.
Fig. 3 Sistema Perpendicular sin receptor 3
3 Ver LÓPEZ CUALLA, Diseño de acueductos y alcantarillados, pág. 267
11
1.3.1.2. Sistema perpendicular con interceptor
El sistema de alcantarillado perpendicular con interceptor es utilizado para alcantarillado
sanitario. El interceptor recoge el caudal de aguas residuales de la red y lo trasporta a una planta
de tratamiento de aguas residuales o vierte el caudal de la corriente superficial aguas debajo de la
población para evitar riesgos contra la salud humana.
Fig. 4 Sistema Perpendicular con interceptor4
1.3.1.3. Sistema perpendicular con interceptor y aliviadero
Este sistema de alcantarillado perpendicular con interceptor y aliviadero, indicado en la
figura 5, es adecuado para alcantarillados combinados, ya que el aliviadero permitirá reducir la
carga hidráulica pico, producida en el caso de una precipitación, que llegaría a la planta de
tratamiento de aguas residuales. El caudal excedente de la precipitación es vertidos por medio del
aliviadero a la corriente superficial en cercanía de la población sin riesgo para la salud humana,
debido a la dilución del caudal de aguas residuales (el caudal de aguas residuales en un
alcantarillado combinado es del orden del 3% del caudal total)
4 Ver LÓPEZ CUALLA, Diseño de acueductos y alcantarillados, pág. 268
12
Fig. 5 Sistema perpendicular con interceptor y aliviadero 5
1.3.1.4. Sistema en abanico
Dadas unas condiciones topográficas especiales, puede adoptarse el esquema en abanico
con interceptor, sin interceptor o con aliviadero, según el tipo de alcantarillado.
Fig. 5 Sistema de abanico6
1.3.1.5. Sistema en bayoneta
El sistema de alcantarillado en bayoneta es apropiado para alcantarillados sanitarios
donde existan terrenos muy planos y velocidades muy bajas.
5 Ibídem … pág. 269 6 Ver Diseño de Acueductos y Alcantarillados (LÓPEZ CUALLA, 2000 pág. 269)
13
Fig. 7 Sistema de Bayoneta7
1.3.1.6. Sistema de alcantarillado por vacío
SEGÚN EL MINISTERIO DE VIVIENDA:
“Los sistemas de alcantarillado por vacío de aguas residuales tienen como principio de
funcionamiento la diferencia de presión entre la atmosférica y la presión negativa en la red
colectora, y se utilizarán en situaciones adversas, donde las características geomorfológicas o
geotécnicas del terreno impidan la construcción de sistemas de alcantarillado convencional (por
gravedad o por bombeo)” (Dirección Nacional de Saneamiento, 2009).
El sistema de alcantarillado por vacío se debe aplicar como última opción luego de haber evaluado
técnicamente que no es posible la construcción del sistema de alcantarillado convencional (por
gravedad o bombeo). Consecuentemente, luego de descartar técnicamente que no sea
posible aplicar un sistema de alcantarillado convencional (por gravedad o bombeo), el
sistema de alcantarillado por vacío se debe aplicar, cuando el proyecto se encuentre
ubicado en terrenos que presenten, cuando menos, alguna de las siguientes
características:
Terrenos cuyo nivel freático sea alto, es decir que el nivel del agua se encuentre a una
profundidad menor de 1.00 m, respecto del nivel del terreno.
Terrenos inundables, en los que la inundación se presenta con una duración mínima de
tres (3) meses durante el año. 7 Ver Diseño de acueductos y alcantarillados (LÓPEZ CUALLA, 2000 pág. 270)
14
Terrenos rocosos, establecido así luego de realizado el estudio de suelos, y que además
abarque un mínimo de 80% de la longitud total donde se instalarán las redes de
alcantarillado.
Terrenos con pendiente negativa, que no permitan la instalación del alcantarillado por
gravedad.
Fig. Diseño alcantarillado por vacío8
8 Ver Guía de diseño de alcantarillado por vacío (Dirección Nacional de Saneamiento, 2009 pág. 16)
15
CAPÍTULO II
RECONOCER TIPOS DE MATERIALES EMPLEADOS EN LOS SISTEMAS DE AGUA Y
ALCANTARILLADO.
2 .1 ANÁLISIS DE LOS DIFERENTES TIPOS DE MATERIALES A USAR:
Los diferentes tipos de materiales para los sistemas de agua y alcantarillado pueden ser
clasificados en metálicas y no metálicas tenemos:
2.1.1. PARA TUBERÍA METÁLICA:
Tubos de hierro fundido dúctil
Los tubos de hierro fundido son largamente utilizados para aguas residuales, no
solo en instalaciones domiciliarias sino también en tuberías de estaciones de
bombeo y colectores de alcantarillado.
Juntas en tuberías de hierro fundido dúctil
En tuberías de hierro fundido, se emplean diferentes tipos de juntas entre las que
se pueden citar:
- La junta mecánica, que realiza el cierre, por la compresión de la goma, que se
produce a través de la contra brida contra el enchufe del accesorio y la espiga.
- La junta push-on (Tyton), tiene montaje deslizante, lográndose la
estanqueidad por la presión del agua sobre anillo de goma que va montado
entre el tubo y el accesorio de unión.
2.1.1.1. ACERO:
Son piezas de acero laminado en perfiles tipo I ó H, o perfiles compuestos de los
anteriores, soldados (ejemplo doble II) o en perfiles de sección especial, lo que se
denominó Estaca-Plancha metálica (tablestaca) en este último caso pueden ser de
ensamble normalizado.
Las dimensiones son suministradas con dimensiones normalizadas, típicas para cada
fabricante (Metal flex, Armico, Bethlem Steel, etc.). Los más utilizados son los perfiles I
de 6”; 8” y el perfil H de 6” x 6”.
2.1.1.2. CONCRETO ARMADO:
Se utilizan en piezas prefabricadas de diversas secciones (ejemplo: rectangulares, con
ensamble hembra-macho) o piezas fabricadas en sitio.
16
2.1.2 Para Tubería no Metálica:
2.1.2.1. Cerámica
Son químicamente inertes, a través de los años la arcilla natural ha sido convenientemente
tratada para la fabricación, lográndose una calidad buena, no solo para resistir los ataques
químicos corrosivos de las aguas domésticas e industriales sino también para los aspectos
estructurales requeridos en su instalación, Poseen una buena resistencia a la abrasión.
Las principales características más importantes de los tubos cerámicos son:
• Resistencia al ataque de compuestos orgánicos como ser ácidos, sales y bases con
excepción del ácido fluorhídrico y sus compuestos.
• Resistencia a la agresión de compuestos orgánicos y agentes biológicos destructores.
• Bajo coeficiente de dilatación térmica (K=5.10-6 m/°C).
• Estanqueidad inferior a 0.03 en 15 minutos
• Estanqueidad inferior a 0.03 en 15 minutos
• Buena resistencia mecánica
2.1.2.2. Hormigón simple
Los tubos de hormigón, se fabrican en moldes metálicos, empleando hormigones ricos en
dosificación de cemento.
Existen variados métodos para la fabricación de estos tubos, siendo los más conocidos: vibro-
compresión, giro-compresión, centrifugación, pre-compresión y vibración simple,
Preferentemente se utilizan los dos primeros sistemas para la fabricación de tubos de
pequeño diámetro en cambio para tubos de hormigón armado, los tres últimos sistemas.
2.1.2.3. Fabricación de Tuberías de Hormigón
Fabricación Por Vibro-Compresión
La vibración se produce colocando y fijando los moldes, verticalmente sobre una mesa
vibradora, que determina su compactación, el grado de compactación de la mezcla es
bastante aceptable, sin embargo, el proceso de fabricación es lento.
2.1.2.4. Fabricación por giro-compresión
Sistema más utilizado para la fabricación de grandes cantidades de tubos de hormigón.
Proceso combinado de moldeado, compactado y aislado.
17
El grado de compactación del hormigón que se logra por este método es superior a la
obtenida por vibro compresión, sin embargo, debido a que en este sistema se emplea una
mezcla bastante seca, se debe cuidar la consistencia del cemento ya que es un componente
muy importante de la trabajabilidad.
2.1.2.5. Fabricación por Centrifugación
Este proceso de fabricación se realiza en moldes cilíndricos horizontales, montados sobre
mismo durante un periodo de tres a cinco minutos, a gran velocidad (1200 r.p.m. para los
pequeños diámetros.
2.2 UTILIDADES Y USO
2.2.1. JUNTAS EN TUBERÍAS DE HORMIGÓN
En la unión de tuberías de hormigón se distinguen dos tipos de acoplamiento que son los
más usados:
• Junta espiga – campana
• Junta machihembrada
2.2.2. Tubos de Hormigón Armado o Reforzado
Los tubos deben llevar armaduras de refuerzo solamente cuando se trata de grandes
diámetros. En los tubos de hormigón armado, la unión que generalmente se practica es
de tipo espiga campana, pudiendo ser la junta rígida o elástica.
2.2.3. Tuberías Fibrocemento
Son elaborados a partir de una mezcla íntima y homogénea de fibras y cemento portland
o portland Puzolánico, exenta de materia orgánica, con o sin adición de sílice y agua.
Se producen hasta de 90 cm, con juntas de espiga y campana.
Para las juntas se emplean anillos o piezas especiales de goma o en su caso, se coloca una
cuerda alquitranada en 1/3 de la junta, mastic plástico en el otro tercio y en el tercio final
se coloca un mortero de cemento en proporción 1 de cemento por 2 de arena.
2.2.4. Poli cloruro de vinilo (PVC)
18
Gran aceptación para redes de alcantarillado, solamente en diámetros pequeños de 6” y
8” ya que para diámetros mayores el costo es muy alto, produciéndose por lo tanto,
deferencias económicas muy significativas.
El PVC puro se suministra a las industrias transformadoras en forma de un polvo blanco.
2.2.5 CARACTERÍSTICAS DE LOS TUBOS DE PVC
Son ligeras
Inertes a las aguas agresivas y a la corrosión de las tierras
No existe peligro de obstrucción en los tubos como resultado de la formación de residuos
y óxidos. En consecuencia, podemos decir que la sección útil de los tubos permanece
prácticamente invariable.
Superficie interior de los tubos puede considerarse como “hidráulicamente lisa”.
Los roedores y las termitas no atacan a los tubos de PVC rígido.
Excelente comportamiento a las sobrepresiones momentáneas, tales como el golpe de
ariete.
Mejor comportamiento que los tubos tradicionales bajo los efectos de la helada.
Inertes a los efectos de la corriente vagabundas y telúricas.
No favorecen el desarrollo de algas ni hongos según ensayos de larga duración (5 años)
2.2.6. Juntas en Tubería de PVC
Existen dos tipos de juntas:
Junta soldada.
Junta elástica.
2.2.7. LAS VENTAJAS DE ESTOS TIPOS DE MATERIALES:
La fabricación de tuberías de hormigón las principales ventajas son: Bajo coeficiente de rugosidad.
Pueden ser fabricados para una amplia gama de resistencias, variando únicamente el
espesor de las paredes.
Tienen la posibilidad de ser fabricados en el mismo lugar de las obras.
Las ventajas de un tipo de juntas en tuberías de hierro fundido dúctil es junta push-on frente a la
junta mecánica son:
No son necesarios otros elementos como bridas, contrabridas, o tornillos. Su montaje
es más sencillo que en otros casos, lo que ahorra mano de obra.
Permite que los movimientos del tubo sean absorbidos sin causar problemas
19
2.3. RECOMENDACIONES PARA UN USO EFICIENTE:
En colectores de alcantarillado, este tipo de tubería de hierro fundido dúctil se recomienda
emplear:
• Cuando la tubería sea instalada en un lugar de paso de vehículos y con un recubrimiento
mínimo (tapada).
• Cuando la tubería sea instalada a grandes profundidades por sobre los límites de
resistencia de otros materiales.
• Cuando existe la necesidad de pasar sobre varios puentes donde la vibración afectaría a
otro tipo de materiales.
• Cuando la pendiente del colector es superior a 15%.
El Acero también se utiliza en tablestacas de palanca, y tubos huecos en montaje telescópico, que
pueden ser trabados por rosca o presión de aceite.
El tipo de Juntas en Tubería de PVC es recomendada para absorber efectos de dilatación es
naturalmente la junta elástica. La unión puede hacerse igualmente por encolado, aunque este
sistema solo es conveniente para diámetros pequeños.
• Polietileno (PE)
• Termoplástica
• Polietileno de alta densidad
• Plástica termo-estable
• Fibra de vidrio (resina termo-estable reforzada) RTR
• Mortero plástico reforzado RPM
CAPÍTULO III
ESTUDIOS ACERCA DE LOS SISTEMAS AGUA Y ALCANTARILLADO.
20
3.1 AGUA COMO RECURSO NATURAL.
El estudio sobre este recurso desde cualquier punto de vista es muy complejo, amplio,
esto es, abarca desde lo más esencial que es saber cómo se originó, también un estudio
profundo sobre su composición en la tabla periódica, cuáles son sus propiedades y en qué forma
beneficia a los seres vivos (animales y plantas) , su uso también fuente de energía no
contaminante para centrales hidroeléctricas fluviales o mareomotrices en la formación del actual
perfil terrestre9. Pero dada su complejidad, solo se va a generalizar su estudio.
Para la vida en el mundo, no sería posible sin este recurso hídrico tan importan. Estudios
científicos revelan que la vida se originó a partir de ésta, que el primer ser viviente que existió fue
una bacteria llamada estromatolito (extremófilo)10 el cual tuvo que pasar varios millones de años
para pasar un proceso evolutivo lento y complejo, hasta lo que hoy en día conocemos los reinos
entre ellos el reino animal incluyendo al ser humano y el reino vegetal, se logró esto gracias a la
existencia del agua. Se estima que el agua constituye casi el 97% de tierra de la cual el 94%
pertenece a los mares y océanos y mares, pero no es apta para uso y consumo de la vida
terrestre, ya que su nivel de salinidad es elevado; y el otro 3% restante es de agua dulce
lógicamente apta para el consumo terrestre pero se encuentra distribuida el 2 partes; el primero
que es un 2% que se encuentra en pozos subterráneos y el 1% que se hallan repartidos en los
glaciares, lagos, ríos, quebradas, montañas, etc. La mitología alude con frecuencia a la
importancia del agua como factor esencial del desarrollo de la vida terrestre y en el proceso de la
evolución de la humanidad (Biblia, Popol Vuh, etc.) Los antiguos filósofos consideraban al agua
como un elemento básico que representaba todas las sustancias líquidas […]11. Los científicos no
descartaron la ésta idea hasta la última mitad del siglo XVIII, cuando en 1781 el británico Henry
Cavendish sintetizó el agua denotando que era una mezcla de hidrógeno y aire, sin embargo estos
ensayos no fueron interpretados claramente. Años más tarde el químico francés Antoine Laureen
de Lavoisier propuso que no era un elementos sino un compuesto conformado por hidrogeno y
oxígeno, hasta que en 1804 el químico francés Joseph Louis Gay-Lussac y el naturista alemán
Alexander Von Humboldt demostraron conjuntamente que el agua consistía en dos volúmenes
de hidrógeno y uno de oxígeno tal y como se expresa en la fórmula H20. El nombre químico del
agua es hidruro de oxigeno (H20) y proviene del latín AQUA, que es un compuesto;
aparentemente simple pero no existe ninguna nomenclatura que química que permita llamarlo de
9 Ver enciclopedia OCEANO, págs. 548-549 10 Fuente, National Geographic Channel 11 Enciclopedia (OCEANO págs. 548-549)
21
esa manera, y en rigor su se le debería llamar por su nombre químico. Este es un ejemplo del
estudio complejo y el tiempo que toma hacer un estudio casi completo del H2O12.
3.2. AFECCIONES DEL AGUA: FENÓMENOS NATURALES Y ACTIVIDAD HUMANA
3.2.1. FENÓMENOS NATURALES Y SU REACCIÓN.
Para que éste recurso hídrico llegue a los hogares, antes tiene que pasar un estudio
completo, como saber su lugar de procedencia, en qué estado se encuentra dicho
recurso, nivel de contaminación de ésta, y otra pasar una serie de evaluaciones para ser
consumida. Durante años los sucesos naturales o fenómenos originados por la naturaleza
y sus elementos han ido liberando agentes tóxicos y químicos provenientes de la misma
naturaleza, como la erupción de los volcanes, que al erosionar liberan lava volcánica y
también cenizas; por otro lado también están los sismos, terremotos que cuando están en
actividad, y si su magnitud es muy alta logran liberar elementos que están retenidos ya
sea en pequeñas o grandes cantidades, elementos como mercurio también plomo, los
elementos mencionados que al entrar en contacto en este caso con el agua duce que se
encuentra depositada en ríos, lagunas, manantiales, reservorios, entre otros; la
contaminan. Siendo ésta una de las razones por las cuales se necesita saber sobre el
estado en el que se encuentra el agua antes de poder consumirla.
3.2.2. ACTIVIDAD HUMANA
Asi como hay actividades naturales, también están las actividades humanas que día a día
deploran y destruyes el medio ambiente siendo ésta otra de las causas de contaminación
del agua dulce en el mundo, dichas actividades como pueden principalmente ser las
actividades industriales que para poder deshacerse de los residuos producidos, conectan
sus tuberías hacia los ríos o mares, entre estos residuos se encuentran reactivos tóxicos
como radio, uranio, mercurio, plomo, ozono, bromo, etc. convirtiendo las aguas claras en
aguas negras contaminadas, también las actividades mineras con los relaves y la cantidad
de elementos tóxicos que arrojan al agua y que con el paso del tiempo también dejan
estériles los suelos y también están las actividades domésticas producidas por las
personas aledañas a los ríos, lagunas, etc., que arrojan sus desperdicios al agua, tales
desperdicios pueden contener eses fecales, basura orgánica e inorgánica. Estos
acontecimientos suceden a diario, es por ello que también se requiere de varios estudios
de impacto ambiental. Son muchos los factores contaminantes, perjudiciales y nocivos
12 Ver el l ibro Aguas: Calidad y Contaminación de Nodarse, y otros, 2010
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ocasionados ya sea por actividad humana o actividades naturales13. Es por ello que los
especialistas como el Ing. Felipe Solsona, (CEPIS, Perú), organizaciones como la OMS,
ONU, y países como Reino Unido, Australia, están haciendo campañas sobre el cuidado y
el uso adecuado del agua y protección del medio ambiente, promoviendo la salud
Humana, con frases como “Aqua Is Life” (el agua es vida)14.
3.3. SISTEMAS DE AGUA Y ALCANTARILLADO
3.3.1. 1. SISTEMAS DE CAPTACIÓN DEL AGUA:15
Cuando el H2O está en su estado natural, se encuentra en un estado crudo y con
impurezas. Debido a su estado se puede decir que proviene de lagos, ríos, manantiales,
fuentes subterráneas, etc., en algunos casos se puede tener algunos químicos
provenientes de la misma naturaleza y su obtención para un uso industrial (destinado
para uso potable) debe pasar por un proceso largo el cual consta de varias etapas
comenzando por la captación de ésta materia como la filtración gruesa, sedimentación
mediante el proceso físico-químico de coagulación-flocución, filtración por arena. A
continuación se mencionaran algunas series de procesos:
FILTRACIÓN: Proceso encargado de la remoción de las partículas suspendías en el cuerpo
del agua, se aplica también a las que resultan del arrastre del material desprendi do por la
propia fuerza de la corriente, estos materiales suelen ser piedras, ramas, retos vegetales,
entre otras impurezas, etc., son llamados materiales flotantes y quedan suspendidos y al
pasar por un material poroso o una rejilla, reja o malla apropiada para la filtración gruesa.
REPOSO EN EL DESARENADO: los este paso el agua libre de los materiales flotantes más
gruesos, se deja reposar en tanque desarenadores en los cuales se asientan por
sedimentación natural las partículas tales como la arena fina y otras partículas pequeñas.
COAGULACIÓN O FLOCULACIÓN: Quedan en el agua partículas más pequeñas como
arcillas coloidales que no pueden separarse y para su eliminación se recurre al proceso
físico-químico como la coagulación y floculación la coagulación consiste en adicionar un
coagulante para facilitar la desestabilización de de las cargas eléctricas de las partículas
coloidales dispersas. Entre los coagulantes más utilizados en la potabilización de agua se
encuentra el sulfato de aluminio, cloruro o sulfato férrico, sales de minerales trivalentes
13 Revisar OCEANO págs. 552-553 14 Ver artículos en OPS/OMS 15 Especificaciones en libro Aguas: Calidad y Contaminación.
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que producen la aglomeración de los coloides con formación de agregados coloidales o
flóculos, la coagulación implica tres etapas. Adición de coagulante, desestabilización de la
partícula coloidal y formación flóculos, la adición de sales coagulantes como el sulfato de
aluminio, sulfato férrico o cloruro férrico producen cationes polimétricos tales como al
[13O4(OH)24]7+y [Fe3(OH)4]5+
cuyas cargas positivas neutralizan las cargas negativas de
los coloides permitiendo que las partículas se unan formando aglomerados pequeños
denominados flóculos.
FILTRACIÓN: Las partículas de mayor tamaño formadas mediante la coagulación-
floculación, se eliminan entonces del agua por una nueva etapa de decantación.
DESINFECCIÓN: Esta etapa es la final, en la cual el agua se somete a la desinfección para
la eliminación total de microorganismos y patógenos perjudiciales a la salud humana. El
agua desinfectada se filtra y debe quedar al menos con 0.2mg/L de cloro residual para
prevenirla de contaminación biológica en el trayecto que resta al sistema de distribución
desde la planta potabilizadora hasta el consumidor.
3.3.1.2. SISTEMAS O REDES DE DISTRIBUCIÓN:
Después de pasar todos estos procesos, el hidruro de oxigeno se encuentra ya en un
estado optimo para ser distribuido hacia la red de tuberías conectadas a la ciudades y ésta
hacia los diferentes lugares de abastecimiento. Todas las redes dirigidas por una matriz
apropiadamente controlada por los expertos o profesionales encargados en el tema.
3.3.2. SISTEMAS DE ALCANTARILLADO16:
Los sistemas de alcantarillado pueden ser de dos tipos: convencionales o no
convencionales. Los sistemas de alcantarillado sanitario han sido ampliamente utilizados,
estudiados y estandarizados. Son sistemas con tuberías de grandes diámetros que
permiten una gran flexibilidad en la operación del sistema, debida en muchos casos a la
incertidumbre en los parámetros que definen el caudal: densidad poblacional y su
estimación futura, mantenimiento inadecuado o nulo. Los sistemas de alcantarillado no
convencionales surgen como una respuesta de saneamiento básico de poblaciones de
bajos recursos económicos, son sistemas poco flexibles, que requieren de mayor
definición y control en los parámetros de diseño, en especial del caudal, mantenimiento
intensivo y, en gran medida, de la cultura en la comunidad que acepte y controle el
sistema dentro de las limitaciones que éstos pueden tener.
16 Manual de agua potable, alcantarillado y saneamiento: Alcantarillado sanitario págs. 5-6
24
3.3.2.1 LOS SISTEMAS CONVENCIONALES DE ALCANTARILLADO SE CLASIFICAN EN: 17
ALCANTARILLADO SEPARADO: es aquel en el cual se independiza la
evacuación de aguas residuales y lluvia.
a. Alcantarillado sanitario: sistema diseñado para recolectar exclusivamente
las aguas residuales domésticas e industriales.
b. Alcantarillado pluvial: sistema de evacuación de la escorrentía superficial
producida por la precipitación.
3.3.2.2. Alcantarillado combinado:
Conduce simultáneamente las aguas residuales, domesticas e industriales, y las aguas
de lluvia.
3.3.2.3. Los sistemas de alcantarillado no convencionales se clasifican según el tipo
de tecnología aplicada y en general se limita a la evacuación de las aguas residuales:
a) Alcantarillado simplificado: un sistema de alcantarillado sanitario
simplificado se diseña con los mismos lineamientos de un alcantarillado
convencional, pero teniendo en cuenta la posibilidad de reducir
diámetros y aumentar distancias entre pozos al disponer de mejores
equipos de mantenimiento.
b) Alcantarillado condominiales: Son los alcantarillados que recogen las
aguas residuales de un pequeño grupo de viviendas, menor a una
hectárea, y las conduce a un sistema de alcantarillado convencional.
c) Alcantarillado sin arrastre de sólidos: Conocidos también como
alcantarillados a presión, son sistemas en los cuales se eliminan los sólidos
de los efluentes de la vivienda por medio de un tanque interceptor. El
agua es transportada luego a una planta de tratamiento o sistema de
alcantarillado convencional a través de tuberías de diámetro de energía
uniforme y que, por tanto, pueden trabajar a presión en algunas
secciones.
17 Manual de agua potable, alcantarillado y saneamiento: Alcantarillado sanitario págs. 5-6
25
CONCLUSIONES
Invirtiendo en sistemas de construcción de drenaje y alcantarillado, para que las
precipitaciones no deterioren estructuras, logrando evitar también que el agua logre
empozarse y produzca filtraciones o asentamientos de las pistas o carreteras, y que con el
paso del tiempo, no afecten en lo más mínimo a las estructuras construidas
Los sistemas de agua y alcantarillado son mecanismos estratégicos, elaborados con
cautela para poder solventar las necedades de la población como el servicio de
abastecimiento de agua potable y servicios de drenaje que son generados en las
ciudades, al Utilizar materiales efectivos, de mejor calidad, para la obtención de
resultados óptimos en la construcción de redes de distribución y asegurar la durabilidad
de éstos.
Con la finalidad de mantener en buen estado de conservación un sistema de
alcantarillado sanitario, resulta necesario elaborar un plan de mantenimiento
preventivo, para lo cual se requiere contar con planos actualizados de las redes de
alcantarillado, en donde se especifiquen diámetros, profundidades, elevaciones de
los brocales, sentidos de escurrimiento y la ubicación de las descargas de aguas
negras en canales, arroyos, ríos, etc. En algunos casos las aguas residuales pueden ser
tratadas, descontaminadas, desintoxicadas, y devueltas al medio ambiente para un uso
positivo como ser destinada a la reforestación o la producción agrícola.
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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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Alcantarillado sanitario. Coyoacán, México, D.F. : Secretaría de Medio Ambiente y Recursos
Naturales, 2009.
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2009.
LÓPEZ CUALLA, Ricardo Alfredo. 2000. DISEÑO DE ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS. Santa fé
de Bogotá : Alfaomega S.A., 2000. 958-682-171-4.
2013. Materiales de Construccion y Alcantarillado. Slide Share. [En línea] 27 de junio de 2013.
[Citado el: 29 de Octubre de 2014.] http://es.slideshare.net/henry4mh/capitulo-4-materiales-de-
const-alcantarillado.
MENDEZ, Juan. 2012. Slideshare. [En línea] Slideshare, 15 de Julio de 2012. [Citado el: 25 de
Octubre de 2014.] es.slideshare.net/carlos1237/alcantarillado-pluvial.
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Santiago de Chile : Fundacion CENMA, 2010. 978-956-332-546-1.
OCEANO, Grupo Editorial. 1998. MENTOR ENCICLOPEDIA TEMATICA ESTUDIANTIL OCEANO.
Barcelona : MCMXCVIII OCEANO GRUPO EDITORIAL, S.A., 1998. págs. Geología (493-494); Ecología
(536,540) . 84-494-0523-8.
OPS/OMS. Junio 2004 . Emergencias y Desastres en Sistemas de Agua Potable: Guía Para Una
Respuesta Eficaz. Washington, D.C. : Asociación Interamericana de Ingeniería Sanitaria y
Ambiental, Junio 2004 . 92 75 32367 4.
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ANEXOS
Fig. El agua del agua tomada del Manual de Agua Potable, 200918
fig. Alcantarilla, tomada por el equipo de investigación19
18 Pasta del manual de agua potable 19 Foto de alcantarillas, Chiclayo-Perú, octubre de 2014