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CAPTACIÓN DE VERTIENTES1. GENERALIDADES.-1.1INTRODUCCIÓN.- A través de la historia, el hombre ha necesitado de un suministro adecuado de agua para su alimentación, seguridad y bienestar. El agua es una necesidad universal y es el principal factor limitante para la existencia de la vida humana. La destrucción de las cuencas naturales hidrográficas ha causado una crítica escasez de la misma, afectando extensas áreas y poblaciones. Sin embargo, a través de la tecnología conocida como captación ("cosecha") del agua, granjas y comunidades pueden asegurar el abastecimiento del agua para uso doméstico y agrícola.La captación consiste en recolectar y almacenar agua proveniente de diversas fuentes para su uso benéfico. El agua captada de una cuenca y conducida a estanques reservorios puede aumentar significativamente el suministro de ésta para el riego de huertos, bebederos de animales, la acuicultura y usos domésticos.1.2PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.-Algunas poblaciones de Bolivia no cuentan con un servicio eficiente de agua que satisfaga totalmente a los pobladores, conociendo que nuestro país tiene numerosas fuentes de agua dulce que podrían ser utilizadas de manera racional y eficiente para el consumo humano, es triste saber que hay comunidades que cuentan con el recurso hídrico para suplir sus necesidades básicas humanas como alimentación, higiene, salud, trabajo y vivienda y no tienen una infraestructura optima que cumpla con los requisitos para abastecer a estas personas sin presentar ningún tipo de falla; de acuerdo ha esto tienen que acoplarse a soluciones

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momentáneas y que en algunos casos son perjudiciales para la salud humana. Debido al mal funcionamiento y mantenimiento del sistema de abastecimiento de agua potable del municipio lava lava, se han visto obligados a efectuar una serie de racionamientos en todos los barrios del municipio con el fin suministrar el servicio a la totalidad de los usuarios. Este proyecto da solución a las necesidades que presentaba la comunidad del municipio de lava lava en cuanto se mejora la provisión en cantidades adecuadas del servicio de agua potable, evitando así inconvenientes para los usuarios como para la estructura del sistema.1.2.1 Identificación del problemaLa presente solución comprende la construcción de sistemas individuales de agua potable, los cuales contemplan desde la captación hasta la acumulación, pasando por un sistema de potabilización y filtraje si fuese necesario, además de una red conductora hasta la casa1.3OBJETIVOS.- 1.3.1 Objetivo General

Captar agua de vertientes, con estructuras de bajo costo1.3.2 Objetivos específicos

Conocer los diferentes tipos de captación de vertientes. Dimensionar las captaciones de vertientes

2. MARCO TEORICO.Vertiente

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Una vertiente es un declive o lugar por donde corre el agua. Suele tratarse de una superficie topográfica inclinada, que se encuentra entre puntos altos (como cimas, picos o crestas) y bajos.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.Características de una vertiente Existen ciertas variables que permiten caracterizar una vertiente en particular. La principal de éstas variables es el efecto que la erosión (producida por el viento, las lluvias, u otro fenómeno climático) produce sobre la vertiente. Esto puede llevar a que la vertiente tenga diferentes perfiles regulares e irregulares, como la presencia de terrazas fluviales o de bancos, y un determinado grado de pendiente (rectilínea, suave, etc.).Otros factores que pueden afectar la forma de una vertiente son:

El tipo de suelo o roca sobre el que se encuentre El grado de desnivel que exista en la superficie topográfica La exposición al sol La vegetación existente La altura La intervención humana

La cuenca vertiente (vertiente hidrográfica).Otro fenómeno importante de considerar es la existencia de diversas vertientes que desembocan a través del mismo elemento, como puede ser un río, un lago, un mar, etc. A estas vertientes con igual desembocadura se las denomina cuenca vertiente o cuenca

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hidrográfica. Cuando varias cuencas desembocan en un mismo mar, se la denomina vertiente hidrográfica.Secciones de las cuencas vertienteLas cuencas vertiente suelen ser divididas en tres secciones diferentes:

La cuenca alta: es la zona donde nace la fuente de agua (como por ejemplo, el lugar de nacimiento de un río en lo alto de una montaña). La cuenca media: es la parte donde existe un equilibrio entre los materiales sólidos que arrastran la corriente y el agua líquida. La cuenca baja: es la zona donde el material proveniente de la cuenca alta se deposita en el denominado cono de deyección.

Tipos de cuencas vertientePor último, se puede destacar que entre los tipos de cuencas vertiente que existen, las más usuales son:

Las cuencas exorreicas: drenan sus aguas al océano. Las cuencas endorreicas: drenan sus aguas en lagos o lagunas. Las cuencas arreicas: donde las aguas se filtran al suelo o se evaporan antes de llegar a una red de drenaje.

Captación de vertientesSon obras que protegen los afloramientos naturales de agua subterránea de cualquier tipo de contaminación y permiten el ingreso de agua a los elementos de conducción de agua hacia el tanque de almacenamiento, distribución o planta de tratamiento. La fuente en lo posible no debe ser vulnerable a desastres naturales, en todo caso debe contemplar las seguridades del caso.El diseño hidráulico y dimensionamiento de la captación dependerán de la topografía de la zona, de la textura del suelo y de la clase de la

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vertiente ; buscando no alterar la calidad y la temperatura del agua ni modificar la corriente y el caudal natural del manantial, ya que cualquier obstrucción puede tener consecuencias fatales; el agua crea otro cauce y el manantial desaparece.Es importante que se incorporen características de diseño que permitan desarrollar una estructura de captación que considere un control adecuado del agua, oportunidad de sedimentación y facilidad de inspección y operación.Las obras de captación de vertientes pueden ser: - De fondo, cuando se capta agua que emerge en terreno llano.

- De ladera o lateral, cuando se realiza la protección de una vertiente que aflora a una superficie tipo plano inclinado con carácter puntual o disperso.

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- De bofedal, cuando el afloramiento de la vertiente se realiza por múltiples “venas de agua” anegando el terreno y debiendo emplearse un colector para captar la totalidad del agua.

Diseño de la obra de captación de vertientes

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Para el diseño de captación de vertientes, se debe recabar la información relativa a las características hidrogeológicas de la cuenca especificada en el Capítulo 2 de la presente Norma. El proyecto debe tomar en cuenta la protección de los afloramientos para evitar que se obturen y se contaminen. Esto debe ser realizado a través de la construcción de una cámara que permita la protección sanitaria de la fuente. La obra de captación de una vertiente debe contar con los siguientes dispositivos: a) Cámara de captación hermética. b) Criba en la entrada de la tubería de aducción.c) Vertedero de excedencias al nivel de los afloramientos o tubería de rebose. d) Tubería de aducción y válvula de cierre. e) Tubería de limpieza. f) Tubería de ventilación. g) Zanja de coronamiento para interceptar el escurrimiento de aguas pluviales. h) Cerco perimetral de protección para evitar el acceso de animales y personas. La obra de captación 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 cámara de toma y no interfiera el régimen hidráulico de la fuente.

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b) La tubería de salida debe estar ubicada al menos a 0,10 m del fondo de la cámara colectora y deberá disponer de criba o filtro de entrada con orificios de 2 mm a 5 mm. El diámetro debe ser calculado a partir del caudal de diseño.c) Debe contar con un dispositivo de rebose que permita la salida de los caudales de excedencia sin retrocargar el manantial. El dispositivo debe diseñarse como vertedero o tubería. El diámetro debe garantizar la evacuación del caudal máximo de la vertiente d) En el fondo de la cámara de toma se debe disponer de un acumulador de arenas acarreadas por las aguas y facilitar su limpieza periódica. e) Se debe diseñar una tubería de limpieza, al nivel del piso de la cámara colectora. El piso debe tener una pendiente mayor o igual a 1,50% para permitir la limpieza de sedimentos. El diámetro mínimo de la tubería de limpieza debe ser un diámetro comercial mayor al de la tubería de aducción. f) La cámara de toma debe contar con una tubería de ventilación, ubicada en su parte superior. Debe incorporar una malla milimétrica para evitar el ingreso de insectos y animales. g) La cámara debe contar con una tapa sanitaria de 0,60 m x 0,60 m con cierre hermético para evitar ingreso de aguas superficiales, insectos, roedores y todo elemento extraño. Las dimensiones de la obra de toma deben ser calculadas en función del caudal de diseño y la capacidad de producción de la vertiente. Si la vertiente se presenta como un afloramiento único y localizado, la obra debe ser diseñada construyendo el fondo natural de la vertiente,

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hasta alcanzar el manto acuífero. A continuación de la cámara de toma se debe ubicar la cámara de válvulas. En el caso en que se presenten varios manantiales cercanos unos a otros, la captación debe proyectarse con varias cámaras de toma conectadas a una cámara común. Si el afloramiento se presenta a lo largo de una sola línea, 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 diámetro variable entre 1,00 cm y 8,00 cm, que funcionen como colectores y conduzcan las aguas hacia una cámara colectora.La estructura de captación del vertiente puede ser ejecutada en mampostería de ladrillo gambote, piedra, H°C° u H°A°, con revestimiento interior impermeabilizante en todas sus paredes de 2 cm de espesor como mínimo, para garantizar la hermeticidad de la misma. Los materiales empleados no deben alterar la calidad de las aguas. Los conductos dentro la cámara de toma y cámara de válvulas deben ser de PVC, FG u otro material de acuerdo a lo especificado en el Reglamento de Tuberías, Accesorios y Válvulas.Las tuberías ubicadas fuera de las cámaras deben seleccionarse en cuanto a clase y material en función de la topografía de la zona, presiones y esfuerzos a que estén sometidos, características químicas del agua y grado de agresividad del suelo. En caso de suelos corrosivos deben proyectarse las protecciones adecuadas.

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CRITERIOS DE SELECCIÓN La protección de vertientes se aplica en zonas rurales dispersas, o zonas periurbanas, donde se tienen afloramientos de aguas subterráneas.Existen dos tipos de vertientes; i) vertientes con flujo por gravedad y; ii) vertientes con flujo artesiano.Las vertientes con flujo por gravedad se presentan en acuíferos no confinados donde el nivel de la superficie del suelo se encuentra por debajo del nivel de aguas subterráneas. De este modo, cualquier depresión del suelo será inundada con agua que fluye por gravedad. Generalmente tienen poca capacidad de almacenamiento y lo caudales fluctúan estacionalmente, menor durante el estiaje, cuando baja el nivel de las aguas subterráneas.Las vertientes con flujo artesiano, son similares en su aspecto a las vertientes gravitacionales, sin embargo, el agua subterránea de este tipo de vertientes fluye bajo condiciones de presión, proveniente de acuíferos confinados, sin presentar fluctuaciones estacionales significativas. La selección definitiva de un sistema de protección de vertientes deberá tomar en cuenta las siguientes consideraciones:• Tipo de comunidad: dispersa concentrada• Condiciones de afloramiento de las aguas: gravitacional o artesiano.• Nivel seleccionado del servicio: piletas públicas, domiciliarias.• Distancia a la comunidad, accesibilidad.CRITERIOS DE DISEÑO Se tomará en cuenta particularmente el tipo de afloramiento, la infraestructura deberá ser diseñada con el criterio de velar por los aspectos sanitarios. La captación esta constituida por una cámara hermética, donde se encuentran las tuberías de aducción, rebose, limpieza, tubo de ventilación y la cámara de llaves de control.

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Se debe tomar en cuenta la construcción de una zanja de coronamiento para interceptar las aguas de escurrimiento superficial (aguas pluviales) y como barreras sanitarias un primer cerco perimetral y un segundo de mayor área de protección. Muchas veces los afloramientos están próximos unos a otros, debiendo los mismos ser considerados en forma independiente.ASPECTOS CONSTRUCTIVOS La estructura de captación puede ser construida de hormigón simple, hormigón armado, mampostería de ladrillo u hormigón ciclópeo. La cámara deberá tener una dimensión mínima de 90 x 90 cm y contar con un acceso de visita de 60 x 60 cm (con tapa sanitaria hermética de hormigón armado o metálica que posea un candado de seguridad). Las tuberías de rebose y limpieza deberán ser de PVC E-40, para facilitar las conexiones con accesorios de bronce o de PVC. La cámara de llaves tiene una dimensión mínima de 60 x 60 cm, accesible para la instalación y operación de accesorios y llaves de paso; estas últimas pueden ser de media vuelta o de mariposa, siendo la más recomendable el uso de la primera.Para la malla olímpica del primer cerco de protección se emplea alambre galvanizado No.10 (con rombos de 2 ” x 2 ”), sujetos a½ ½ postes de cemento, de fierro galvanizado tipo bayoneta o postes de madera, con diámetro de 6”, espaciados cada 3,0 m en todo el perímetro. Los postes descansan en cimientos de hormigón simple o ciclópeo, en cubos de 25 x 25 x 45 cm. Para el segundo cerco de protección se puede emplear alambre de púas (separados cada 30 cm en el plano vertical) sujeto a postes de madera o metálicos. Tabla 1. Captaciones de vertiente y cerco perimetral. Costos directos referenciales (Bs)Vertiente de Vertiente de Captación Cerco perimetral Cerco perimetral

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ladera(Pieza.) fondo(Pieza) de bofedal(Pieza.) c/malla olímpica (m) c/alambre de púas (m)9 040 7 900 8 200 255 23