Abastecimiento de Agua

Depósitos

Factores Limitantes

• Continente
• Contenido
• Presión

Exigencias

• Resistencia
• Estanqueidad
• Durabilidad

Tipologías de Formas

• Enterrados
• Semienterrados
• Cimentaciones sobre terreno
• Elevados
• Con/sin cubierta (necesaria para agua potable)

Tipologías de Material de la Estructura

• Plásticos: hasta 2 m³, PVC, poliéster, aplicación general en reactivos y aguas residuales.
• Metálicos: hasta 200 m³, acero de carbono, esmaltado, inoxidable. Aplicación en aguas residuales y potable.
• Hormigón: hasta 100.000 m³, hormigón en masa hasta 20-30 años, hormigón armado, hormigón pretensado (problema de durabilidad), hormigón proyectado (problema de ejecución), hormigón prefabricado (problema de juntas).

Tipologías de Balsa

• Sin límite de m³, empleado en depósitos de hormigón armado in situ.

Diseño de Depósitos de Hormigón Armado

Partes

• Muros
• Solera
• Pórticos
• Cubierta

Solera

• Las pendientes de solera es preferible darlas con la pendiente en la cara superior de la zapata.

Modulación

• Conveniente construir por módulos (mínimo 2).

Conducciones

• Tuberías a instalar: entrada y/o salida y rebosadero.
• Posibilidad de una tubería entrada/salida.
• Disponer la entrada y la salida por partes opuestas del depósito.
• Diseño hidráulico – Mecanismos antivórtice.
• Tubería de rebosadero.
• Conveniencia de utilizar acero inoxidable u hormigón armado.
• Edificio anexo – cámara de llaves.

Ventilación

• Necesidad para evitar condensaciones.
• Actúa en combinación con adecuado aislamiento de cubierta.
• Seguridad: tipología de cubierta resistente a condensadores (pocos huecos, adecuado recubrimiento).
• Tipologías: de cubierta -> ventiladores estáticos y dinámicos. De muro: ventanas.
• Protección contra entrada de insectos y aves.

Iluminación

• No incidir la luz directa sobre el agua.

Cubiertas

• Normalmente forjado similar a los edificios.
• Tipologías de viguetas y de placas prefabricadas.
• Fundamental: adecuado aislamiento térmico de la cubierta.
• Disponer accesos desde cubierta para un mantenimiento adecuado de la instalación.

Impacto

• Minimizar el impacto ambiental -> barreras de protección.

Juntas en Depósitos de Hormigón Armado

En las juntas de construcción de un depósito hay continuidad de la armadura longitudinal, no se interrumpirá. Fundamento de la estanqueidad de la estructura.

Tipología de Construcción

• Se disponen en las juntas de construcción del depósito en función del tajo de hormigonado.

Tipología de Dilatación

• Son juntas capaces de sufrir pequeños movimientos debidos a dilataciones/contracciones de la estructura.

Sistemas

• Bandas de PVC -> bandas isocron o Sika.
• Masilla asfáltica: sistema Igas.
• Masilla de poliuretano: sistema Sikaflex.
• Juntas expansivas bentoníticas, poliméricas.
• Juntas de superficie: láminas de Hypalon, sistema CombiFlex.
• Juntas de inyección: sistema Fluko.

Cálculo de Depósitos de Hormigón Armado

Metodología

• Depósitos rectangulares y circulares.

Predimensionamiento

• Espesor pared = 0.1 x altura x 0.2 m.
• Espesor solera >= espesor pared.
• Cuantía armado pared > 90 kg/m².
• Cuantía armado solera > 75 kg/m².

Acciones

(…)

Tuberías de Abducción

Ventosas (Presencia de Aire)

• Elementos que permiten la admisión, expulsión de aire y purga del aire disuelto en el agua transportada por la conducción.

Diseño

1. Pendiente longitudinal > 0.5%.
2. Cada 200 m como máximo.
3. Conveniencia de utilizar piezas especiales.

Redes de Saneamiento

Válvulas Automáticas o Reguladoras

• Generalmente de asiento plano con un mecanismo automático de control.

Bocas de Riego

• Pueden ir conectadas a la red de agua potable.
• Pueden tener contador.
• Dispondrán de válvula de cierre y de boca normalizada.

Medidores de Nivel

• De medida directa: flotador.
• De medida de presión estática: se basan en el principio de la hidrostática. En ambientes clorados se estropean.
• Por ultrasonidos: ideales para aguas residuales y corrosivas, precisión elevada y caros.

Medidores de Presión

• Transductores basados en galgas elastoméricas: los más utilizados, son bucles de hilo fino que se apoyan en una placa sobre la que se aplica la presión.
• Transductores resistivos de presión: son los transmisores más sencillos, se acoplan al elemento elástico un potenciómetro.
• Transductores piezoeléctricos: materiales que por la presión generan presión eléctrica, respuesta lineal, medición en continuo, muy sensibles a la temperatura y a choques.

Presión de Acometida en Riego

• Presión necesaria en red de aspersión: 30-35 mca y goteo 10-15 mca.
• Diseño agronómico.
• Elección del sistema de riego, tradicional o localizado.
• Diseño óptimo de redes ramificadas.
• Temporización.

Materiales

• Fundición dúctil: unión por junta expres, bridas o junta automática flexible. Ventajas: buenas prestaciones de uso y elevadas características resistentes. Elevada resistencia y baja fragilidad. Fácil mecanización. Inconvenientes: coste mayor que el de otros materiales, elevado riesgo de corrosión externa en suelos abrasivos. Composición: 3.5% de carbono esferoidal. Protección interior: mortero, exterior: pintura bituminosa.
• Hormigón armado: unión por soldadura o elástica. Ventajas: fabricación para una amplia gama de condiciones de servicio y diámetros. Revestimientos interior lo realiza el propio hormigón. Excelente comportamiento frente a presiones negativas. Inconvenientes: elevado peso en los grandes diámetros, dificultad de corte de tubos para adaptarlos a las condiciones de montaje. Rango de utilización: 400-2000 mm.
• Acero: unión soldada, bridas. Baja fragilidad, buen comportamiento a presiones elevadas. Riesgo de corrosión, rango entre 400 y 1500 mm.
• Fibrocemento: unión RK y Gibault. Buenas características en terrenos agresivos. Fragilidad a solicitación de grandes cargas de impacto. Rango de utilización: 100-600 mm.
• Polietileno: unión por soldadura a tope, por electrofusión y zanja. Excelente comportamiento en terrenos agresivos, deformabilidad bajo solicitaciones importantes.
• PVC: unión lisa, elástica y roscada. Excelente comportamiento en terrenos agresivos, deformabilidad bajo solicitaciones importantes, menor resistencia que el polietileno.

Saneamiento

Hormigón en Masa

• No idónea para saneamiento.

Juntas

1. Enchufe y campana.
2. Machiembra.
3. A tope con manguito.

Diámetro

Utilización: D

Hormigón Armado

Juntas

1. De enchufe con anillo de neopreno.
2. Soldada.
3. Revestimiento interior de hormigón.
4. Revestimiento exterior con manguito de hormigón armado.

Diámetro

400 mm

PRFV (Resina de Poliéster Reforzada con Fibra de Vidrio)

Diámetro

D

PVC Estructural

Diámetro

D

Juntas

1. Unión de manguito de junta elástica.
2. Por junta elástica.
3. Por encolado en diámetros pequeños.

PVC No Estructural (Ribloc)

Diámetro

Cualquiera.

Juntas

• Unión de manguito interno con junta elástica.

Fibrocemento

Diámetro

300 mm

Juntas

• Las principales son junta RK y Gibault.

Polietileno

Diámetro

Hasta 2000 mm.

Juntas

• Unión de manguito exterior con junta elástica.
• Unión por soldadura.

Obras Hidráulicas

Presas

Estabilidad de una Presa de Gravedad

T

Métodos de Mejora de la Estabilidad de una Presa de Gravedad

• Estabilidad ↑ si ↑ N, S, c, φ.
• Estabilidad ↓ si ↑ T.
• Cimentar el contrafuerte ↑ N, ↓ T.
• Subir talud arriba ↑ N.
• Controlar la subpresión ↓ N.
• Tesar cables ↑ N, ↓ T.
• Tratamiento del terreno ↑ c, ↑ φ.

Agrietamiento de Núcleos en Presas de Materiales Sueltos

Tipos

• Longitudinales
• Transversales
• Horizontales

Para Evitarlos

1. Materiales: arcilla muy plástica, si es de baja plasticidad – graduación.
2. Cimentación: estribos convergentes aguas abajo. No cambios bruscos de pendiente en laderas. No laderas escarpadas.
3. Núcleo: debe ser grueso. Curvar el eje de la presa para generar compresiones, sobreelevar 4 o 5 m sobre N_MAX, mejor núcleo vertical.
4. Construcción: retrasar la construcción 50 m cercanos al estribo. Llenado lento.

Desagüe Profundo

Válvulas: Configuración Habitual

• Aguas arriba: compuerta vertical o de segmento.
• Aguas abajo: chorro hueco o segmento.

Válvulas y Compuertas en Desagües de Fondo

• Válvulas: compuertas verticales, de segmento, de mariposa, de chorro hueco.

Funciones

• Control del nivel del embalse.
• Vaciado del embalse.
• Limpieza de sedimentos.
• Control del río en fase de construcción.
• Colaboración en control de avenidas.

Partes

• Embocadura
• Elementos de protección
• Conducción a presión
• Elementos de cierre y auxiliares
• Reintegro

Embocadura

• Rejas de protección – problemas de vibraciones.
• Ataguía para revisión excepcional de la válvula de seguridad.

Elementos de Cierre

• Aguas abajo – control.
• Aguas arriba – de seguridad.

Maniobra

• Abrir: bypass -> válvula de seguridad -> válvula de control.
• Cerrar: válvula de control -> válvula de seguridad -> bypass.

Precauciones en Funcionamiento

• Gran presión – esfuerzos en válvulas.
• Si hay sedimentos (fluido denso) – erosión.
• Para evitar obstrucción hay que mantenerlos sistemáticamente.
• Altas velocidades (40 m/s): ventilación y aboquillamiento de la salida. Blindaje con chapa de la solera del túnel o canal.

Pozos y Acuíferos

Acuífero

• Aquel estrato o formación geológica que permite la circulación del agua por sus poros o grietas permitiendo su aprovechamiento.

Tipos

• Libre: aquel que está limitado inferiormente por un estrato impermeable, estando sometido en su parte superior a la presión atmosférica.
• Cautivo: aquel que está limitado tanto inferior como superiormente por una superficie impermeable.
• Semiconfinado: presentan como mínimo un estrato parcialmente permeable, produciéndose así a través de la recarga del acuífero principal.

Coeficiente de Permeabilidad (K)

• Ley de Darcy: v = K * i.

Coeficiente de Transmisividad (T)

• Es el caudal que se filtra a través de una franja vertical de terreno de anchura unidad y altura igual a la del manto permeable saturado bajo un gradiente unidad y a una temperatura determinada.
• A mayor transmisividad en un acuífero, menor diferencia entre niveles estáticos y dinámicos.
• D = h₀ – h = Q / 2πT