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8/2/2019 Clases de operacin, gerencia y mantenimiento de proyectos FIA.
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1 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
CURSO: SA-275
OPERACIN, MANTENIMIENTO Y GERENCIADE PROYECTOS
PROFESOR: ING.ROBERTO OCONNOR LA ROSA
ABRIL DEL2012
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CONTENIDO
OPERACIN Y MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DEABASTECIMIENTO DE AGUA
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OPERACIN Y MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DEABASTECIMIENTO DE AGUA
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5 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
1. Proporcionar suficiente agua para encontrar la demanda totaldel sistema.
INTRODUCCION A LOS SISTEMAS DE AGUA
Los sistemas de agua hoy en da estn encontrando cada vez ellos
mismos con un incremento de las responsabilidades en el rea deltratamiento adecuado y proteccin del abastecimiento del agua. El
impacto sobre los pequeos sistemas puede ser sustancial. Es mas
importante cada vez estar seguro que las personas que conducen
estos sistemas tienen una comprensin adecuada de la operacin
de su sistema.
La responsabilidad bsica del sistema es proporcionar a cadapersona con un adecuado suministro de agua segura para el
consumo. La responsabilidad se extiende a todos los empleados,
desde el nivel gerencial, supervisores, operadores, en una manera
directa e indirecta.
Cada empleado debera estar consiente de sus deberes y llamar la
atencin de sus supervisores de cualquier condicin que podra
perjudicar la calidad del agua o cualquier causa que podra
interrumpir (paralizar) el servicio a cualquier parte del sistema.
Esas responsabilidades pueden ser descompuestas en tres reas
de inters:
2. Proporcionar tanto agua segura como agradable a los
consumidores.
3. Proporcionar agua al consumidor cuando la necesite.
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6 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Encontrando la Demanda del Sistema de Agua
La cantidad de agua usada por todo el sistema es conocida como la
demanda local sobre el sistema. Esta demanda puede venir desdevarias fuentes diferentes.
1. El numero de personas que el sistema sirve.
Uso Domestico del Agua
El uso domestico del agua es cualquier agua que es usada por las
personas en sus actividades diarias. Esas actividades incluyen
bebida, aseo, preparacin de alimentos, saneamiento y otrasactividades diversas como: lavado de calles, lavandera, etc.
Dos factores principales que determinan la demanda local de agua
para uso domestico sobre el sistema son:
2. La cantidad de agua por da que cada persona necesitara delsistema.
En una escala nacional, el promedio diario de consumo (total de
litros usados divididos por la poblacin total), es alrededor de 200
litros por habitante por da; sin embargo esta figura variara
dependiendo sobre la ubicacin geogrfica involucrada y la
densidad poblacional del rea. Las reas rurales tienden a teneruna tasa de consumo ms baja que el promedio nacional, mientras
que las reas urbanas pueden tener una tasa ms alta.
Uso Industrial del Agua
El uso del agua para fines industriales es considerado para la
produccin de bienes para el mercado.
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Uso Agrcola del Agua
El uso del agua para fines agrcolas es considerado en la irrigacin
de campos de cultivo, riego, animales, limpieza de establos y elequipamiento de la granja.
Uso Publico del Agua
El uso del agua para fines pblicos puede ser definido como
cualquier servicio comunitario que requiere agua potable. Los
servicios pueden incluir el agua para combate de incendios,recreacin, mantenimiento de calles. En zonas rurales donde esos
servicios son limitados, el uso publico del agua puede no estar
considerado.
1. El uso del agua subterrnea a travs de la perforacin de
pozos.
Fuentes de Suministro de Agua
Encontrar el agua necesaria para satisfacer la demanda es la
principal preocupacin del suministrador de agua. Las
consideraciones legales y financieras que surgen cuando se trata
de procurar los derechos del agua o los fondos de capital
requeridos para el financiamiento de instalaciones de tratamiento,
pueden limitar las opciones disponibles en muchos casos.
Los sistemas se enfrentan esencialmente con dos elecciones
cuando seleccionan una fuente de suministro:
2. El uso de agua superficial cuando un rio o lago son
apropiados.
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Limites Mximos Permisibles (LMP), para niveles de qumicosorgnicos e inorgnicos, radioactividad, turbiedad y
microbiolgicos.
Encontrando los Estndares de Calidad del Agua
Las normas de calidad de agua emitidas por el rea de Salud a
travs de DIGESA, y las internacionales a travs de la OMS,regulan el suministro de agua a los consumidores.
La norma de calidad de agua fijan los niveles permisibles sustancias
encontradas en el agua que podran ser peligrosas para la salud
publica. Esas regulaciones incluyen:
Muestreando y monitoreando los requerimientos, informando y
manteniendo registros y notificaciones publicas son
respetadas por las empresas prestadoras de servicio de
saneamiento EPS.
Encontrando el Consumo de Agua y la Demanda Pico
Los periodos de consumo pico del agua variaran diariamente, de
acuerdo a las estaciones del ao y a la ubicacin geogrfica.
La mayor responsabilidad del operador del servicio es cumplir con
seguridad que el agua estar disponible cuando sea necesario.
Altas demandas ocurren durante los meses de verano, y tendern a
bajar durante los meses de invierno.
Demandas Estacionales
La cantidad de agua usada cada da variara generalmente de
acuerdo al periodo del ao.
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9 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Las fluctuaciones en la temperatura y las precipitaciones pueden
tambin establecer una elevacin o cada en el consumo diario del
agua.
Demandas Picos Diarias
El 90 % del uso diario del agua ocurrir durante un periodo de 16
horas. El periodo de la demanda pico ocurrir entre las tempranas
horas de la maana (5 am a 10 am) y las tempranas horas de la
tarde (1 pm a 6 pm).
La demanda usualmente se incrementara en horas de la maana en
la zona rural.
En reas urbanas las demandas pico sern altas durante la
semana, mientras que en reas rurales la demanda pico ocurrir en
los fines de semana.
Produccin
Componentes de un Sistema de Agua
Los sistemas de agua estn formados de un conjunto de recursos
(estructuras y dispositivos), que son usados para la entrega de agua
al consumidor.
Los principales componentes pueden ser divididas en las reas de:
Tratamiento
Distribucin
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10 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Fuentes de Agua y Tratamiento
La fuente de agua puede ser de agua subterrnea, agua superficial
o agua adquirida desde otro sistema de agua. Usualmente la fuentede agua determinara el tipo de tratamiento necesario.
En la mayora de las circunstancias el agua subterrnea requiere
pequeo tratamiento. Los problemas de calidad del agua
subterrnea incluyen; minerales, dureza y gases disueltos.
Los asuntos sobre la calidad del agua superficial son: turbiedad,sabor, olor y color. Usualmente el agua superficial requiere
tratamiento qumico y filtracin.
Tuberas primarias, son matrices sin conexiones domiciliarias.
Tuberas de Agua Primarias y Secundarias
Las tuberas primarias conducen el agua desde la fuente o desde la
planta de tratamiento hacia el rea a ser servida.
Estas tuberas son las ms grandes del sistema. Ellas tambin
sirven como lneas alimentadoras para esos consumidores que
estn ubicados a lo largo de ellas.
Tuberas secundarias, son matrices con conexiones
domiciliarias.
Conexiones Domiciliarias
Las tuberas de las conexiones domiciliarias son pequeas
(usualmente de 3/8 a 1), que llevan agua desde la tubera
secundaria hacia el usuario.
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11 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Bombas
Las bombas son usadas para mover el agua cruda desde la fuente
de agua hacia la instalacin de tratamiento de agua, o desde elpozo hacia el sistema.
Ellas tambin son usadas para mover el agua tratada desde la
instalacin de tratamiento hacia el sistema.
Las bombas son usadas para crear presin por el sistema y para
llenar las instalaciones de almacenamiento.Reservorios de Almacenamiento
Los reservorios de almacenamiento tienen una reserva de agua
para esos periodos de tiempo cuando la demanda para el agua es
mayor que el que pueda ser suministrado por la tubera primaria o
por las bombas.
Ellos tambin proporcionan agua para el combate de incendios y
para los periodos de tiempo cuando el suministro pueda ser
interrumpido.
Controles
Los controles automticos en las bombas detectan la presin sobre
el sistema, y pueden prender el equipo de bombeo cuando la
presin cae debajo de un punto deseado o cuando el nivel de agua
en el reservorio de agua cae debajo de un cierto nivel.
Cuando el nivel del agua en el reservorio ha sido restaurado o
cuando la presin sobre el sistema ha sido elevada a lo normal, el
control automatizado sobre la bomba, apaga el equipo de bombeo.
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13 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Las vlvulas de control son vlvulas de globo del tipo operacin por
diafragma, que son controladas por sistemas de pilotos hidrulicos.
Presentamos algunas de las aplicaciones de las vlvulas de controlen el sistema de agua:
Vlvula Reductora de Presin
: Esas vlvulas son usadas para
reducir la presin en una zona de distribucin, por la razn de
evitar daos en el sistema.
Vlvula de Alivio de Presin
: Esas vlvulas son usadas parapurgar el agua desde el sistema, cuando la presin alcanza
un punto que podra resultar en un dao para el sistema. Se
les conoce tambin como vlvulas anti golpe de ariete.
Vlvulas de Altitud
: Esas vlvulas son usadas cuando dos o
ms reservorios de almacenamiento estn sobre la misma
tubera primaria. Una vlvula de altitud, aislara el reservoriomas bajo y prevendr luego un rebose de agua, mientras los
otros reservorios se estn llenando.
Vlvulas Sostenedoras de Presin/Vlvulas de control de
caudal
: Esas vlvulas son usadas para limitar la cantidad de
caudal a una cierta parte del sistema, cuando la presin cae
en otros puntos del sistema debajo de un cierto rango.
Vlvulas de Control del Bombeo
: Esas vlvulas son diseadas
para reemplazar la vlvula check en un sistema de bombeo
tipo booster.
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14 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Reservorios de Compensacin
El reservorio de compensacin acta como un amortiguador de la
descarga de la presin en el sistema.
Ellos disipan los picos de presin causados por el golpe de ariete,
que es originado por cambios bruscos en el movimiento (velocidad)
en el sistema.
Hidrantes contra Incendio
Los hidrantes contra incendio permiten al equipamiento de lacompaa de bomberos, dirigir un volumen de agua desde el
sistema en forma rpida.
Ellos pueden ser usados como puntos de muestreo, para la purga
de las redes de distribucin, y puntos de ventilacin (salida del aire)
para el llenado de las tuberas.
Responsabilidades del Operador
Un operador es la persona que es en todo, o en parte, responsable
por la operacin del sistema de agua.
El operador puede ser el gerente, tcnico de laboratorio, mecnico,
lector de medidores, relacionista pblico, el operario o el supervisor.
Para llegar a ser un operador competente, uno debe tener inters
en su trabajo (labor), ser digno de confianza, estar dispuesto a
capacitarse, y estar dispuesto para asumir responsabilidad y
trabajar sin supervisin.
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15 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Cada sistema de agua representa una gran inversin financiera en
instalaciones y equipamiento, y una operacin y mantenimiento
inapropiado, puede daar rpidamente a ambos.
Aunque gran parte del sistema esta fuera de la vista, debera estar
siempre en la mente del operador.
Un operador competente proporciona un alto grado de proteccin
para la enorme inversin financiera y la salud de la comunidad.
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16 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Esquemas de un Sistema de Agua para una Poblacin Urbana
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17 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Esquemas de Sistemas de agua en la Poblacin Rural
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18 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
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19 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Norma Tcnica Peruana, elaborada por la Direccin de Salud
Ambiental del Ministerio de Salud (DIGESA).
NORMAS PARA CALIDAD DE AGUA PARA CONSUMO
HUMANO
El propsito de las normas de calidad de agua para consumohumano, es establecer estndares nacionales ejecutables para la
calidad del agua de bebida, y para garantizar que las empresas de
los suministros de agua, al monitorear el agua, se asegure que se
cumpla con los estndares nacionales.
Esta norma establece la mxima concentracin del contaminante
permitido, o el mnimo tratamiento requerido por el agua que es
entregada a los consumidores.
Esas sustancias son conocidas para presentar efectos adversos en
la salud humana.
Las normas nacionales que se aplican son:
Norma de la Organizacin Mundial de la Salud (OMS).
Las regulaciones de las normas de calidad se aplican a los
sistemas pblicos de agua.
Sistemas Pblicos de Agua
Un sistema pblico de agua es que contiene un mnimo de 15
conexiones domiciliarias, y sirve a ms de 25 personas,
durante un mnimo de 60 das al ao.
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20 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Los sistemas pblicos de agua, son responsables de cumplir
con las regulaciones, e informar al pblico cuando cualquier
estndar es excedido.
El sistema pblico de agua incluye las escuelas privadas,
restaurants, parques nacionales.
1. Qumicos Inorgnicos
Contaminantes Primarios
Las normas identifican un nmero de qumicos y microorganismos
que son encontrados en los suministros de agua de consumohumano.
La presencia de cantidades excesivas de algunas sustancias, han
sido determinadas o anticipadas para causar efectos adversos en
la salud.
Los contaminantes primarios son:
2. Qumicos Orgnicos
3. Qumicos Radioactivos
4. Bacterias que producen enfermedades a travs del agua
Limite Mximo Permisible (LMP)
El lmite mximo permisible (LMP), o mximo nivel del
contaminante (MCL en ingles), es la concentracin mxima de esas
sustancias que pueden ser permitidas en el agua, de acuerdo a las
normas.
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21 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Contaminantes Inorgnicos
Esos contaminantes son en su mayora metales pesados; pueden
ingresar al agua naturalmente a travs de las formaciones de aguasubterrnea, o desde el escurrimiento de las minas y descargas
industriales.
Los limites mximo permisibles (LMP), para cada qumico se
indican en la tabla siguiente:
Una muestra representativa debe ser llevada a cabo para el plomo
y el cobre, los cuales pueden estar presentes en los grifos (caos)
de las instalaciones interiores de agua.
Regla del Plomo y Cobre
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22 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Nitratos
Es el nico contaminante qumico que representa un inmediato
riesgo a la salud; su presencia en los nios origina el Sndrome delos Nios Azules. La presencia del nitrato en la corriente
sangunea reduce la respuesta del oxigeno, lo que da a la piel un
color azul.
Flor
Es agregado al agua para ayudar a prevenir la caries dental; ladosis ptima es de 0.8 a 1.2 mg/l.
Turbiedad
La turbiedad es arcilla, limo o barro en el agua; aunque la turbiedad
no representa un riesgo a la salud por s misma, puede ser un
escudo a las bacterias en el proceso de la desinfeccin. Su unidad
es la unidad de turbiedad (NTU).
Compuestos Orgnicos Voltiles
Contaminantes Orgnicos
Esos contaminantes incluyen herbicidas e insecticidas, que son
usados primariamente en la agricultura, solventes orgnicos
usados en aplicaciones industriales, y productos qumicos
producidos por la clorinacin del agua de bebida.
Los compuestos son agrupados como:
Compuestos Orgnicos Sintticos
Algunos de los compuestos orgnicos voltiles son presentados en
la lista siguiente:
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23 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Contaminantes Radioactivos
La mayora de las sustancias radioactivas ocurren naturalmente enel agua subterrnea, y en algunos suministros superficiales.
Algunas sustancias por origen humano pueden tambin ingresar a
los suministros de agua de bebida: instalaciones de procesos
industriales, reas mineras, y plantas de energa nuclear.
Un listado de contaminantes radioactivos se presenta:
El grupo coliforme de bacterias, representa el organismo indicador
en la determinacin de la contaminacin bacteriolgica; su
presencia indica la posibilidad de organismos patgenos que
producen enfermedades.
Contaminantes Bacteriolgicos
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24 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
El lmite mximo permisible (LMP) es excedido cuando:
2 (para sistemas que requieren recolectar 40 o menos
muestras).
Mas del 5 % (para sistemas que requieren ms de 40 de
muestras mensuales)
Las muestras de conformidad son mensuales, su exceso indica la
presencia de la Bacteria Coliforme Total.
La presencia de la Bacteria Coliforme Total en cualquier muestra
requerir al menos tres (3) muestras repetitivas a ser tomadas.
Esas muestras repetitivas deben ser tomadas dentro de las 24
horas de notificacin de los resultados positivos.
Los sistemas pequeos (rurales) que solamente toman una
muestra mensual, tienen que tomar cuatro (4) muestras repetitivas
cuando ellas tienen un resultado positivo de coliforme total.
Si cualquier sistema ha tomado muestras repetitivas, debe tomar
tambin un mnimo de cinco (5) muestras en el mes siguiente.
El cloro puede hacer que el sabor del agua sea salado. Esto es
tambin conocido como agua salobre.
Contaminantes Secundarios
Hay ciertas sustancias en el agua, que aunque no presentan serios
problemas a la salud, pueden causar una disconformidad fsica y
hacerla poco apropiada para su uso.
Cada pas puede determinar cul de esos estndares estn
incluidos en esta regulacin.
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25 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Los sulfatos pueden causar problemas gastrointestinales menores.
El fierro y el manganeso pueden resultar en problemas de
coloracin azul y negro.
El pH del agua tratada pueden crear tambin algunos problemas
digestivos, si est muy alto o muy bajo.
Los niveles recomendados para los contaminantes secundarios
son:
Monitoreo y Reporte
Los sistemas pblicos de agua son responsables por el monitoreo
de su calidad de agua, y reportar los incumplimientos a las normas
de calidad.
Los sistemas pblicos de agua son tambin responsables por los
resultados de las pruebas y de cualquier notificacin pblica que
pueda ser requerida.
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26 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Los sistemas deben archivar copias de los anlisis qumicos y
radioactivos por un periodo de 10 aos, y de las muestras
bacteriolgicas por un periodo de 3 aos.
El sistema es requerido para reportar a DIGESA y SUNASS dentro
de las 48 horas, si existe una violacin al cumplimiento de las
normas de calidad del agua de consumo humano.
Cronograma de Muestreos
Las muestras utilizadas en las pruebas para los contaminantesqumicos y biolgicos deben ser recabadas peridicamente.
Las muestras son tomadas segn lo siguiente:
o Una (1) vez al ao en aguas superficiales
Muestras para Qumicos Inorgnicos
o Una (1) vez cada 3 aos en aguas subterrneas
o Cada tres (3) meses para el conjunto inicial de muestras
Muestras para Compuestos Orgnicos
o Las plantas de tratamiento de agua superficial deben
recabar cuatro (4) muestras de trial metanos cada tres
(3) meses en la etapa inicial.
o Despus de eso, las muestras son recolectadas una vez
al ao para el agua superficial y cada 3 aos para el
agua subterrnea, cuando no se detecten compuestos
orgnicos.
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27 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
o Si se detectan, la fuente (pozo o suministro superficial),
deben ser muestreados cada 3 meses.
o Bajo el nuevo estndar de la regla de monitoreo, lamayora de contaminantes qumicos son monitoreados
en un ciclo de 3/6/9 aos.
o Cada periodo de 3 aos es determinado como un
periodo de cumplimiento.
o Un mnimo de una muestra al mes es normalmente
requerido para los sistemas pequeos.
Muestras Bacteriolgicas
o Cuando la poblacin se incrementa, el nmero de
muestras debe incrementarse tambin.
o Siempre que la conformidad de las muestras sonpresentadas, es importante mantener una cadena de
seguridad, que identifica quien manejo la muestra
desde el periodo en que fue tomada, hasta que fue
analizada.
Si solo el 5 % del nmero de muestras son positivas para las
coliformes totales, incluyendo las repeticiones, no hay un
incumplimiento grave que requiera una notificacin pblica.
Incumplimientos de la Norma Bacteriolgica
Cuando una muestra da positivo (+), se deben de repetir la muestra
obligatoriamente.
Si en la repeticin da negativo (-), no hay incumplimiento.
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28 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Esto significa que cualquier sistema que tome menos que 40
muestras por mes, puede solamente tener 1 muestra de Coliforme
Total positiva por mes.
Si el lmite mximo permisible (LMP) es excedido, y cualquiera de
los resultados fueron Coliforme Fecal o E.coli positiva, un nivel de
incumplimiento ha ocurrido que requiere notificacin pblica a
travs de los medios electrnicos.
Si el lmite mximo permisible (LMP) es excedido y ninguno de los
resultados positivos indica la presencia de Coliforme Fecal, un nivel
2 de incumplimiento ha ocurrido. Este nivel de incumplimiento no
significa un incumplimiento a la norma.
1. Incumplimiento que requiere una informacin al pblico de 24
horas, que tiene posibilidad significativa de un efecto adverso
a la salud.
Notificaciones Pblicas
El sistema de agua debe notificar al pblico, cuando el lmite
mximo permisible (LMP) de un contaminante es excedido; losincumplimientos pueden ser:
2. Incumplimiento que tiene un efecto adverso en la salud, pero
no inmediato, y requiere informacin cada 30 das.
3. Incumplimiento no considerado en 1 y 2, requieren notificacin
cada 12 meses.
4. Los incumplimientos 2 y 3 deben ser reportados a DIGESA,
dentro de los 10 das de la notificacin del incumplimiento.
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29 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Plan de Accin para Incumplimientos
Si un sistema de abastecimiento de agua, excede los estndares
primarios, el sistema de agua debe dejar de usar esa fuentecontaminada, debiendo realizar un tratamiento adecuado para
remover los contaminantes, o ubicar una nueva fuente de
suministro que cumpla esos requerimientos.
La mezcla de agua desde dos fuentes puede ser hecha bajo ciertas
condiciones; requerira que el agua mezclada ingrese por un solo
punto de ingreso.
Si un sistema de agua es encontrado que excede los lmites
mximo permisibles (LMP) para los contaminantes primarios,
puede no corregir el problema por razones tcnicas y
financieras.
Variaciones y Excepciones
En este caso, dependiendo de las circunstancias, el sistema
puede ser otorgado, indicndose la excepcin.
Debe confirmar notificacin al pblico de la excepcin; la
notificacin debe continuar por el periodo de un mes, hasta
que el sistema encuentre el estndar.Regla del Agua Superficial
Cualquier sistema que use agua superficial, debe prever el
tratamiento del suministro de agua.
El nivel mnimo de tratamiento es la filtracin y la desinfeccin.
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30 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Las galeras filtrantes pueden considerarse aguas superficiales,
dado que son aguas subterrneas que estn bajo la influencia del
agua superficial.
Lo concerniente a la contaminacin por Giardia y la bacteria
Cryptosporidium, ha creado la necesidad para una alta
concentracin del cloro residual, y largos tiempos de contacto para
la desinfeccin.
El clculo del TC (tiempo de contacto), es usado para determinar
el tiempo necesario de contacto para cualquier concentracin dada.
La formula es T * C = A; C es la concentracin de cloro, T es el
tiempo de contacto en minutos, y A es la temperatura base.
Desinfeccin y la Regla de la Desinfeccin por Producto
Los sistemas que usan cloracin pueden crear Trial metanos
totales, como un producto derivado de la desinfeccin.
Si la creacin de esos productos derivados causan que el sistema
exceda los lmites permisibles (LMP) para los trial metanos; 0.08
mg/l o 80 ppb, el sistema requerir al cambio a una forma diferente
de desinfeccin.
Los residuales de cloro total son tambin limitados a un mximo de4.0 mg/l.
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31 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
SISTEMA DE DISTRIBUCION DE AGUA
Las presiones mximas y mnimas son establecidas para el
sistema de distribucin de agua.
Presiones Mximas y Mnimas
La presin dinmica mnima es de 10 metros de columna de
agua en la zona rural; y de 15 (20) metros de columna de
agua en la zona urbana.
La presin esttica mxima es de 50 metros de columna de
agua.
Para minimizar los daos a:
Porque la Presin Mxima?
o Tuberas interiores de las viviendas
o Calentadores de agua (termas)
o Caos y grifos de la vivienda
o Tuberas, vlvulas e hidrantes contra incendio
Una cantidad (volumen) de agua puede ser perdida, a travs
de fugas en el sistema (tuberas y conexiones domiciliarias).
Para asegurar que la presin es mantenida en el sistema:
Porque una Presin Mnima?
o Durante las horas de mximo consumo
o Para combatir los incendios
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32 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
o Para las aplicaciones modernas como: lavadoras
automticas, grifera y otros
Suministrar el agua almacenada
Reservorios
Crear presin en el sistema, si el reservorio es elevado
Suministrar agua durante las horas de mximo consumo,
atendiendo las variaciones de la demanda
Tener un volumen adicional de agua para la atencin de
incendios, y las emergencias por corte del ingreso de agua al
reservorio
Tipos de Reservorios
Elevado
Semienterrado
Apoyado
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33 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
La ubicacin en una zona alejada, causa grande diferencias
de presin.
Ubicacin del Reservorio
La ubicacin del reservorio en una posicin central, reduce las
diferencias de presin
LGH
LGH
LGH
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34 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
La mayora de las tuberas estn ubicadas dentro de las vas
de uso pblico.
Donde se instalan las tuberas
Se ubican bajo las calles y veredas.
De esta manera podemos tener fcil acceso a las tuberas en
casos de necesidad de reparacin y reemplazo.
En algunas ocasiones las tuberas principales, deben pasara
travs de la propiedad privada, en estos casos se solicita un
paso de servidumbre para atender los casos de
mantenimiento.
Bajo la lnea de congelacin para evitar la formacin de hielo.
Profundidad de la Tubera
Sobre los colectores sanitarios y pluviales, para evitar la
contaminacin.
Nivel del terreno
Tubera de aguapotable Colector
pluvial
Colector sanitario
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35 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
TRATAMIENTO DE AGUA
Un tpico proceso de tratamiento para el abastecimiento de agua, se
muestra en el siguiente esquema:
Trminos:
Raw wter : Agua cruda
Fine screens : Rejas finasCoagulant : Coagulante
Flocculation : Floculacin
Sedimentation : Sedimentacin
Sludge : Lodo
Dewatering or sludge lagoons : Secado o laguna de lodos
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36 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Filtration : Filtracin
Filter backwash wter : Agua de retrolavado del filtro
Desinfection : Desinfeccin
Clear wter storage : Almacenamiento de agua clarificada
Floculacin
Objetivo: Para producir un floc qumico
Proceso: agregado del coagulante y mezcla rpida para ladistribucin del qumico, seguido por una mezcla lenta para permitir
que el floc se desarrolle
Coagulante: usualmente almina (sulfato de almina); otros
qumicos utilizados, dependen de la calidad del agua
Rapid mix : Mezcla rpida
Slow mix : Mezcla lenta
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37 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Sedimentacin
Objetivo: proporciona un ambiente tranquilo para que los flocs
sedimenten
Proceso: los flocs qumicos sedimentan al fondo y llevan el
sedimento suspendido con ellos, formando una capa de lodo en el
fondo del tanque
Tratamiento del Lodo
El lodo producido es un qumico, mas que un lodo biolgico. Luegono tiene ningn valor.
El lodo es secado al colocarlos en lagunas y permitir que el agua
drene hacia abajo a travs de capas de arena y grava, hacia drenes
debajo de la laguna.
El lodo seca y es removido y vertido en un relleno sanitario.
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38 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Retencin del material fino en capas sucesivas de material
filtrante.
Unidad de Filtracin
Objetivo: Retencin de los slidos suspendidos, materia coloidal y
flocs que no sedimentaron en la unidad de sedimentacin
Proceso:
Filtro de retro lavado para la limpieza
El agua del retro lavado retorna al comienzo del proceso de
tratamiento
Concepto del filtro ideal
Filtros de capas mltiples
Agua de retro lavado
o Use aire para desplazar las partculas, luego el agua
para limpieza
o Expansin del lecho
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39 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
DesinfeccinObjetivo: Para reducir los problemas de las bacterias peligrosas en
el sistema de distribucin
Proceso: Aplicar el desinfectante (usualmente cloro gas, liquido o
polvo), para tratar el agua. Proporciona un nivel de desinfeccin
residual para matar la bacteria en el sistema de tubera.
Otros desinfectantes pueden ser usados, dependiendo sobre la
calidad del agua y el pas.
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40 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Remocin de Olor y Sabor
Objetivo: Para remover olores y sabores.
Proceso: Airear el agua o aplicar carbn activado en polvo, que
absorbe los olores y sabores.
Almacenamiento del Agua Clarificada
El agua tratada es mantenida en un reservorio cubierto para
prevenir la re contaminacin desde aves y animales.
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41 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Los procesos unitarios pueden ser considerados como
independientes
Unidades del Sistema de Tratamiento
Se requiere entender el objetivo y el proceso involucrado con
cada unidad.
Puede luego combinar los procesos unitarios para
proporcionar un tratamiento correcto para una calidad
particular de agua.
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42 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Sistema de Alcantarillado
Dimetro mnimo de la tubera
Criterios
Velocidad mxima y mnima de flujo
Pendiente mnima
Profundidad mnima de cobertura
Distancia entre buzones
Ubicacin del colector respecto a otros servicios
Necesidad de mantener el flujo en los alcantarillados
sanitarios
Velocidad mnima de flujo
La velocidad mnima de flujo es de 0.6 m/s
Hay una relacin de costos entre la profundidad de
excavacin y la pendiente del colector
Debe mantenerse el flujo del agua residual para prevenir
condiciones anaerbicas y corrosin en la clave del tubo
Debido a la alta carga de arenillas en el agua residual, la
velocidad es menor que en los colectores pluviales.
Velocidad mxima de flujo
La velocidad mxima de flujo es de 3 m/s
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43 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Debe evitarse la abrasin de la tubera (raspado y erosin) de
la parte interna del tubo en forma prematura.
Los colectores sanitarios son generalmente ms pequeos
que los colectores del drenaje pluvial.
Dimetro mnimo de la tubera
El dimetro mnimo se prepara para el mantenimiento; para
prevenir obstrucciones en la tubera.
La pendiente afecta directamente la velocidad
Pendiente mnima
Debe mantenerse suficiente pendiente para mantener la
velocidad mnima
Debe limitarse las pendientes que originan velocidades muy
elevadas en las tuberas
En algunos casos las estaciones de bombeo son necesarias
para evitar las excavaciones profundas
Las tuberas necesitan estar bajo el nivel de las viviendas,
para captar el agua residual desde todas las conexiones
domiciliarias.
Profundidad mnima de cobertura
Cuando las vivienda est debajo del colector, un bombeo es
necesario
Las tuberas deben mantenerse bajo la lnea de
congelamiento
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44 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Los buzones son necesarios cuando:
Distancia entre los buzones
o Cuando los colectores cambian de direccin
o Cuando los colectores cambian de dimetro
o Cuando los colectores cambian de pendiente
o Cuando los colectores convergen
o Se requiere limpieza y mantenimiento de las tuberas
La mayor preocupacin involucra las filtraciones y la
contaminacin
Ubicacin del colector respecto a otros servicios
El colector debe estar debajo de la tubera de agua potable
El colector debe estar debajo del colector pluvial
El colector se ubicara en la lnea central de la va
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45 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Operaciones en la Fuente de Agua
Agua Subterrnea
Abatimiento del Pozo
Abatimiento del Pozo en metros (s) = Nivel de bombeo del agua en
metros (ND- Dinmico) Nivel Esttico del agua en metros (NE)
S(m) = ND(m) NE(m)
Caudal (Q b) de bombeo en litros por segundo = Volumen (V) en
litros / Tiempo (t) de duracin de la prueba de bombeo en segundos
Rendimiento del Pozo
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46 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Q bombeo = V (litros) / t (tiempo en segundos)
Rendimiento Especifico del Pozo
Caudal especifico (Q e) en litros por segundo por metro = Caudal
de bombeo (Q b) en litros por segundo / Abatimiento (s) en metros
Q especifico en l/s/m = Q b (l/s) / s (m)
1. Primero se calcula el cloro requerido en kilogramos (kg)
Desinfeccin de la cobertura del pozo
Kg de Cloro (Cl2) = (Concentracin de cloro(Cl2) en mg/l) x
(Volumen de la cobertura del pozo en m3)
Kg de Cl2 = {(mg/l de Cl2) x (1 kg / 106 mg)} x {(V en m3) x (1000 l /1m3)}
2. Luego calcular el compuesto de cloro requerido
Compuesto de Cloro en kg = Cloro en kg / (% cloro disponible/100)
Kg de Cl2 = Cl2 en kg / {(% de Cl2) x (1/100)}
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47 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Calculo en la bomba de turbina de pozo profundo
Clculos de la altura
Altura (H d) de descarga en metros = Presin (P) medida en la
descarga de la bomba (metros)
H descarga en m = Presin descarga (m)
Altura total de bombeo = Nivel dinmico del pozo (m) + Altura (H d)
en metros
H bombeo = ND (m) + H d (m)
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48 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Altura total con etapas (H te) = Altura total de bombeo (H b) en
metros + Perdidas por friccin en la columna (p f) en metros
H te (m) = H b (m) + p f (m)
Clculos de la Potencia
Potencia del equipo de bombeo (P) en hp = {( Caudal de bombeo
Q b en litros por segundo x Altura de bombeo H b en metros) / 75}
P en hp = (Q b (l/s) x H b (m)) / 75
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49 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Eficiencias del equipo de bombeo
N m es la eficiencia del motor elctrico
N b es la eficiencia de la bomba
N e es la eficiencia del equipo de bombeo
N e = {(eficiencia del motor en %) x (eficiencia de la bomba en %)}
/100
N e = (N m x N b ) /100
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50 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
1. Dosis de qumicos
Calculo de Miligramos por Litro (mg/l) a Kilogramos por Da
Uno de los clculos ms frecuentes que se utiliza es la conversin
de la concentracin en miligramos por litro (mg/l) a kilogramos porda (kg/da), o dosis en kilogramos (kg) o dosis de carga (kg).
Este clculo es la base de cinco tipos de operaciones:
2. Carga de la Demanda Bioqumica de Oxigeno (DBO), de la
Demanda Qumica de Oxigeno (DQO), Slidos Sedimentables(SS).
3. Remocin de la DBO, DQO, SS
4. Kilogramos de slidos bajo aeracin
Todos los clculos listados, usan una de las dos ecuaciones
siguientes:
1 kilogramo = 1000 gramos = 106 mg
1 da = 24 horas = 1440 minutos = 86400 segundos
1 m3 = 1000 litros
Ecuacin 1
Kilogramos/da = {(Concentracin en mg/l) x (Caudal en litros
/segundo)}
Kg/da = {(mg/l) x (1 kg/106 mg)} x {(m3/s) x (1000 l/1 m3) x (86400
s/1dia)}
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51 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
1. Si la concentracin en mg/l, concierne a un caudal (flujo de
agua), luego el caudal en l/s o m3/s es ubicado como segundo
factor.
Ecuacin 2
Kilogramos = (Concentracin en mg/l) x (Volumen en litros)
Kg = {(mg/l) x (1 kg/106 mg)} x {(m3) x (1000 l/1 m3)}
Para determinar cul de las dos ecuaciones se debe utilizar,
debemos determinar lo siguiente:
2. Si la concentracin en mg/l, concierne a un volumen de una
tubera o de un deposito (tanque, reservorio), luego el
volumen del depsito o de la tubera es usado como segundo
factor.
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52 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Concepcin de los Sistemas de Abastecimiento de Agua
Es el conjunto de estudios y conclusiones referentes al
establecimiento de todas las directivas, parmetros y
definiciones necesarias y suficientes para la caracterizacin
completa del sistema a proyectar
Concepcin Definicin
Identificacin y cuantificacin de todos los factores
intervinientes con el sistema de abastecimiento de agua
Concepcin Objetivos
Diagnostico del sistema existente
Establecimiento de parmetros bsicos
Pre-dimensionamiento de las unidades de los sistemas para
las alternativas seleccionadas
Seleccin de la alternativa mas adecuada mediante la
comparacin tcnica, econmica y ambiental, entre las
alternativas
Establecimiento de las directivas generales del proyecto
Partes constituyentes de un Sistema de Abastecimiento de Agua
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53 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Fuente de agua superficial
Captacin
Estacin de bombeo de agua cruda (si es necesario segn la
topografa)
Lnea de conduccin (impulsin) de agua cruda, segn sea el
caso
Planta de Tratamiento de Agua
Lnea de Conduccin (Impulsin) de agua tratada, segn sea
el caso
Reservorio de Almacenamiento
Red de distribucin
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54 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
1. Caracterizacin del rea de estudio:
Actividades a ser desarrolladas para el estudio de Concepcin del
Sistema de Agua
a. Caractersticas fsicas
b. Uso y ocupacin del suelo
c. Aspectos sociales y econmicos
d. Sistemas de infraestructura y condiciones sanitarias
2. Anlisis del sistema de abastecimiento de agua existente:
a. Descripcin
b. Diagnostico
3. Levantamiento de estudios y planos existentes
4. Estudios demogrficos y de uso de ocupacin del suelo
5. Criterios y parmetros del proyecto
6. Estudio de la Demanda de Agua
a. Estudio de Demanda
b. Calculo de la Demanda
7. Estudio de las Fuentes de Agua
a. Fuente superficial
b. Fuente subterrnea
c. Seleccin de la fuente de agua
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55 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
8. Formulacin de las alternativas de concepcin del sistema de
abastecimiento de agua
9. Pre dimensionamiento de las unidades del sistema
a. Captacin
b. Estacin de bombeo y de lnea de impulsin
c. Lnea de conduccin y aduccin
d. Planta de Tratamiento de Agua
e. Pozo tubular profundo
f. Reservorio de almacenamiento
g. Red de distribucin
10. Estimacin de costo de las alternativas propuestas
11. Anlisis de las alternativas propuestas
a. Anlisis tcnico
b. Anlisis econmico
c. Anlisis ambiental
d. Comparacin tcnica, econmica y ambiental
12. Seleccin de la mejor alternativa
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56 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Indicadores de Costos del Sistema de Abastecimiento de Agua
Modelamiento Hidrulico de la Red de Distribucin
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58 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Sistema de abastecimiento de agua con captacin en un curso de
agua, y con reservorio apoyado
Sistema de abastecimiento con captacin en curso de agua y conreservorio enterrado y elevado
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59 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Sistema de abastecimiento de agua que atiende a zona baja y zona
alta
Sistema de abastecimiento de agua con captacin en curso de agua
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60 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Sistema principal de distribucin de agua de ciudad
Sistema de abastecimiento con captacin en curso de agua
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61 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Sistema de abastecimiento con captacin de agua subterrnea
Sistema de abastecimiento con captacin en pozos profundos
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62 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Captacin en fuente superficial y subterrnea
Captacin a travs de drenes (galeras filtrantes)
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63 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Captacin a travs de una galera filtrante
Captacin a travs de un manantial de ladera
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64 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Operacin y Mantenimiento de los Sistemas de Agua
Definiciones
Operacin y Mantenimiento
Se refiere a todas las actividades necesarias para operar un
sistema de abastecimiento de agua y alcantarillado de la entidad,
con excepcin de la construccin de nuevas instalaciones con el
propsito de mejorar el rendimiento, eficiencia y sostenibilidad.
Operacin
Se refiere al procedimiento y a las actividades involucradas en la
prestacin actual de los servicios: captacin, tratamiento, bombeo,
conduccin y distribucin del agua para consumo humano.
Incluye el planeamiento y control de la extraccin/recoleccin,
tratamiento y disposicin del efluente, y/o la recoleccin, tratamientoy disposicin del efluente.
Tambin cobertura la gestin (manejo) de las relaciones con el
cliente (usuario), las relaciones pblicas, la asesora legal, el
manejo del personal, el manejo comercial y las funciones
financieras.
Control de las Operaciones del Sistema de Agua
La eficiencia y efectividad del sistema, depende sobre las
capacidades del personal para garantizar la continuidad y
responsabilidad de los servicios.
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65 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Operacin de Rutina
: las actividades para adaptar la
configuracin del sistema, para ajustarse a las condiciones
actuales.
Planeamiento de la Operacin: conjunto de criterios para
simular las situaciones de operacin.
Mantenimiento
Se refiere a las actividades que tienen el propsito de conservar los
bienes de capital en condiciones de uso permanente; ejemplo: lasreparaciones de las tuberas del sistema de distribucin, bombas,
conexiones domiciliarias.
El mantenimiento se relaciona con las actividades que mantienen el
sistema en condiciones adecuadas de trabajo, incluyendo la
gestin, el costo de recuperacin, las reparaciones y el
mantenimiento preventivo
El mantenimiento puede ser: preventivo o correctivo
El Mantenimiento Preventivo
: Incluye la inspeccin, limpieza,
lubricacin; consiste las acciones rutinarias sistemticas,
necesarias para mantener la empresa de servicio pblico en
buenas condiciones. Algunas veces tambin incluyereparaciones menores y reemplazos como establece la
inspeccin de rutina.
El Mantenimiento Correctivo
: Normalmente ocurre como el
resultado de un reporte de una tubera rota, o el mal
funcionamiento o averas del equipamiento.
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67 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
N (x) de pozos de agua y sus equipamientos auxiliares
Instalaciones Principales de Agua para Operar y Mantener
N (x) de estaciones de bombeo y sus equipamientos
auxiliares
N (x) de plantas de tratamiento de agua para consumo
N (x) de plantas de tratamiento de aguas residuales
(x) km de redes de agua, alcantarillado y drenaje pluvial Sistema de medicin
Trabajos de rutina
Actividades de la Operacin
Mediciones y Pruebas
Monitoreo
Informes
Descripcin de Actividades
Preparacin del Plan de Operacin y de los Manuales de
Operacin y Mantenimiento
Compilacin de detalles en los equipamientos del sistema de
operacin
Establecimiento de procedimientos de operacin
Inspeccin, Monitoreo, y Medicin del Sistema
Registro y transmisin de la informacin
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68 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Mantenimiento Preventivo
Actividades del Mantenimiento
Mantenimiento Correctivo
Reparaciones importantes y revisin de los equipamientos y
maquinaria
Almacenamiento y compras requeridas para el mantenimiento
Descripcin de Actividades Desarrollo de cronogramas, procedimientos y tcnicas
Reorganizacin del mantenimiento a los nuevos
requerimientos
Establecer programas especficos y manuales para los
equipamientos y unidades
Evaluacin de los cronogramas
Conceptos
Aun en caso de grandes capitales de inversin, sin una Operacin
y Mantenimiento (O & M) adecuada, la sostenibilidad del sistema
no ser lograda.
Los principios de la O & M es aplicada a los niveles de
organizacin y gestin de los servicios de abastecimiento de agua
y alcantarillado, para dar efectivamente con las causas
subyacentes (al interior) de los problemas, conducentes a una
mejor eficiencia del sistema y su desempeo.
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69 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
La sostenibilidad del sistema depende mayormente sobre una
efectiva y eficiente operacin y mantenimiento.
Para la sostenibilidad de los sistemas, la O & M debera serdesarrollada durante las fases de planeamiento y diseo, y
consolidada durante la fase de construccin.
Los elementos integrados de la O & M
Esta en funcionamiento, y esta siendo utilizado
Factores para la sostenibilidad de los servicios de agua
Puede brindar el nivel adecuado de beneficios (calidad,
cantidad, continuidad, comodidad, confort, asequibilidad,
eficiencia, equidad, responsabilidad)
Esta trabajando hacia el ciclo de vida de los equipamientos
Gerencia de Proyectos
Comunidad involucrada
Aspectos Administrativos:Suministros, Transportes
Financiamiento (Costode Recuperacin)
Informacin
Desarrollo deRecursosHumanos
PlaneamientoOperacin,Mantenimiento(Servicios brindados)
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70 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Gestin apropiada
Sus costos de operacin, mantenimiento, administracin y
reemplazo, estn cubiertos
Apropiada capacidad tcnica
Soluciones ambientalmente limpias
Actividades adecuadas de operacin y mantenimiento
Disear estrategias y mecanismos alternativos de O & M
El Proceso Operacional (Plan de O & M)
o Personal
o Equipamiento
o Suministros
o Presupuesto
Evaluar: Como las alternativas encuentran los objetivos?
Mejorar, alcanzando lo optimo
Un presupuesto para un plan optimo; si es posible
Implementacin cuidadosa de un plan de gestin
Monitorear cuidadosamente los resultados
Modificar cuando sea necesario
Repetir el ciclo
Retener el conocimiento adquirido
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71 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Mantenimiento Preventivo y Correctivo
Planeamiento para la Operacin
Mantenimiento del equipamiento
Asignacin de recursos
Adquisicin de materiales y equipos
Previsin de los problemas en las reas de trabajo
Proyectar la futura necesidad de recursos
Mtodos para mejorar la eficiencia y la efectividad
Programas de capacitacin
Programa de seguridad
Costos laborales
Eficiencia Operacional
Automatizacin
Vida til del sistema
Agua no contabilizada
Infiltracin / ingreso de agua
Disponibilidad de opciones, tales como la utilizacin de
contratistas para la operacin y mantenimiento
Fondo de reserva para la O & M
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72 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Estndares Tcnicos de los equipamientos y repuestos,
costos, disponibilidad y accesibilidad
Criterio para la O & M
Criterios Tcnicos
Dependencia sobre combustible, energa elctrica, qumicos;
costos de la O & M
Complejidad de los procedimientos en la O & M
Posibilidades para fabricantes locales
Uso de materiales y equipos nacionales
Dependencia sobre partes importadas
Opciones tcnicas disponibles en el mercado
Demanda de agua
Criterios Institucionales y Legales
Marco legal y estrategia nacional para la O & M
Capacidad para el entrenamiento y sostenibilidad
Asistencia tcnica disponible
Capacidad del servicio de proveedores
Participacin del sector privado
Capacidad del Monitoreo
Disponibilidad de presupuesto para la O & M
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73 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Disponibilidad de mecanismos financieros para cubrir el
reemplazo y rehabilitacin
Criterios Ambientales
Calidad de la fuente de agua
Requerimientos para el tratamiento de agua de consumo, y
tratamiento de agua residual
Necesidad de la proteccin de la fuente de agua y la gestin
del agua residual
Criterios de la Comunidad
Responsabilidad y sentimiento de propiedad
Deseo del nivel de los servicios
Demanda para la mejora en el nivel de los servicios
Capacidad gerencial
Disponibilidad de capacidades tcnicas
Cultura de mantenimiento dentro de la comunidad
Estructura tarifaria
Mecanismo del costo de recuperacin
Capacidad de la gestin financiera
Capacidad y buena disposicin para pagar
Estructura elegida por la comunidad para ser responsable de
la O & M
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74 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Ausencia de sistemas de informacin gerencial
Tpicos Problemas que enfrenta la Gestin de la O & M
o Informes Tcnicos
o Informes Financieros
Inadecuada gestin financiera
Desconocimiento de la lnea base de los bienes (no se tiene
sistema de inventario)
Ausencia del proceso de planeamiento
Los Componentes de un Sistema Operacional Tpico
Sistema Operacional
Usuarios del servicio de aguay alcantarillado
Sistema Financiero, SistemaComercial, Otros Sistemasorganizacionales
Sistema de Informacin
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75 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Los Componentes del Subsistema Operacional: Operaciones
Mantenimiento
Operacin de RutinaPlaneamiento de laOperacin
MantenimientoPreventivo
MantenimientoCorrectivo
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76 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Fuentes de Agua
Propsito
Proporcionar a los Operadores con un conocimiento bsico de las
fuentes de agua superficial, y como ellas se relacionan con las de
agua subterrnea y el ciclo hidrolgico.
Se indicara las caractersticas comunes del agua y los
contaminantes, as como tambin como proteger las fuentes de
agua
1. Reconocer los diferentes tipos de fuentes de agua superficial
Conceptos Claves
2. Caractersticas de las fuentes de agua
3. Identificar los contaminantes en las fuentes de agua
4. Comprender la importancia de la proteccin de la fuente de
agua
El Agua Superficial como una Fuente
La mayora de las grandes ciudades estn ubicadas sobre ros, que
fueron importantes corredores de transporte cuando ellas fueron
fundadas.
Es dificultoso servir a un gran nmero de consumidores a travs de
la fuente de agua subterrnea, que tiende a no estar disponible en
cantidades abundantes como el agua superficial.
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77 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Un sistema tpico de abastecimiento de agua potable
Un curso de agua que sirve como fuente de agua superficial
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78 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Curso de agua superficial que puede ser aprovechado como fuentede abastecimiento de agua.
Porcentaje del Uso del Agua Superficial
48 % en la produccin de energa elctrica
34 % en la agricultura
11 % en abastecimiento de aguapara el pblico
2 % en otros usos
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81 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
La fuente de agua superficial requiere en algunas ciudades ser
transportada varios kilmetros hasta la planta de tratamiento
El Ciclo Hidrolgico
El Ciclo Hidrolgico
Cuando la lluvia, la nieve u otras precipitaciones caen sobre la
tierra, una porcin del agua fluye inmediatamente sobre el terreno
para renovar el agua el agua superficial tales como los ros,
ocanos, lagos, corrientes de agua; esto es llamado escurrimiento
superficial.
Parte de la precipitacin percola dentro del terreno para ser
absorbido por las races de las plantas. Parte de esto se evapora y
retorna a la atmosfera desde la superficie del suelo, desde las
plantas (llamada evapotranspiracin), y desde el agua superficial.
El resto del agua se infiltra hacia la tierra para llegar a ser agua
subterrnea.
El agua se condensa en la atmosfera para formar las nubes, luego
cae como precipitacin hacia la superficie de la tierra otra vez.
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83 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Caractersticas de las Fuentes de Agua
La cantidad de agua llevada por una corriente y el periodo de su
flujo son obviamente factores principales en la utilidad de esacorriente como fuente de abastecimiento de agua.
Dependiendo de la ubicacin y el nivel de elevacin de la cuenca,
la temperatura puede variar desde el congelamiento hasta clida
durante el ao; esto es una desventaja del agua superficial sobre el
agua subterrnea como una fuente.
Las propiedades qumicas del agua que ser consumida por los
usuarios del sistema, son obviamente muy importantes para el
sistema pblico de agua; las fuentes de agua superficiales son
menos mineralizadas que las de agua subterrnea.
Las aguas superficiales son biolgicamente activas; como fuentes
de agua, ellas deben ser tratadas como pensando que contienenmicrobios que causan enfermedades.
Finalmente, el agua superficial y el agua subterrnea son tratadas
diferentemente.
Fuente de Agua superficial
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84 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Cuenca de Drenaje
Cuenca del Rio Y (tambinconocida como cuenca del rio
Rio Y
Rio X
Lmite de la cuenca
Corriente deprimer orden
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85 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Cuenca Y
Cuenca X
Lmite de la Cuenca
Contaminacin comn en lafuente de agua
Fuente de Contaminacin
Agua limpia
Agua contaminada
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86 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Turbiedad durante el escurrimientosuperficial
Tiempo - Minutos
Turbiedad en el escurrimientosuperficial
Flujo delescurrimientosuperficial
Agua dulce sobre la Tierra
14 % de agua subterrneaprofunda75 % del hielo Menos que el 0.5 % de
agua superficial
11 % de agua subterrnea poco profunda
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88 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Corrientes y Ros
Hay dos tipos generales de estructuras de captacin del agua
superficial, que captan el agua directamente:
Captaciones Superficiales : simplemente desvan el parte del
flujo hacia un canal hecho por la accin humana; son
fcilmente accesibles y de operacin simple.
Corrientes y Ros
CaptacinSuperficial
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89 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Captacin Sumergida :tienen pocos problemas; ellas estn
ancladas en el fondo del canal y manejan el agua desde
cerca, pero no desde el fondo, estas captaciones sufren
obstrucciones desde la sedimentacin de las corrientes o
desde el hielo que se forma.
Lagos y Reservorios
La mayora de las empresas de servicio pblico, captan el agua
desde un lago natural o desde un reservorio (represa), por el
requerimiento de tener una garanta en el suministro a travs del
ao.
Algunos operadores del sistema de agua son responsables por elmantenimiento de la represa.
El agua que ha sido mantenida en un lago o reservorio, puede
tener un carcter distinto que el agua que esta fluyendo en una
corriente; por esta razn los operadores necesitan conocer las
caractersticas bsicas de las represas, reservorio y lagos.
Captacin sumergida
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91 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
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92 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Los reservorios son creados al ser represados las corrientes de
agua de los valles.
Hay dos tipos de represas:
Represa de muro de contencin : es hecha de materiales
naturales; un capa de arcilla de baja permeabilidad es
colocada alrededor de la tierra o roca.
Reservorio
Seccin transversal de una Presa de muro de contencin
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93 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Tres Niveles en la captacin de aguadesde el Reservorio
Superficie de Agua
Captaciones con rejilla
Vlvulas de Operacin en laentrada
Algas Flotantes
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94 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Rotacin de los estratos delagua, segn la temperatura
de la estacin del ao
Lago creado para el suministro de agua a una ciudad
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95 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
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96 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
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97 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Conduccin de Agua Cruda, Medicin y Almacenamiento
La conduccin del agua cruda desde hacia la planta de tratamiento
puede ser por un canal abierto o a travs de una tubera bajopresin.
Los canales abiertos son de inters por las precauciones de
seguridad durante su conduccin.
Las tuberas de presin son comnmente enterradas de material de
PVC, Acero, Hierro Dctil, Fibra de Vidrio, HPDE.Los sistemas de agua superficial que no manejan el sistema desde
un reservorio o un lago pequeo, pueden beneficiarse desde el
almacenamiento de una pequea cantidad de agua sobre la planta
de tratamiento.
El almacenamiento proporciona tanto la regulacin del caudal de
tratamiento, y la sedimentacin de material suspendido.
Laguna de Almacenamiento
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98 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Los canales abiertos tienenriesgos
Un nio de la comunidadcay al canal
La falta de un cerco perimtricosobre un almacenamiento abierto,
es una invitacin a lacontaminacin
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99 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Vertederos para la medicin del caudal
Vertedero del rebose deagua desde un reservorio
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100 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Medidores de Agua para las Tuberas de Presin:
Tipo Turbina; Tipo - Desplazamiento
Conduccin de Agua cruda desde la fuente principal a la planta detratamiento de la ciudad
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101 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
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102 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
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103 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
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104 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
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105 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
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106 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Acuferos de Agua Subterrnea
Si una mira los estratos de la tierra, estos aparecern como
irregulares y de diferentes colores y materiales de textura.
Los estratos son el resultado de la actividad geolgica que ha
ocurrido desde que la tierra se formo.
El agua se acumula en las fracturas, los poros intergranulares y
cavernas en algunos de los estratos de la roca.
Un acufero es un estrato que rendir como agua subterrnea encantidades tiles para un pozo o un afloramiento (manantial).
En un acufero, todos los vacios o espacios abiertos entre las rocas
son llenados con agua.
El agua en esta zona fretica (tambin llamada como zona
saturada), es llamada agua subterrnea.
La parte superior de la zona saturada es llamada la mesa de agua
o nivel esttico del agua.
La zona entre el nivel esttico y la superficie de la tierra, que
contiene tanto aire como agua, es llamada la zona vadosa o estrato
no saturado.
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107 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Caractersticas del Acufero
La capacidad de un acufero para recibir, almacenar o trasmitir
agua o contaminantes, depende sobre las caractersticas del
acufero.
Esto incluye las caractersticas del estrato confinado o un acuferoconfinado o del espesor de la zona no saturada de un acufero no
confinado.
La gradiente hidrulica, la superficie piezometrica, la porosidad, la
conductividad hidrulica son conceptos importantes que
determinan el movimiento del agua en la tierra.
Seccin Transversal Geolgica
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108 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Movimiento del agua en lasrocas
Erosin en acuferos en zona caliza
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109 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
SuperficiesPiezometricas
Nivel esttico
Estrato Impermeable
AcuferoConfinado
Acufero No Confinado
Estrato NoSaturado
Acufero Confinado y No Confinado
Terrenosuperior
Nivel esttico
Depsitos
Aluviales
ArcillaImpermeable
Arena y Grava
Deposito ConsolidadoDeposito Semi Consolidado
Acufero NoConfinado
AcuferoConfinado
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110 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Porosidad del Acufero
Incremento de la Porosidad o la capacidad del material para almacenar agua
Grava
Arena Gruesa
Arena y Grava
Lecho deRoca
Conductividad Hidrulica(Permeabilidad)
Incremento de la Conductividad Hidrulica o capacidad para trasmitir agua al pozo
Grava
Suelo de arena
gruesa
SueloArcilloso
Igual Porosidad
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111 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Manantial de Ladera
Superficie del agua subterrnea (nivel esttico
EstratoImpermeable
Estrato impermeable
rroyo degua
Rio bajo el terreno
Superficiedel Rio
Pantano
Manantial defloramientoertical
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112 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Bombeo desde el Pozo
El bombeo desde el pozo altera el movimiento natural del agua
subterrnea.
La profundidad desde la superficie del terreno a la parte superior
del acufero en un pozo que no est sometido a bombeo, es
llamado el nivel esttico del agua.
Cuando se inicia el bombeo, el agua subterrnea alrededor del
pozo es arrastrada abajo y hacia el pozo.
La profundidad desde la superficie del terreno al nivel del agua en
el pozo durante el periodo de bombeo, despus de haberse
estabilizado el abatimiento, es llamado el nivel dinmico del agua o
nivel del agua durante el bombeo.
Pozo Artesiano
Estrato sin Fisuras (vacios)
rea deRecarga
Pozo
Gradiente Hidrulica
Pozo Artesiano fluyendo agua
Estrato Poroso
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113 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
La diferencia entre el nivel dinmico del agua y el nivel esttico del
agua es llamado el abatimiento del pozo.
A mayor explotacin del pozo (retiro de agua subterrnea), mayor
abatimiento.
El rea debajo del terreno afectada por el bombeo en la forma de
un cono invertido es llamado el cono de depresin.
La zona de contribucin es el rea del acufero que recarga elpozo; incremento o disminucin del bombeo, puede tambin alterar
la zona de contribucin.
Cualquier contaminante localizado en la zona de contribucin,
puede ser dirigido hacia el pozo, conjuntamente con el agua
subterrnea.
Efectos del Bombeo en el Pozo
Zona de Influencia Nivel del agua en el bombeo (dinmico
Nivel estticodel agua
Abatimiento
Cono de Depresin
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114 Fuente: Montana Water Center Operator Basics Training 2005
Recarga de los Acuferos
El reabastecimiento del acufero es conocido como la recarga.
Los acuferos no confinados son recargados por la precipitacin
pluvial, la cual percola hacia la superficie del terreno.
Los acuferos confinados son recargados donde los materiales del
acufero estn expuestos a la superficie del terreno, llamado un
afloramiento.
Las aguas superficiales tambin proporcionan una recarga del
agua subterrnea, bajo ciertas condiciones.
Cuando un agua superficial pierde agua hacia el acufero
adyacente, la corriente es llamada, una corriente de perdida.