APROVECHAMIENTO Y REUSO DE LAS AGUAS PLUVIALES Y ...

UNIVERSIDAD POPULAR AUTÓNOMA

DEL ESTADO DE PUEBLA

E S C U E L A D E E C O L O G Í A OllléMOM d* \

APROVECHAMIENTO Y REUSO DE LAS AGUAS

PLUVIALES Y SANITARIAS

EN EL INSTITUTO ANDES DE PUEBLA

Trabajo Recepcional Que para obtener el título de:

INGENIERO ECÓLOGO

Presenta

María del Carmen Marin Fernández

1482

c . 1999

UNIVERSIDAD POPULAR AUTÓNOMA DEL ESTADO DE PUEBLA

ESCUELA DE ECOLOGÍA

APROVECHAMIENTO Y REUSO DE LAS AGUAS PLUVIALES Y SANITARIAS

EN EL INSTITUTO ANDES DE PUEBLA

Trabajo Recepcional Que para obtener el título de:

INGENIERO ECÓLOGO

P r e s e n t a

María del Carmen Marín Fernández

Puebla, Pue. 1999

/ ^ • ^

El presente documento Aprovechamiento y Reuso de las Aguas Pluviales Y Sanitarias en el Instituto Andes de Puebla, presentado a la Escuela de Ingeniería Ecológica de la Universidad Popular Autónoma del Estado de Puebla por María del Carmen Marin Fernández bajo la dirección del Maestro en Ciencias Ricardo Morales Juárez se presenta como requisito parcial para obtener el título de Ingeniero Ecólogo; fue revisado y aprobado por el comité de sinodales asignados.

Coordinador. M en C. Ricardo Morales Juárez Secretario. Ing. Raciel Flores Quijano Vocal. Bióloga Aurora Alcázar Pestaña Suplente. Ing Jacqueline García García

Fecha de presentación de Examen Profesional: de de

La Cultura al S del Pueblo.

ESCUELA DE 'NGENiERfA ECOLÓGICA

M en C. Luis Ricardo Morales Juárez, Director de la Escuela de ingeniería Ecológica.

Aprovechamiento y Reuso de las Aguas Pluviales y Sanitarias

Agradecimientos

A mi Creador, que por su suma bondad me dio el don más preciado, el don de la vida.

A mi querido esposo, que con su ejemplo y apoyo ha sido siempre el motivo para seguir adelante

A mis queridas hijas, por su amor y alegría.

A mis padres, que con su desinteresada ayuda han dado seguimiento a mi formación.

A mis hermanos y amigos por sus consejos y agradable compañía.

A mis directores y profesores, que supieron darme testimonio de la verdad con su ejemplo y sus palabras.

María del Carmen Mar in F.


Resumen

En el presente trabajo de investigación se ha buscado hacer una propuesta sobre la mejor manera de aprovechar y reusar el agua en el Instituto Andes de Puebla.

Se inició redactando unas importantes distinciones teóricas sobre los principales conceptos, tales como: precipitación, lagunas y riego, asi como un análisis del suelo.

Establecido el marco teórico, se ha tenido en cuenta un estudio del contexto donde se habría de aplicar el sistema, haciendo una descripción general del Instituto, un análisis sobre la estructura, el alumnado, el uso del suelo, consumo del agua potable, entre otros.

En seguida se presenta el diseño básico del sistema, su descripción, cálculos y metodología en la que se incluyen los trabajos de campo y de gabinete.

Por último se ha escrito el resultado de la propuesta, ofreciendo un panorama amplio sobre los beneficios, perspectivas y recomendaciones de este trabajo recepcional.

María del Carmen Marín F.


CONTENIDO

Resumen

Abstracto Pág.

I. Introducción 1.1 Introducción 4 1.2 Alcances 8 1.3 Objetivos 8 1.4 Justificación 9

II. Marco Teórico. 2.1 Precipitación 11 2.2 Escurrimiento 14 2.3 Captación de Agua Pluvial 14 2.4 Filtración 16 2.5 Lagunas 17 2.6 Selección del lugar 26 2.7 Bombeo 27 2.8 Riego 28 2.9 Suelo 30

III. Materiales 3.1 Descripción del Instituto Andes 40 3.2 Estructura 40 3.3 Ideario Educativo 41 3.4 El Proyecto Educativo 41 3.5 Ubicación del predio 41 3.6 Uso del suelo 42 3.7 Superficie del predio 42 3.8 Areas físicas 43 3.9 Alumnado 44 3.10 Vías de acceso y actividades colindantes 45



3.11 Consumo de agua potable 45 Pág.

IV. Metodología 4.1 Investigación bibliográfica 46 4.2 Trabajos de campo 46 4.3 Trabajos de gabinete 47 4.4 Instalación Hidráulica 48 4.5 Cálculo de los volúmenes de agua captados susceptible 49

de aprovechamiento 4.6 Diseño del sistema de tratamiento 50 4.7 Guía de operación del sistema 53 4.8 Diseño físico del sistema de tratamiento 53

V. Resultados 5.1 Trabajos de campo 54 5.2 Trabajos de gabinete 57 5.3 Instalación Hidráulica 59 5.4 Cálculo de los volúmenes de agua captados susceptible 63

de aprovechamiento 5.5 Diseño del sistema de tratamiento 66 5.6 Guía de operación del sistema 98 5.7 Diseño físico del sistema de tratamiento 102

VI. Conclusiones 104

VII. Bibliografía 107

VIII. Anexos 109


Aprovechamiento y Reuso de las Aguas Pluviaies y Sanitarias

Fig. 1 Ciclo Hidrológico Fig. 2 Perfil hipotético del suelo Fig. 3 e-log p o curva de compresibilidad Fig. 4 Detalle de fosa séptica Fig. 5 Diagrama del sistema de tratamiento Fig. 6 Toma de agua mínima

Pág. 12 35 38 62 66 96

Tabla 1 Residuales mínimos de cloro para agua potable a 20°C Tabla 2 Cantidades de cloro Tabla 3 Alumnado Tabla 4 Número de pipas promedio mensual Tabla 5 Métodod de Burkli Ziegler

25 25 44 60 64



APROVECHAMIENTO Y REUSO DE LAS AGUAS PLUVIALES Y SANITARIAS EN EL INSTITUTO ANDES

DE PUEBLA.

1. INTRODUCCIÓN

1.1 Introducción.

La precipitación pluvial es una de las fuentes prácticas de suministro constante de agua para todos los usos, ya sea industrial, agrícola o doméstico.

En la actualidad se ha puesto suficiente atención a la desalinización de aguas salobres en gran escala y así producirse un suministro razonable de agua para diferentes usos en algunos lugares, pero la precipitación pluvial continuará siendo una fuente importante de agua para diferentes usos, domésticos o industriales.

Aproximadamente de 617 000 ha/m de agua que cae sobre Estados Unidos cada año; sólo el 4 por ciento de esta cantidad lo absorben los abastecimientos de agua que se han desarrollado, lo que representa eM3 por ciento de la precipitación residual, después de dar margen a la evapotranspiración de las plantas naturales y de los cultivo no regados.

Por lo tanto, hay en realidad un gran volumen de agua para satisfacer nuestras necesidades, pero no se le encuentra con mucha frecuencia en el tiempo y en el lugar que se le necesita.

La explotación de los recursos hidráulicos implica el almacenamiento y la conducción del agua desde el lugar y el tiempo en el que se produce naturalmente al lugar y el tiempo en el que sea de beneficio. (Schwab, 1990)

4 María del Carmen Marin F.


1.1.2 Recursos hidráulicos y calidad del agua.

El agua, que es importante desde el punto de vista de la explotación de los recursos hidráulicos, entra en las categorías de humedad atmosférica, aguas superficiales y aguas subterráneas.

La humedad atmosférica y la precipitación son la fuente de abastecimiento de las aguas superficiales y subterráneas, que constituyen la fuente directa de los recursos hidráulicos a explotar.

Las aguas superficiales se encuentran en arroyos, estanques naturales y canales. Además en los casquetes polares y glaciares o bien en las capas freáticas.

El volumen de agua dulce disponible en el mundo representa el 2.75% de la cantidad total que forma la hidrosfera.

El desarrollo de sociedades humanas prósperas depende de la disponibilidad del agua en gran medida.

La demanda y uso creciente de agua dulce disminuyen las reservas naturales, a lo que contribuye también la contaminación de aguas originalmente limpias, como consecuencia de la deposición de los desechos procedentes de las casas habitación, edificios comerciales, instituciones, además de los establecimientos industriales, y las aguas subterráneas, superficiales o de precipitación, que también deben tomarse en cuenta.

En nuestro país el volumen medio anual de lluvias se estima en 1574 9932 millones de m3, que se distribuyen de la siguiente forma(Ramírez Grados, 1987)

- 50% en las zonas tropicales; que cubre el 30% de la superficie total. - 50% en el resto de la superficie del país.

El escurrimiento superficial, llamado también caudal de los ríos, es el 23% de la primera cifra, o sea, 3374 932 millones de m3.



La evapotranspiración es el 6 1 % : 945 000 millones de m3 y la infiltración el 16%: 255 000 millones de m3. (Ramírez Grados, 1987).

En México el 80% del agua se encuentra a 500 m sobre el nivel del mar; de los cuales sólo el 5% está arriba de la cota de 2000 encontrándose en las planicies altas cerca de 1/3 de la producción industrial manufacturera. (Athié Lambarri, 1987).

La falta de planeación y coordinación en la explotación de los mantos acuíferos, que hoy en día son sobreexplotados, ha ocasionado el abatimiento de los mismos, y ha alcanzado en algunas zonas de la región descensos de hasta 5 metros por año en sus niveles.

El agua de lluvia representa actualmente una alternativa muy importante para el aprovechamiento de agua; ya que hasta la fecha se han explotado irracionalmente los mantos acuíferos provocando la escasez del vital líquido, una forma de obtener agua sin causar graves daños al ecosistema es la captación de agua pluvial, que con un tratamiento muy sencillo se puede obtener agua de buena calidad y sin los problemas que presenta muchas veces el agua subterránea, como la dureza o la presencia de otros factores negativos.

Hasta la fecha no se ha utilizado este recurso af máximo debido a la ignorancia por parte de la población de disponibilidad del mismo, y a la falta de promoción por parte de las autoridades que prefieren mantener la extracción de agua subterránea por tradición más que por conveniencia, es necesario ciertamente extraer de manera ordenada y previsora el vital líquido para abastecer a la población, pero más necesario es informar cuan valioso resulta almacenar el agua pluvial para aprovecharla posteriormente, ahorrando por un lado agua subterránea y por otro dinero al adquirirla.

1.1.3 Problemática ambiental.

Hoy en día se degrada el ambiente muy rápido por la contaminación del agua, suelo, aire y por consiguiente el deterioro de la salud humana. Además cuando la extracción de los recursos de su medio natural llega a

6 Maria del Carmen Marin F.


exceder su tasa de recuperación o reposición puede ocasionar la escasez o desaparición del mismo.

Así tenemos que gran parte de nuestros recursos naturales se encuentran en dicha situación, tal es el caso del agua.

Para superar esta limitante se ha optado por una serie de propuestas como extraer y conducir agua de ríos, lagos y mantos freáticos de regiones cada vez más alejadas de los centros de consumo.

1.1.4 Situación actual del agua en la Ciudad de Puebla.

En la Ciudad de Puebla, el suministro de agua es uno de los principales problemas que afecta a gran parte de la población.

A partir de 1988 la distribución de agua potable a nivel domiciliario se regularizará y se eliminará el sistema de "tandeo" (1 a 3 días por semana), al que están sometidas nueve de cada diez colonias de la ciudad, toda vez que en los próximos meses se añadirá un caudal adicional de 700 litros por segundo.

Así lo manifestó el SOAPAP, tras reconocer que actualmente existen problemas en diferentes colonias de la ciudad donde constantemente se realizan trabajos de reparación de los sistemas de distribución.

En 1997, al menos 90% de las 500 colonias de la Ciudad de Puebla reciben agua potable de dos a cuatro veces por semana. Hasta el momento se brinda una dotación de 3,500 litros por segundo a aproximadamente 240,000 usuarios de la capital del Estado, no obstante la demanda real es de 4,200 litros por segundo.

Dicha cantidad que se extrae a través de un total de 160 pozos distribuidos en la mancha urbana. En el año de 1997 se termina el acuaférico Norte que se incorpora a la red con un flujo adicional de 700 litros por segundo. ( EL Universal, Lunes 14 de abril de 1997).

En el año de 1996 el Gobierno del Estado dio la concesión para la construcción de 26 kilómetros de ductos del nuevo Acuaférico, el cual se

7 María del Carmen Marín F.


pretende que aporte diariamente a la zona urbana 42 millones de litros de agua y beneficiará a 345,000 personas. (EL Heraldo, lunes 5 de mayo de 1997).

No obstante dicha obra se continua con un déficit de agua en la Ciudad de Puebla.

Una de las alternativas más viables para atender la demanda creciente de agua es la captación del agua pluvial.

1.2 Alcances.

El presente trabajo pretende dar una propuesta al Instituto Andes de Puebla, de aprovechamiento y utilización de agua pluvial, que podría emplearse para regar áreas verdes durante un período después del tiempo de lluvias, a fin de ser un medio más que contribuya a desaparecer el déficit de agua en el Colegio.

Una ventaja más que pretende ofrecer este proyecto, es un ahorro económico al utilizar agua de lluvia para el riego de los campos del colegio antes mencionado al no extraer agua de pozo.

1. 3 Objetivos.

El objetivo principal del presente estudio es lograr una propuesta que sea una alternativa que solucione un problema real en dicha institución. De esta manera, se podrá beneficiar a la sociedad y específicamente a un centro de formación y educación como lo es dicha Institución.(Manual de Lineamientos Generales del Instituto Andes)

El objetivo inmediato de este estudio es el poder contribuir en forma precisa y a corto plazo con una alternativa más conveniente para satisfacer necesidades de abastecimiento de agua para el uso de riego y así dar los beneficios requeridos al Instituto.

& María del Carmen Marín F.


El esfuerzo propiciará ventajas como la reducción del costo en el consumo de agua, una educación ecológica al mostrar a los alumnos el aprovechamiento de agua de lluvia para el mantenimiento de áreas verdes y una arquitectura agradable del paisaje, entre otras.

Se obtendrán las bases de diseño para el sistema de captación y tratamiento.

Se presentará el diseño básico del sistema.

1.4 Justificación.

La ingeniería de conservación del suelo y del agua es la aplicación de los principios para la solución de los problemas de manejo de los mismos. La conservación de dichos recursos vitales requiere de un uso sin desperdicio para asegurar los niveles de producción que puedan mantenerse indefinidamente.

Entre los problemas de ingeniería relacionados con la conservación del suelo y el agua tenemos el control de la erosión, conservación de la humedad y el desarrollo de los recursos hidráulicos, entre otros.

Para que la humedad del suelo se conserve es necesario aplicar prácticas de protección de plantas con materiales naturales o artificiales, así como la construcción de estanques y otros medios físicos para conservar el agua de lluvia en los campos y reducir las pérdidas por evaporación en la superficie del suelo.

La explotación de los recursos hidráulicos implica la captación, el almacenamiento de agua superficial, así como el manejo de los mantos acuíferos.(Schwab, 1990)

La conservación acertada del suelo y agua se basa en la integración de las ciencias de ingeniería, de la atmósfera, de las plantas y del suelo. Para realizar la integración de tales ciencias se debe conocer el suelo, sus características físicas y químicas, y tener un acertado punto de vista.



La importancia del trabajo radica en la propuesta ha elaborar de acuerdo con ios resultados obtenidos, ofreciendo una alternativa viable para el abastecimiento de agua de riego en tiempo de secas, solucionando así gran parte del problema de escasez del recurso dentro del Colegio.

La calidad del efluente será la necesaria para uso agrícola únicamente, ya que el tratamiento que se propone no es para potabilizar el agua, de esta manera se puede tener un almacenamiento abundante para el riego de los campos recreativos y deportivos en la época de estío.

De esta forma se consolidarán en un proceso: colecta de agua pluvial y educación ecológica para los integrantes de la Institución, en una sola propuesta; se comprobará que los beneficios y ahorros de los logros alcanzados, repercutirán en el mejoramiento de el Instituto Andes de Puebla.



2. MARCO TEÓRICO

2.1 Precipitación.

El estudio de los fenómenos atmosféricos y de la precipitación pluvial corresponde a la meteorología. La ciencia del clima es de particular interés para todos los que se interesan en el uso eficaz de suelo y del agua.

El clima es a menudo el factor de control en los problemas para prevenir el movimiento excesivo del suelo o retener la humedad necesaria en él, así como también afecta el incremento de captación del agua superficial.

2.1,1 El ciclo hidrológico.

La meteorología es una parte de la hidrología en la que se incluye el estudio del agua tal como se presenta en la atmósfera, en la superficie de la tierra y debajo de ésta.

Parte de la precipitación se evapora parcial o totalmente antes de llegar al suelo. La que llega a la superficie de la tierra puede ser interceptada por la vegetación, infiltrarse a través de la superficie del suelo, evaporarse o escurrir por la superficie.

Una parte del total de la lluvia se desliza sobre la superficie de la tierra en forma de escurrimiento, mientras que la que penetra al suelo beneficia a la vegetación y se incorpora a los mantos subterráneos de agua. Otra parte escurre lentamente a los ríos y océanos.

Ya que la mayoría de las estimaciones del índice de escurrimientos se basan en los datos de precipitación, la información referente a intensidad y cantidad de precipitación es de suma importancia.



1985. En la siguiente figura se ilustra el ciclo hidrológico según López Alegría

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'ijmimjmílJmmmmmim . CICLO HIDROLÓGICO

AZ María del Carmen Marin F.


2.1.2 Medición de la lluvia.

El objetivo del pluviómetro es medir la intensidad de la lluvia que cae sobre una superficie plana.

Análisis de los datos de precipitación. Los datos sobre lluvia son de interés tanto para una localidad como para una zona considerable. Como un pluviómetro mide la precipitación en un punto específico, es más fácil hacer el análisis de lluvia en un punto determinado que en una región extensa.

Intensidad, duración y frecuencia de la precipitación pluvial. Una de las características más importantes de la lluvia es su intensidad, expresada en milímetros sobre hora. No siempre se presentan tormentas más intensas en las zonas que tienen precipitación anual alta.

Las tormentas de intensidad alta duran casi siempre periodos cortos y cubren además áreas pequeñas. Las lluvias que caen sobre grandes zonas pocas veces son de alta intensidad, pero pueden durar varios días. La rara combinación de larga duración y alta intensidad relativa proporciona grandes cantidades totales de lluvia.(Schwab Glenn, 1990)

Para recoger el agua de lluvia se utilizan las cisternas o aljibes, que son conocidas desde la antigüedad especialmente en las regiones de escasas y desiguales lluvias de las costas del Mediterráneo y del Adriático, pueden aun prestar interesantes servicios como reserva de estiaje.(Paz Moroto, 1960)

El primer paso en el diseño de instalaciones para el control del agua es determinar la frecuencia probable de tormentas de diferente intensidad y duración, para poder diseñar estructuras de tamaño económico.

Hershfield (1961) preparó un análisis muy completo de los datos de frecuencia de lluvia.

1 3 María del Carmen Marín F.


2.2 Escurrimiento.

Las estructuras de conservación y los canales deben diseñarse de tal manera que conduzcan las aguas de lluvia. Es escurrimiento constituye la "carga" hidráulica que debe soportar la estructura o el canal.

El escurrimiento es la parte de la precipitación que en forma de corriente superficial o subterránea se abre camino hacia los arroyos, lagos u océanos.

El término escurrimiento se refiere a corriente superficiales. Se diseñan canales y estructuras para mantener bajo control el flujo natural de las corrientes naturales.

Un factor que afecta el escurrimiento es la lluvia. La duración de la lluvia, su intensidad y distribución regional interviene en el grado de escurrimiento. El total de escurrimiento de una tormenta está íntimamente relacionado con la duración a una intensidad determinada. Por consiguiente es probable que una tormenta fuerte de corta duración, no origine escurrimiento, mientras que una de mayor duración y de la misma intensidad sí lo produzca.

La intensidad de la lluvia influye tanto en el volumen como en la razón de escurrimiento. Una tormenta fuerte excede la capacidad de infiltración por un margen mayor que una lluvia ligera; por lo tanto, el volumen total de escurrimiento es mayor para la tormenta fuerte aun cuando el total de precipitación sea el mismo para las dos. Además la tormenta fuerte puede disminuir el grado de infiltración debido a su acción destructiva sobre la estructura de la superficie del suelo.

2.3 Captación de Agua Pluvial.

El abastecimiento de agua superficial se aumenta por medio de la "cosecha de agua", que es una forma de manejo de la corriente encaminado a aumentar el escurrimiento superficial. En muchas regiones áridas, gran parte de la precipitación que se infiltra en el suelo se pierde, ya sea a través de la evaporación directa o por transpiración de la vegetación económicamente improductiva.



La práctica de la "cosecha de agua" por medio de captadores, como la describieron Lauritzen y Tahler (1966), tiene un uso inmediato, los captadores son superficies de concreto, láminas de metal, asfalto o cualquier otro tipo de suelo tratado a prueba de agua, construidos especialmente para retener la precipitación.

Existen zonas rurales donde no se dispone de agua superficial ni subterránea o que se disponen de ellas pero que son económicamente inaccesibles, sea por su profundidad o por su distancia. En estos casos se recurre al agua de lluvia. Siendo esta agua de buena calidad, no es una fuente permanente, por lo que debe almacenarse en época de lluvias para disponer de ella durante la sequía.

Para captarlas se utilizan techumbres de las cuales el agua escurre a una canaleta que a su vez descarga en un tubo de bajada que entrega el agua al depósito donde se almacena.

Es indispensable cuando el agua se emplea para mitigar la sed, que el aljibe lleve un filtro de arena.

Debe desecharse la primera agua puesto que lava la superficie captante arrastrando las materias que se encuentran depositadas en ella; para este fin es necesario que el tubo de bajada tenga un juego de válvulas que permita desviar o encausar esta agua al tanque, según se requiera.

Las canaletas y bajadas deben ser de material inoxidable como asbesto, cemento, plástico, entre otros, eliminando los materiales de plomo por el carácter corrosivo del agua de lluvia y sus consecuencias en la salud.(López Alegría, 1985)

Para que la "cosecha de agua" tenga éxito, se requiere mucha atención, no sólo para captar el agua sino también en la conducción y almacenamiento del agua captada.

Los métodos para captar el agua varían desde emparejar el suelo y quitar la vegetación hasta la aplicación de láminas de plástico o papel de aluminio.



El solo hecho de emparejar el suelo y eliminar la vegetación ha aumentado el escurrimiento por un factor de 30% en algunas pruebas.

Por supuesto que la formación de una capa selladora completa aumentaría el escurrimiento un 100 por ciento.

La "cosecha de agua" se está utilizando para lograr abastecimiento de agua para el ganado, la fauna silvestre y, ocasionalmente, para uso doméstico.(Schwab G. 1990)

2.4 Filtración.

El agua puede ser captada en los tejados o en áreas especiales debidamente dispuestas. Debido al arrastre de impurezas de dichas superficies, es preciso filtrarla.

La filtración se consigue mediante la adecuada instalación de un filtro en la misma cisterna.

Tres son los tipos principales:

a) Tipo veneciano o de masa filtrante:

La masa filtrante queda embebida en el agua recogida, desde la que pasa a un pozo central, de donde se toma. Su capacidad debe ser de 2 a 3.5 veces el caudal a acopiar, ya que el volumen de huecos de la arena es de 0.3 a 0.4 mm.

b) El de filtro superior:

En la que la entrada de agua se efectúa superiormente, previo paso por el filtro, sin permanecer en él más que el tiempo preciso para la filtración. Es para recogida de aguas de tejados, poco más sucias.



c) Americano:

En el que el agua se recoge directamente y pasa por un filtro de arena

de grano creciente hacia el tubo de aspiración. Este filtro se constituye con anillos superpuestos colocados por la boca del registro.

2.5 Lagunas.

2.5.1 Depósitos, estanques o lagunas.

Los tipos de depósitos más comunes son:(Scwab G. 1990)

1. Estanques excavados.

Se alimentan del agua subterránea y cuyo fondo se cubre con césped. Están limitados a áreas que tienen pendientes menores del 4 por ciento y un nivel freático extenso y confiable a 1 metro de la superficie del terreno.

El diseño se basa en la capacidad de almacenamiento requerida, la profundidad del nivel freático y en la estabilidad de los materiales de los taludes.

2. Estanques sobre las corrientes.

Alimentados por el flujo intermitente o continuo del escurrimiento superficial, corrientes o manantiales. Este tipo de depósitos depende del escurrimiento del agua superficial para surtirse de nuevo.

La capacidad de proyecto del almacenamiento debe basarse en las necesidades de utilización y en la probabilidad de una fuente confiable de escurrimiento.



En las zonas donde se puede esperar un uso considerable, en la capacidad de proyecto para el estanque debe ser suficiente para cubrir las necesidades de varios años

3. Estanques de almacenamiento.

Fuera de las corrientes, este tipo se construye junto a una corriente que fluya continuamente y una toma o admisión conduce el agua de la corriente hacia el estanque por medio de una tubería o de un canal abierto.

El control sobre la toma permite reducir la sedimentación, en especial si toda el agua de inundación puede conducirse desde el depósito. Son necesarios la ubicación adecuada y el desagüe por medio de zanjas para evitar los daños de una corriente desbordada.

Para asegurarse de que un estanque o un depósito sea eficaz, se deben cumplir ciertos requisitos básicos:(Schwab G, 1990 y Paz Moroto, 1960).

- Las características topográficas del lugar donde se localiza eí estanque deben permitir la construcción económica; el costo está en función directa de la longitud y altura del relleno porque estas dimensiones determinan el volumen.

- El abastecimiento adecuado y confiable de agua debe estar disponible y libre de contaminantes orgánicos, químicos y minerales.

- Los materiales deben ser de buena calidad para proporcionar un relleno estable e impermeable.

- Los estanques deben tener instalaciones adecuadas para los vertedores mecánicos y de excedencias a fin de mantener una profundidad uniforme del agua bajo condiciones normales y manejar sin peligro el flujo de escurrimiento.

- Todas las especificaciones de diseño deben tomarse en cuenta para la construcción y debe llevarse a cabo un programa adecuado de mantenimiento.

m María del Carmen Marín F.


2.5.2 Procesos biológicos básicos en las lagunas.

En general se pueden definir estos procesos a través de las presencia de oxígeno disuelto, es decir, de condiciones aerobias o anaerobias, lo que lleva consigo condiciones de fotosíntesis, movilidad o estabilidad de los microorganismos, etc.

Basándonos en estas características, se establece una tabla básica de este tipo de procesos de la forma siguiente: (Seoanes, Mariano, 1995)

Procesos aerobios fundamentales:

- Lodos activados - Lechos bacterianos - Lagunas de oxidación - Estanques aireados - Depósitos de oxidación rápida

- Crecimiento suspendido: - Lodos activados - Estanques aireados - Digestores mixtos - Estanques de oxidación rápida

Procesos anaerobios:

- Lagunas anaerobias - Digestores - Filtros anaerobios

Sistemas fotosintéticos:

- Lagunas de oxidación

Crecimiento adherente:

1 £ María del Carmen Marin F,


- Lechos bacterianos - Contractores biológicos giratorios - Filtros anaerobios - Columnas de desnitrificación

2.5.3 Proceso de aerobiosis y anaerobiosis.

El proceso de aerobiosis y anaerobiosis; es el proceso básico que utiliza la energía química para la vida de los microorganismos, proporcionando oxígeno como aceptador último de los electrones.

Aquellos seres que utilizan este oxígeno como aceptador de electrones, son los microorganismos aerobios.

En otro sentido, existen microorganismos que son capaces de ejecutar su función vital en ausencia de oxígeno disuelto, son los microrganismos anaerobios.

Algunos de ellos no pueden existir en presencia de oxígeno disuelto, otros en cambio pueden sobrevivir en presencia de pequeñas cantidades del gas.

Los organismos anaerobios, en general, consigen se energía a partir de la oxidación de los complejos que forman la materia orgánica, utilizando otros elementos como agentes de oxidación.

Estos agentes pueden ser dióxido de carbono, componentes orgánicos incompletamente oxidados, sulfates, nitritos, etc. El conjunto de estos procesos puede ser considerado como fermentación.

Otro grupo de microorganismos es el de los facultativos, que es el complejo más razonable, puesto que realmente son pocas las especies que son totalmente aerobias o anaerobias.

Cuando no existe oxígeno en el medio son capaces de obtener energía de la degradación de la materia orgánica por mecanismos anaerobios.

Por el contrario si existe oxígeno, metabolizan la materia orgánica en forma más completa y en presencia de este elemento.



En general estos organismos pueden obtener más energía de las oxidaciones aerobias quede las anaerobias.

Los sistemas biológicos de tratamiento de aguas residuales pueden planificarse para funcionar en situaciones aerobias, anaerobias o facultativas.

2.5.4 Clasificación de las lagunas de acuerdo a los procesos biológicos. (Seoanez, Mariano, 1995)

a) Lagunas de oxidación.

El sistema se basa en el mantenimiento de condiciones aerobias en fas lagunas de superficie extensa, separadas por diques.

Este método es una solución en las zonas llanas y de baja calidad y precio del suelo y sustituye perfectamente a cualquier otro tratamiento biológico. Guando se aplican a aguas residuales, las lagunas de oxidación son una modificación amplia de los lodos activados.

Las condiciones de trabajo, son además de las indicadas, amplia luminosidad y un viento y una meteorología adecuados.

Es en realidad un sistema casi facultativo, ya que en la superficie es aerobio, pero en el fondo existe muy poco oxígeno disuelto o no existe en absoluto, y la masa sólida que lo compone presenta condiciones anaerobias.

Cuando las aguas residuales entran en la laguna, los lodos son atacados y metabolizados por las bacterias, produciéndose compuestos como iones fosfato, nitrato y amonio y anhídrido carbónico, con lo que se favorece el crecimiento de algas, a los que colabora la energía solar disponible.

Al producir protoplasma las algas autótrofas, se genera oxígeno que es utilizado por las bacterias heterótrofas.

L P 7 n F



b) Estanque aerobios.

Es una solución que mejora las lagunas facultativas. En ellos, se mantienen las condiciones aerobias por diversos métodos.

La profundidad es mínima y lo mismo ocurre con el tiempo de retención de los vertidos.

Las algas, al final del tratamiento, son extraídas con lo que se disminuye las DBO en un 95%.

Si es necesario, se puede airear el estanque mediante inyectores y difusores fijos o flotantes, con objeto de mantener las condiciones aerobias.

c) Estanques anaerobios.

Se parecen a los anteriores en la forma, y son depósitos o lagunas en los que la fotosíntesis y el intercambio con la atmósfera no son suficientes para mantener las condiciones aerobias; a veces son estanques aerobios degenerados.

Las lagunas anaerobias tiene por objeto destruir y estabilizar la materia orgánica y no son un tratamiento definitivo.

Equivalen a un tratamiento primario avanzado, aunque con diferente concepción y mecanismos.

En el fondo de las lagunas se van acumulando los residuos sólidos estabilizados, por lo que es necesaria una limpieza periódica.

Este tipo de depósitos genera una abundante producción de gases, con los consecuentes malos olores, aunque si están en equilibrio bioquímico, esta perturbación es mínima o nula.

Los estanque anaerobios no necesitan de grandes superficies al no existir necesidad de aireación e insolación intensas.

Ei período de retención es reducido.


Aprovechamiento y Reuso de fas Aguas Pluviales y Sanitarias

Es frecuente la formación de costra superficial de materias flotantes que, por una parte, mantiene las condiciones anaerobias en el interior, y, por otra protege la actividad bacteriana durante las épocas frías.

El efecto de este tratamiento es similar al de los digestores fríos; así mismo pueden añadirse ciertos productos que mejoren las condiciones ambientales para un mayor rendimiento.

Estos productos aumentan la alcalinidad y deben ser bien mezclados para evitar diferentes pH, los más comunes son el bicarbonato sódico, el carbonato amoniaco y la cal; y en general siempre deben ser utilizados en sus formas más reducidas, para evitar así inhibiciones del metabolismo anaerobio.

Los gases que se producen en la digestión en las lagunas anaerobias, sirven también para remover y mezclar los productos existentes en el líquido, facilitando y acelerando los ataques de los microorganismos.

Estos gases se producen a partir de temperaturas del líquido superiores a 15° C, y se componen fundamentalmente, de metano, de anhídrido carbónico y de gases inhertes.

Los estanques anaerobios rinden más en climas templados y cálidos siendo la temperatura climax la comprendida entre los 16 y los 20° C.

En cuanto a la calidad de los efluentes, este tratamiento permite alcanzar reducciones de DBO del orden del 90%.

El líquido resultante es rico en nutrientes y en sólidos, por lo que es ideal para su aplicación al suelo, aunque presente el inconveniente de los malos olores que se generan durante su movimiento y distribución.

2.5.5 Desinfección mediante el cloro.

El cloro elemental es un poderoso oxidante y funciona como tal en la mayor parte de sus reacciones químicas.



Debido a que el poder desinfectante de las diferentes especies del cloro varía mucho, se debe comprender con profundidad la química de la cloración.

Generalmente se determinan colorimétricamente las concentraciones de cloro libre disponible y de cloro combinado disponible mediante la pruebla con o-tolidina y arsenito.

La prueba se basa en la diferencia favorable que existe en la velocidad de reacción del cloro libre disponible con la o-tolidina. Se agrega arsenito de sodio (un agente reductor) para detener la reacción después de que el cloro libre disponible ha reaccionado, y cuando menos aproximadamente, antes de que haya reaccionado el cloro libre combinado.

Como un agente oxidante fuerte, el cloro reacciona con las substancias reductoras para producir la demanda del cloro. Dependiendo de la naturaleza de las substancias presentes en el agua, el átomo de cloro, al ganar electrones, sufre un cambio a ion cloruro o a un cloruro orgánico. Las substancias reductoras pueden incluir Fe+\ Mn+\ N02" y H2S inorgánicos, junto con la mayor parte del material orgánico (viviente y muerto).

Las substancias inorgánicas generalmente reaccionan en forma rápida y estequiométrica; la respuesta del material orgánico es generalmente lenta, y su grado de alcance depende de la cantidad de cloro disponible que se encuentra presente en el exceso a la cantidad requerida.

Debido a que la materia orgánica en los abastecimientos de agua potable se encuentra estrechamente relacionada con su color o tinte natural, su demanda orgánica probable de cloro se pueda calcular a partir de la intensidad de color. En forma análoga, la demanda orgánica de doro de las aguas residuales guarda alguna relación con su DBO, o más precisamente con su DQO.(Fair,Gordon, et al,1971)

2.5.6 Tecnología de la cloración de aguas.

EL cloro líquido, el amoníaco y el bióxido de azufre se agregan generalmente al agua en cantidades controladas a través de medidores de

2 4 María del Carmen Marin F.


flujo, de orificio o de dosificadores, denominados respectivamente, doradores, amoniadores y sulfonadores.

Para dosificaciones dadas respectivamente, se mantienen constantes las caídas de presión a través deí orificio.

El cloro gaseoso se puede alimentar directamente al seno del agua a través de difusores. Sin embargo , debido a que se puede escapar algo de gas, el cloro gaseoso se disuelve generalmente en un pequeño flujo de agua que se hace pasar a través del dispositivo regulador de flujo de gas para transportar el gas disuelto a punto de aplicación.

Las estimaciones burdas respecto a la dosificación de cloro para el tratamiento marginal (mínimo) de las aguas y aguas negras se pueden basar en las siguientes tablas ( no. 1 y no. 2), si se aplican tolerancias razonables para la temperatura y la calidad o concentración de las aguas y aguas residuales.

Residuales mínimos de cloro para agua potable a 20»C

{De Butteríield)

Valor del pH Cloro libre disponible, m/1

después de 10 min Cloro disponible combinado,

mg/1 después de 60 min

6-7

0.2

1.0

7-8

0.2

1.5

8-9

0.4

í.e

9-10

0.8

1.8

10-U

0.8

Cantidades probable* de cloro requeridas para producir un mldual de 0.5 mg por 1 después de 15 xuin de «mue lo en aguas negras y

en efluentes de aguas negras

• Cintillo tic» probables te Tipo de aína» nrgra* o efluente rloto, t r g i

A|MÍ» ncgrai crudas según la concentración y añejamiento 6-24 A^UAI negra» ted¡mentadas, »egún la concentración y añejamiento 3—10 Afuai negras precipitadas químicamente, según la concentración 3-12 íflurnte de lot filtros goleadores, según el comportamiento 3-9 Efluente de lodo* activados, según el comportamiento 3-9 I/lurnte de filtros intermitentes de arena, según e! comportamiento 1-6

_25 María del Carmen Marin F.


En agua potable, los residuales de cloro de 0,2 a 1.0 mg por litro después de un tiempo de contacto de 15 a 30 minutos producirán generalmente, un factor de descontaminación de 1,000 (99.9% de destrucción) para Esch. coli y cuentas bacterianas a 37° C. Parece ser que un residual de 0.5 mg por litro a 15 min constituye un promedio seguro

En plantas de tratamiento, el cloro para desinfección se puede agregar al agua cruda (precloración), al agua tratada parcialmente, o bien, al agua terminada (postcloración).

Es conveniente elegir un proceso de desinfección que sea óptimo para el agua sujeta a tratamiento y también es conveniente aprovechar las ventajas interiores a las plantas que optimicen la eficiencia desinfectante, por ejemplo:

- Clorar las aguas residuales urbanas frescas, de preferencia a las estancadas o a las sépticas.

- La cloración de derrames de tormentas , de los derrames principales de los sistemas separados de aguas pluviales y de los efluentes de las plantas de tratamiento de aguas residuales en forma tal que se aprovechen los tiempos de almacenamiento disponibles. (Fair.Gordon, et al, 1971).

2.6 Selección del lugar.

Los depósitos deben estar ubicados donde el agua que se acumule pueda ser utilizada más eficazmente con un mínimo de bombeo y tuberías. Las características topográficas deben estudiarse con cuidado para eliminar la necesidad de estructuras muy grandes.

El lugar para las estructuras de almacenamiento de agua depende "también de una vertiente de captación capaz de proporcionar el escurrimiento necesario.

Requisitos que deben cumplir los estanques. La capacidad de almacenamiento de un estanque dependerá de las necesidades del agua, de la evaporación desde la superficie del agua, de la filtración a través del suelo, del almacenamiento asignado para la sedimentación y de la cantidad de reserva de un año al siguiente.



Todos los aljibes deben tener desagüe de fondo y aliviadero de superficie.

2.7 Bombeo.

Las instalaciones de plantas de bombeo se utilizan principalmente para riego y drenaje. Las plantas de bombeo para drenaje proporcionan salidas para zanjas a cielo abierto y drenes. En irrigación, es una práctica común el bombeo desde pozos y depósitos de agua hacia los canales, tuberías u otros depósitos.

Tipos de bombas. De los muchos tipos de bombas que hay disponibles, las centrífugas, las rotatorias o de hélice y las reciprocantes son las más comunes.

a) Las bombas centrífugas:

Son económicas en su costo y simples en su construcción, además proporcionan un gasto constante y uniforme. Son pequeñas en comparación a su capacidad, fáciles de operar y adecuada para manejar sedimentos y otros materiales extraños.

b) Bombas rotatorias:

A diferencia de las anteriores, el flujo a través de los impulsores de una bomba de tipo de hélices es paralelo al eje de la flecha en lugar de radial. Estas también se denominan de flujo axial o bombas de tipo de tornillo

c) Las bombas reciprocantes:

Llamadas también de émbolo o desplazamiento, son capaces de desarrollar cargas altas, pero su capacidad es relativamente pequeña. Por



lo general, no son adecuadas para riego o drenaje, en especial , si hay sedimentos.

2.8 Riego.

El requerimiento del riego es la cantidad de agua, aparte de la precipitación, que debe proporcionarse por medios artificiales. Los requerimientos de riego dependen de no sólo de la evapotranspiración, sino también de la eficiencia en la aplicación del agua de abastecimiento mediante la percolación y la precipitación efectiva.

Los métodos para suministrar el riego se clasifican como:(Schwab G 1990)

1. Riego subterráneo.

En situaciones especiales se puede aplicar agua debajo de la superficie del suelo.

Existen dos tipos de riego subterráneo; el sistema más común produce o mantiene un nivel freático que permite que el agua se desplace hacia arriba, a través de la zona de las raíces mediante acción capilar. El agua puede introducirse al perfil del suelo por medio de zanjas a cielo abierto, drenes topo o drenes tubulares.

El segundo método es de riego subterráneo, en el cual el agua penetra al suelo por medio de tubería perforada. El agua que se encuentra en los tubos se mueve a través de la zona reticular mediante la acción capilar. El sistema se ha aplicado con éxito al riego de césped.

2. Riego superficial.

Sin duda alguna, el método más común de aplicar el agua de riego, especialmente en las regiones áridas, es el de anegar la superficie. Los métodos superficiales incluyen la anegación, inundación o desbordamiento donde el flujo de agua corre sin control y la aplicación superficial, donde el flujo es controlado por medio de surcos, diques borderos, diques de contorno o cuencas.



Excepto en el caso del desbordamiento, la tierra debe prepararse con cuidado antes de suministrar el agua de riego con objeto de conservarla, la velocidad de entrada debe ser la correcta y el campo debe tener los niveles convenientes.

3. Riego por aspersión.

En años recientes ha aumentado el uso de los sistemas de riego con tubería para la distribución del agua de los cabezales de aspersión. Las tuberías portátiles de poco peso con uniones deslizables son comunes. Sin embargo, en vista del alto costo de mano de obra para mover tales sistemas, su uso se ha limitado más en cultivos que proporcionen ingresos altos.

Los sistemas de movimiento mecánico son ya muy aceptados. Pueden ser de movimiento mecánico continuo o intermitente. Los sistemas de riego por aspersión proporcionan una aplicación suficiente y uniforme de agua. En suelos de textura gruesa, la eficiencia de la aplicación del agua puede ser el doble de la del riego superficial.

4. Riego por goteo.

Cada vez es más común la utilización de éste método, ya que suministra agua en cantidades muy pequeñas, a menudo a plantas individuales. Dichas cantidades se logran a través del uso de emisores de diseño especial o mediante tubos porosos. El emisor puede proporcionar de 2 a 10 litros de agua por hora.

Otras técnicas de aplicación de agua en cantidades bajas pueden llamarse también riego por goteo. Estos sistemas tienen la ventaja de utilizar de manera eficiente el agua, debido a que las pérdidas por evaporación son mínimas y de que el riego se limita a la zona de las raíces. Ya que el costo es alto su uso está restringido a cultivos de alto valor.

La calidad del agua para riego depende de la cantidad de sedimento que lleva suspendido y de los componentes químicos presentes.



Los efectos del sedimento dependen de la naturaleza del material y la condición del suelo de la zona de riego. En los lugares donde el sedimento fino se deposita sobre el suelo arenoso la composición de la textura y fertilidad se mejoran. Sin embargo; si el sedimento procede de regiones erosionadas, puede reducir la fertilidad o disminuir la permeabilidad del suelo.

Componentes químicos. Las propiedades químicas del agua la hacen adecuada para muchos usos. Las características más Importantes para e! agua de riego son:

- Concentración total de sales. - La proporción del sodio a otros cationes. - Concentración de elementos tóxicos potenciales. - Concentración de bicarbonato en relación a la concentración de calcio y magnesio.

2.9 Suelo.

Además de lo descrito anteriormente, el interés del suelo se centra principalmente en su papel como lugar de almacenamiento de agua, entre otros. Las características del suelo y los factores que afectan especialmente la retención de agua y su disponibilidad para las plantas.

2.9.1 Características del suelo.

Ei suelo constituye un sistema compiejo que consiste en proporciones variables de cuatro componentes principales, que son: mineral o partículas de roca y la materia orgánica muerta que constituyen la matriz sólida, la disolución del suelo y el aire que ocupan el espacio poroso dentro de esta matriz.



Las partículas minerales son los componentes principales de la mayoría de los suelos, volumétricamente hablando, excepto en un suelo orgánico como el de turba.

Las características principales del suelo dependen de la textura y de la distribución por tamaño de partículas minerales, de la estructura o del modo en que están organizadas esas partículas, de la clase de minerales arcillosos presentes y del tipo y cantidad de iones intercambiables adsorbidos a ellos, y de la cantidad de materia orgánica incorporada a la materia mineral.(Krammer, 1969)

Es necesario mencionar que el suelo es el sitio donde, en el caso de las lagunas, se almacena el agua, por lo tanto es indispensable conocer las propiedades de éste, enumeradas anteriormente, para poder hacer un buen uso del sitio donde se ubica la laguna; ya sea natural, ya sea artificial.

2.9.2 Textura del suelo.

Se refiere a la proporción relativa de arena, limo y arcilla del suelo.

Específicamente la clasificación de texturas se basa en la cantidad de partículas menores de 2mm de diámetro. Afecta las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo. En términos generales, los suelos se dividen en textura gruesa y textura fina.(Ortiz-Villanueva, 1990)

Los suelos arenosos son relativamente inertes químicamente; son suelos sueltos y carecen de cohesión, tienen una capacidad baja de retención de agua y por lo general una capacidad baja de intercambio de cationes.

Los suelos arcillosos se encuentran al otro extremo en lo relacionado con la dimensión y complejidad de las partículas, porque contienen más del 40 por ciento de las partículas de arcilla y menos del 45 por ciento de arena o limo, las partículas de arcilla suelen estar consolidadas formando granulos complejos.

Los suelos francos o magros se consideran altamente favorables para el crecimiento de las plantas porque encierran más agua y cationes



disponibles que la arena, y porque están mejor aireados y son más fáciles de trabajar que la arcilla.(Kramer.1969)

A la determinación del porcentaje de arena, limo y arcilla se le denomina análisis mecánico. Existen varios métodos, los más aceptados son: el método de la pipeta, el método del hidrómetro (de Bouyoucos y el modificado por Day) y la determinación directamente en el campo.(Ortiz-Villanueva, 1990)

2.9.3 Estructura del suelo.

Se refiere al arreglo de las partículas del suelo. Un "ped" o granulo es un agregado natural del suelo. La estructura afecta la penetración del agua, el drenaje , la aireación y el desarrollo del las raíces. El tipo de estructura se determina por la forma general de los agregados. La clase de estructura se determina por el tamaño de los agregados y el grado de la estructura es dependiente de la estabilidad y cohesividad de los agregados.

El grado de estructura que existe en un suelo afecta a la cantidad y a las dimensiones de los poros, y por lo tanto afecta muchísimo al movimiento del agua y la aireación del suelo.

El espacio poroso en la fracción del volumen del suelo que está ocupada por aire y agua.

Beaver (1956) designa dos principales clases de poros, por dimensiones: 1. Los poros grandes o "no capilares" que no retienen el agua fuertemente por capilaridad. 2. Los poros pequeños , "capilares", que sí la retienen.

Los poros capilares contienen el agua que queda después de que la mayor parte del desagüe libre se haya efectuado, o sea el agua en el suelo con capacidad de campo.

La gran porosidad no-capilar de los suelos arenosos tiene por resultado un mejor desagüe y aireación, pero también una capacidad más

32 María del Carmen Marín F,


baja de retención de agua que la de ios suelos arcillosos, que tienen una proporción más grande de poros pequeños no capilares.

La fracción arcillosa proporciona la mayor parte de la superficie interna del suelo y por lo tanto, controla las propiedades importantes de éste. (Kramer, 1969)

Las partículas de arcilla son laminares en estructura y en suelos de buena agregación las placas o láminas son más o menos orientadas al azar y mezcladas con partículas de arena y limo.

Cuando los suelos mojados están sujetos a presión las placas de arcilla húmeda actúan como lubricantes y es posible la orientación de sus iones produciendo suelos lodosos.

El secado de las arcillas humedecidas produce efectos de cementación suficientemente fuerte para mantener la agregación aún si el suelo es nuevamente humedecido.(Ortiz-Villanueva,1990)

Existen tres tipos principales de minerales arcillosos: la caolinita, que es más común en suelos maduros y gastados por la acción atmosférica, la montmorillonita y la ilita, que son los componentes principales de los suelos jóvenes. (Kramer ,1969)

2.9.4 Consistencia del suelo.

Se define como la resistencia de un material a la deformación o ruptura, o bien el grado de cohesión o adherencia de la masa del suelo.

La consistencia se describe bajo tres condiciones de humedad del suelo: mojado, húmedo y seco.

Consistencia del suelo mojado. Se refiere a contenidos de humedad en el suelo algo mayores a la capacidad de campo, en estas condiciones, el suelo se caracteriza por sus propiedades de adherencia y plasticidad.

Consistencia del suelo húmedo. El contenido de humedad está aproximadamente entre el suelo secado al aire y la capacidad de campo. La



mayoría de los suelos en estas condiciones tienen una consistencia que se caracteriza por:

1. Una tendencia a desmenuzarse en fracciones pequeñas más bien que en polvo. 2. Alguna deformación precede a la ruptura. 3. Ausencia de friabilidad. 4. Capacidad del material a permanecer en su forma original cuando está presionado en conjunto.

Consistencia en suelo seco. Se caracteriza por las propiedades de rigidez, friabilidad, resistencia máxima a la presión, mayor o menor tendencia a romperse en fragmentos de aristas vivas y la incapacidad del material fragmentado de adherirse otra vez cuando se le presiona en conjunto

2.9.5 Color del suelo.

El color del suelo es probablemente la característica más obvia y la que más fácilmente puede observarse. Una persona con experiencia; en un área puede relacionar el color con las propiedades físicas, químicas y biológicas específicas de esa área.

Los colores se miden por comparación con la carta de colores de suelos de MunsellíOrtiz-Villanueva, 1990)

2.9.6 Profundidad del suelo.

La profundidad del suelo puede ser definida como el espesor del material edáfico favorable para la penetración de las raíces de las plantas.

La profundidad puede medirse directamente en el perfil o a través de barrenaciones



Los suelos sin remover poseen usualmente un "perfil" característico que consiste en estratos definidos o capas de suelo de propiedades distintas.(Ortiz-Villanuevat 1990)

Un perfil hipotético aparece en la figura no. 2 que a continuación se muestra:(Kramer,1969).

El estrato superior o "A" suele diferir apreciablemente en su textura y por consiguiente en características de retención de agua, del estrato "B" que yace bajo el primero.

P«dónd*l*udo ^ 1m — * - l

Pedón V perfil de suelo.

_3S María del Carmen Marin F.


2.9.7 Arcillas expansivas.

Los suelos expansivos son frecuentes en América del Norte. En muchas partes de esta faja, el aspecto expansivo domina el proyecto de las cimentaciones de las estructuras.

Debe distinguirse entre los suelos que tienen la facultad de expanderse y los que realmente presentan características expansivas en el campo.

Los suelos que tienen pocas facultades o ninguna para expanderse, no lo harán en ninguna circunstancia. Por otra parte, los suelos con elevada capacidad para expanderse pueden o no expanderse; su comportamiento depende de la condición física del material al principio de la construcción y de los cambios de esfuerzo y humedad a los que se les sujete.

El término suelos expansivos, implica no solamente la tendencia a aumentar de volumen cuando aumenta el contenido de agua, sino también la disminución de volumen o contracción si el agua se pierde.

De una manera general, el potencial expansivo de un suelo se relaciona con su índice de plasticidad.

El hecho de que un suelo con elevado potencial de expansión, se expanda en la realidad depende de varios factores. El de mayor importancia es la diferencia entre la humedad de campo en el movimiento de la construcción y la humedad de equilibrio que se alcanzará finalmente con la estructura terminada.

Si la humedad de equilibrio es considerablemente mayor que la humedad de campo, y si el suelo tiene una elevada capacidad de expansión, puede ocurrir esta en alto grado, evidenciada por un levantamiento del suelo o la estructura, o por el desarrollo de grandes presiones de expansión.

Si la humedad de equilibrio es más baja que la humedad de campo, el suelo no se expandirá, sino, por el contrario, se contraerá.

36 Maria del Carmen Marín F.


Un segundo factor es el grado de compactación del suelo, si está en un terraplén; o el grado de preconsolidación, si es un material naturalmente inalterado.

Una compactación relativamente elevada o una presión previa por sobrecarga, favorecen la expansión cuando puede aumentar el contenido de agua. Cuanto menor sea la carga aplicada, mayor será la expansión.

La influencia de éstos y de varios otros factores, introduce grandes incertidumbres en la predicción del comportamiento de los suelos en lo referente a expansión, en una obra dada.

La experiencia es la mejor guía.

Las pruebas de expansión realizadas en condiciones que simulen lo mejor posible las condiciones previstas, pueden proporcionar también útiles informaciones.

Pruebas de expansión:

Las relaciones entre la presión vertical, el asentamiento y el tiempo, se investigan el laboratorio por medio de una prueba de compresión confinada, llamada también prueba endométrica o de consolidación endométrica.

Los resultados se presentan gráficamente con una curva que relaciona ia oquedad final correspondiente a cada incremento de presión con el valor de dicha presión. Es conveniente dibujar la presión a una escala logarítmica.

El diagrama (fig. no. 3) se conoce como e-log p o curva de compresibilidad.

3Z María del Carmen Marín F.


ft* ft" ftf"W P Í9SCSI* logt

Por supuesto, para expanderse la arcilla requiere la presencia de agua bastante como para permitir el aumento de la relación de vacíos. En algunas arcillas y lutitas laminares, el aumento de volumen, debido a la reducción del esfuerzo, es tan grande que rompe carreteras y estructuras.

Además, si la humedad de esos materiales se mantiene normalmente baja debido, por ejemplo, a la aridez del lugar, la reducción en la rapidez de la evaporación, causada posiblemente por la presencia de la losa de un edificio, puede conducir a la acumulación de humedad y a una intensa expansión.

Si la construcción impide esta expansión, pueden desarrollarse fuerzas extremadamente grandes.

3B. María del Carmen Marin F.


Se dice que los suelos que se comportan de esta manera son expansivos.

Los suelos expansivos producen serias dificultades de cimentación en muchas partes del mundo.(Peck R.,1991)



3. MATERIALES

3.1. Descripción del Instituto Andes de Puebla.

Puebla, ciudad de tradición histórica y cultural de importancia trascendental para el desarrollo de México, enfrenta hoy una demanda cuantitativa y cualitativa en el campo de la educación.

Puebla ha sido cuna de muchos educadores, intelectuales y movimientos de vanguardia de la educación en México. Hoy, ante el gran reto de la modernización y del comienzo del tercer milenio, la comunidad de Puebla busca nuevas alternativas para la educación de la niñez y la juventud.

La respuesta a dicha demanda podrá presentarse únicamente creando instituciones educativas que eviten la masificación y la formación superficial, y asegurándose de que éstas sean verdaderos centros de formación integral recuperando así la tradición histórica poblana de preocupación por su juventud y por una educación profunda y cimentada en los valores fundamentales de nuestra cultura

3.2 Estructura.

La estructura del Instituto se divide en :

- Personal. Cuenta con una dirección y una coordinación para cada uno de los niveles.

Esta coordinación se hace cargo de los maestros que imparten directamente las clases, es un colegio bilingüe por lo que existen coordinadores para ingles y para español.

- Administrativa. A su vez el colegio cuenta con una rama administrativa, la cual es dirigida por un administrador general que tiene a su cargo a una contadora, un cajero, una recepcionista, un mensajero, una persona

4 0 María del Carmen Marin F.


encargada de las copias así como al personal de intendencia, seguridad, y jardinería.

La construcción del colegio se realiza a través de un patronato de padres de familia quienes manejan una oficina donde trabajan una secretaria ejecutiva y un arquitecto que supervisa las obras.

3.3 Ideario Educativo.

Se tiene un ideario educativo, el cual consiste en: Enseñar, Educar y Formar.

3.4 El proyecto Educativo.

La construcción de la primera etapa del Instituto Andes se inició en 1990 y se terminó rápidamente gracias al apoyo de los pioneros que se sumaron a la obra.

El Instituto alberga a 928 alumnos la meta es que se pueda recibir a más de 4000 alumnos de ambos sexos a su plena capacidad.

La Campaña Financiera es el esfuerzo de un grupo de voluntarios que creen firmemente en la misión del instituto Andes y trabajan bajo un plan de acción para lograr las metas de crecimiento y desarrollo que el Instituto requiere en la búsqueda de cumplir cabalmente con su misión.(Linares L.1997)

3.5 Ubicación del Predio.

El Instituto Andes de Puebla se encuentra ubicado en el Boulevard Paseo de la Niñez, entre la autopista Puebla-Atlixco y carretera Federal a



Atlixco, contiguo a la Universidad Iberoamericana, en la Colonia Atlixcáyotl, antes Concepción la Cruz, según se muestra en el anexo no. 1.

3.6 Uso del suelo.

Según el Artículo 12 fracción IV de la Ley de Desarrollo Urbano Estatal se emite el Dictamen siguiente: (anexo no.2)

De acuerdo a lo dispuesto por el Programa Subregional de Desarrollo Urbano para los municipios de Cuautlancingo, Puebla, San Andrés Cholula y San Pedro Cholula el inmueble se ubica en una zona de Equipamiento Social y en base al convenio de donación que celebraron el Gobierno del Estado Libre y Soberano de Puebla como Donante y por otra el Instituto Andes de Puebla S. C. como Donatario, la Secretaría de Desarrollo Urbano y Ecología del Estado de Puebla (S.E.D.U.E.E.P.) no tiene inconveniente en el uso de suelo siguiente: continuación de la construcción de la escuela preescolar, primaria, secundaria, preparatoria, instalaciones deportivas, sociales, recreativas y estacionamientos. Siempre y cuando se respeten los lineamientos, a continuación se mencionan algunos:

- Considerar un cajón de estacionamiento por cada 40.00 m2 de construcción.

- Iniciar un programa de Reforestación.

- El área de construcción no deberá ser mayor al 40% de la superficie del terreno, el restante 60% deberán ser áreas libres, jardineras y circulaciones.

3.7 Superficie del predio.

El Instituto Andes de Puebla cuenta con una extensión de 150.94650 hectáreas.


Aprovechamiento y Reuso de tes Aguas Pluviales y Sanitarias

3.8 Areas Físicas.

Actualmente las instalaciones se encuentran divididas de la siguiente forma:

Instituto Andes - Sección masculina y preescolar mixto

Colegio del Bosque - Sección femenina

Area deportiva

Area recreativa

Estacionamiento

Instituto Andes: cuenta con salones para pre-maternal, maternal, kinder, transitorio, preprimaria, primaria, secundaria y bachillerato.

De igual manera se encuentra distribuido el Colegio del bosque, a partir de primaria.

Area deportiva: se distribuyen en ambas secciones, cuentan con canchas de basquet-bol, fut-bol, soft-bol, padel y pista de atletismo.

El área recreativa incluye los lugares donde los alumnos pueden jugar y descansar como el huerto y la granja de preescolar, jardines y amplios espacios verdes juegos para acrecentar las habilidades psicomotoras de los alumnos.

Estacionamiento: se cuenta con un estacionamiento terminado y otro de grava que sirve de opción en caso de sobrecupo del primero.

Para tener una visión con mayor claridad de la construcción del inmueble se anexa un plano del Instituto Andes, (anexo no. 3 )

43 María deí Carmen Marin F.


3.9 Alumnado.

La tabla no. 3 expone el número de alumnos de ambas escuelas por salón, mencionando la sección a la que pertenece cada grupo:

Total

Total

Total

Total

Pre-escolar

Primaria

Secundaría

Bachillerato

Bambolino Pre-matemal Maternal Kinder Transitorio Pre-primaria

Primero Segundo tercero Cuarto Quinto Sexto

Primero Segundo Tercero

Primero Segundo

Total de alumnos en la Institución

Andes

7 28 35 81 72 67

290

40 38 40 53 44 39

254

30 35 24 89

12 17 29

Del Bosque

45 38 45 31 19 28

206

16 19 12 47

13

13

928

4 4 María del Carmen Marín F.


3.10 Vías de acceso y actividades colindantes.

Al Instituto Andes se accesa por el Boulevard del Niño Poblano, vialidad de reciente creación que cuenta con 5 carriles en cada sentido.

Los accesos que lo circundan (calle Arturo, Prosión y Avenida del Sol) no están aún terminados, pero pronto estarán en uso debido al desarrollo prioritario de la zona.

El Colegio colinda al norte con el Boulevard del Niño Poblano, al noreste: Centro Comercial Angelópolis, desarrollo importante en el que destacan comercios como Liverpool, Samborns y Cinépolis entre otros.

Hacia el este colinda con la Mega-Comercial Mexicana y algunos terrenos que pronto serán ocupados, destaca al suroeste la construcción casi terminada del Home-Mart, hacia el costado poniente se encuentran la Universidad Iberoamericana y el Hospital del Niño Poblano.

En la región sur se prevé un desarrollo importante pero en este momento son sólo terrenos.

En el anexo no.1 se presenta un plano facilitado por la SEDUEEP en el que se pueden observar los accesos y colindancias con claridad. Cabe aclarar que algunas de las calles y avenidas están sólo indicadas en el proyecto para ser construidas posteriormente.

3.11 Consumo de agua potable.

El agua que se utiliza para limpieza, sanitarios y riego principalmente proviene de pipas que se reciben diariamente.

Cada pipa tiene una capacidad de 10 000 litros de agua.



4. METODOLOGÍA.

4.1 Investigación bibliográfica.

La investigación documental, es la primera gran herramienta para la realización del presente estudio; ya que los textos escritos son el principal apoyo.

Para tal efecto se utilizan diferentes fuentes de información como son las bibliotecas, la red de información más actual: internet, así como los documentos propios del Instituto Andes de Puebla, planos del colegio y cartas de la Ciudad de Puebla.

El método científico será el camino a seguir para realizar la investigación y las técnicas empleadas van desde la consulta bibliográfica hasta entrevistas y observación in situ.

4.2 Trabajo de campo.

La metodología utilizada para la elaboración del presente trabajo recepcional consta básicamente de investigación directa, que nos acerca a la realidad para recabar información del lugar en cuestión; ya que cada sitio tiene sus características propias y así detectar problemas y ventajas para estructurar estrategias que comprueben la veracidad de la propuesta.

4.2.1 Distribución de áreas.

Para tener una mejor apreciación de la distribución en el Instituto Andes de Puebla, es necesario presentar un plano del mismo señalando y especificando donde se encuentran los diferentes edificios, baños de cada sección, canchas deportivas, oficinas, estacionamiento, áreas verdes, etc.



4.2.2 Recorrido del drenaje.

La ubicación de la red de drenaje dentro del colegio se describe gráficamente mediante el uso de un plano donde se especifican: localización y el tipo de drenaje.

4.2.3 Actualización de infraestructura física.

En este apartado se describe el Instituto Andes.

Además se requiere hacer una serie de entrevistas personales realizadas los encargados de la dirección, la administración y mantenimiento.

4.2.4 Características físicas del suelo.

El determinar el tipo de suelo que se presenta en la zona de estudio es necesario, para tal efecto se hace un estudio de mecánica de suelos, el cual describe el tipo, usos, propiedades y materiales componentes que lo hacen diferente a otros tipos de suelo.

4.3 Trabajos de gabinete.

Una vez revisada la información documental y la información obtenida en las visitas a las instituciones, se procede a ordenarlas, cotejarlas y realizar los cálculos necesarios para la obtención de resultados con validez, los cuales sirven para elaborar una propuesta viable para la captación y conducción de agua, además de fomentar una educación ecológica integral en el plantel.



4.3.1 Precipitación media.

La precipitación medía se obtiene mediante los promedios tomados en los últimos 30 años por la Comisión Nacional del Agua (CNA).

Estos datos son obtenidos mediante entrevistas hechas al jefe del Departamento de Meteorología de CNA, de Puebla.

4.3.2 Determinación de áreas susceptibles de aprovechamiento.

Los métodos para la detección de áreas útiles de captación de agua en el Instituto Andes son los siguientes:

Realizar una visita de inspección y por medio de la observación directa, se determinan cuáles son las áreas susceptibles para la captación de agua pluvial, estas se eligen por su cercanía al lugar de almacenamiento, las áreas que cuenten con drenaje pluvial independiente o externo; pues resulta más fácil y económico hacer correcciones si se requieren y, por las facilidades que presentan para dirigir el agua de forma sencilla y económica hacia la zona de captación.

4.4 Instalación Hidráulica.

Se hace una breve descripción de la instalación hidráulica dentro del Instituto Andes.

4.4.1 Instalación Sanitaria.

Se presenta un listado de dicha instalación, así como una explicación de la misma.



4.4.2 Evaluación de las fosas sépticas.

El agua de las fosas sépticas es sometida a análisis de laboratorio cada mes, se presenta el resultado de una prueba realizada por los laboratorios l.a.c.c.i.a.

4.6 Cálculo de los volúmenes de agua captados susceptibles de aprovechamiento.

4.5.1 Precipitación pluvial; cálculo del volumen.

Para la cuantificación de gastos resultantes de precipitaciones pluviales, se utiliza el método de Burkli Ziegler, descrito por la siguiente fórmula:

Q = K A(exp 3/4); K = C I S(exp 1/4)

Donde: A = Area de la zona en ha C = Coeficiente de escurrimiento I = Intensidad de la lluvia en cm/h S = Pendiente media de la zona en milésimas Q = Gasto en l/s

4.5.2 Agua residual; cálculo del volumen.

El volumen de agua utilizado dentro del colegio se obtiene a partir de la dotación promedio de agua potable por persona en un día.

El uso de pipas es indispensable para la institución, se presenta un cuadro en el que se indica el promedio utilizado mes a mes.

42. María del Carmen Marin F.


4.6 Diseño del sistema de tratamiento.

Se necesita tener un conocimiento preciso del estanque o lugar de almacenamiento de agua pluvial, su ubicación, volumen de agua que puede contener, así como las medidas de longitud; el uso de rejillas; estimar la necesidad de hacer mejoras al suelo y al sistema hidráulico.

4.6.1 Diseño básico del sistema de tratamiento.

Se presenta un diagrama de flujo del sistema de tratamiento.

Las fórmulas empleadas se tomaron del Manual para el Diseño de Lagunas de Estabilización de Aguas Residuales, del autor Colli Misset , et a l

4.6.2 Diseño de la laguna; cálculos

La capacidad de la laguna es definida por las siguientes fórmulas:

Volumen de la laguna:

Xv =Li_Q Va

L1 = DBO del efluente mg/l (= g/m3) Xv = Tiempo de residencia hidráulico Q = gasto m3/d Va = volumen de la laguna anaerobia m3

Tiempo de residencia hidráulico

Ba = Va Q



Profundidad media de la laguna anaerobia.

Aan = V Z

Aan = área superficial m2

V = volumen m2

Z = profundidad m

Largo y ancho, generalmente se utiliza largo/ancho (L/W) = 3

A=XW2

4.6.2.1 Porcentaje de remoción de DBO.

El porcentaje de remoción se estima de acuerdo con la tabla (anexo no. 9)

R = 2 T + 20

R = porcentaje de remoción T = temperatura °C

4.6.3 Rejillas de cribado.

Se presentan los cálculos necesarios de acuerdo con las necesidades del sistema. Para lo cual se utilizará la fórmula siguiente: (anexo no. 8 )



hf = p ( W / b )4/3 hv sen 9

Donde:

hf = altura de carga en m. cuando la rejilla está limpia. P= factor deforma.

D 2.42 ¿\ 1.83 O 1.79 0 1.67

W = sección transversal de la barra (m) b = separación entre barras (m) 0 = ángulo con respecto a la vertical, hv = carga de velocidad de aproximación.

4.6.4 Desinfección.

Se diseñan los tanques de desinfección de acuerdo a las necesidades volumétricas del sistema de tratamiento.

4.6.5 Obra de toma.

También conocidas como tomas de agua son salidas para el abastecimiento del vital líquido.

4.6.6 Modificación de drenajes.

Se hace una descripción de las modificaciones propuestas y se anexa un plano para lograr una mayor apreciación.


Aprovechamiento y Reuso de las Aguas Pluviales y Santerías

4.7 Guía de operación del sistema.

En gran cantidad de casos las lagunas se han puesto a trabajar con ausencia de supervisión en la operación y el mantenimiento, lo que ha ocasionado fallas en su funcionamiento, disminución en la eficiencia de tratamiento y en ocasiones el cierre de ellas. Las más de las veces esto ha sido provocado por la falta de capacitación del personal que opera las lagunas, la ausencia de un programa de operación y mantenimiento.

Para que la operación de la laguna sea eficiente, es de gran importancia considerar aspectos como la selección del sitio de construcción y de la definición del criterio de diseño (remoción de DBO).

4.8. Diseño físico del sistema de tratamiento.

El diseño físico es tan importante como el diseño del proceso, ya que puede afectar significativamente la eficiencia del tratamiento.



5. RESULTADOS

5.1 Trabajos de campo.

5.1.1 Distribución de Areas.

Se presenta un plano del Instituto Andes y del Colegio del Bosque, en el que se señalan las áreas ocupadas para salones, estacionamiento, canchas deportivas y jardines, entre otros, (anexo no. 4)

5.1.2 Recorrido del drenaje.

El drenaje en el Instituto Andes se encuentra en buenas condiciones, en 1990 se hace la primera etapa de construcción, en 1996 se hace la segunda etapa, en 1997, en 1998 y 1999, las etapas tercera, cuarta y quinta respectivamente; en cada etapa se instala la red de drenaje necesaria.

La red de drenaje dentro del instituto se muestra en el anexo no. 5

5.1.3 Actualización de infraestructura física.

El Instituto Andes de Puebla y el Colegio del Bosque en sus primeras etapas de construcción cuentan ya con cuatro edificios para oficinas y alumnado, los cuales se describen como sigue;

El Instituto Andes Actual (señalado así en los planos del colegio) es el edificio de mayor tamaño, en él se encuentran las oficinas de la Dirección y Administración del colegio, además los salones de Prematernal, Maternal, Kinder, Transitorio, Preprimaria, 1o y 2o de Primaria, Secundaria y Preparatoria del Instituto Andes.

Un segundo edificio está ocupado por los alumnos del Instituto Andes de 3°, 4o, 5o y 6o de Primaria.


Aprovechamiento y Reusa de las Aguas Pluviales y Sanitarias

En el tercer edificio se encuentran las alumnas de 5o de primaria, Secundaria y Preparatoria del Colegio del Bosque.

En el Cuarto edificio se encuentras las alumnas de Primaria del Colegio del Bosque.

Además de los edificios, el colegio cuenta con seis canchas de basket-bol, dos de boley-bol, una cancha de padel, una de soft-bol y una pista de atletismo.

Tiene también un estacionamiento que en un futuro servirá para 166 coches.

(Ver anexo no. 4)

5.1.4 Características Físicas del Suelo.

5.1.4.1 Mecánica de suelos.

Este punto se basa del anexo no. 6

El estudio de mecánica de suelos se realizó en el Instituto, en el área donde se construirán los edificios, cuenta con superficie sensiblemente plana y horizontal.

La geología superficial del sitio corresponde a depósitos intercalados de suelos aluviales y suelos tobáceos (cenizas volcánicas).

En cuanto a su sismicidad, la Ciudad de Puebla se ubica en la zona B de la regionalización Sísmica de la República Mexicana, Segunda en orden de actividad creciente de las cuatro en que se divide el País.

El estudio se realizó por dos métodos: trabajo de campo y experimentales. Los primeros consistieron en exploración y muestreo. Los ensayes de laboratorio se clasificaron manual y visualmente conforme al Sistema Unificado de Clasificación de Suelos.



En cuanto a su estratigrafía se puede notar que el predio está cubierto por una capa vegetal de 0.20 m de espesor medio, el subsuelo en el sitio define dos unidades de interés; la primera hasta aproximadamente 0.70 m de profundidad, constituida por una arcilla arenosa de color gris verdoso, de alta plasticidad y consistencia media, susceptible a cambios volumétricos de expansión y contracción al variar su contenido natural de agua.

La segunda capa, hasta la profundidad explorada (2.30 m), correspondiente a una arcilla arenosa, color café claro, de baja plasticidad y consistencia firme a dura, resistente y poco deformable.

En la excavación de los pozos no se detectó la presencia del nivel de aguas freáticas.

A partir de la estratigrafía y propiedades del subsuelo y de las características del proyecto, la cimentación más apropiada para los edificios es de tipo superficial, en base a zapatas aisladas de concreto reforzado aisladas bajo columnas; ligadas con trabes, de acuerdo a la mejor solución del proyecto estructural.

En virtud de que una sustitución de la arcilla expansiva resulta muy costosa para el proyecto, dado que deberían retirarse prácticamente 0.70 m de espesor, para un buen comportamiento de pisos deberá garantizarse que el terreno bajo ellos no modifique su humedad natural, pudiendo así desplantarlos sólo con un mejoramiento superficial de los primeros 0.20 m sobre el terreno despalmado. Especial atención tendrá la recomendación anterior en las áreas jardinadas.

Dada la presencia de la arcilla expansiva en el comportamiento de las instalaciones hidráulicas y sanitarias, éstas deberán preverse del tipo flexible e impermeable, con tubería de materiales como PVC.(Anexo no. 6)



5.2 Trabajos de gabinete.

5.2.1 Precipitación.

La zona donde se ubica el Instituto Andes de Puebla está incorporada completamente a la climatología imperante de la Ciudad de Puebla, es templado subhúmedo con verano fresco, la temperatura media del mes más frío es.de 14° C, la temperatura media del mes más cálido es de 19.5° C, el promedio de la precipitación del mes más seco es de 4.1 mm, con una media de 44.8 mm y una oscilación térmica entre 5° C y 7° C.

En la Ciudad de Puebla se tiene una precipitación mensual promedio medida de 1971 a 1995, la cual se presenta a continuación:(CNA, 1997)

Mes Precipitación promedio (mm)

Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre

9.6 8.4

10.1 28.7 86.0

177.9 153.3 129.4 151.8 73.2 14.1 4.1

La precipitación máxima en 1 hora se presenta como sigue:

Mes Precipitación máxima en una hora (mm)

Enero 11.4 Febrero 14.1


es.de


Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre

16.9 23.6 43.7 46.7 54.9 57.9 37.7 53.0 38.5

7.0

El promedio aproximado de precipitación en un día tomando los meses de junio, julio, agosto y septiembre, es de : 5.103 mm

La intensidad de lluvia es de 51.12 mm/h ( CNA , 1997).

5.2.2 Determinación de áreas susceptibles de aprovechamiento.

El agua atmosférica susceptible de aprovecharse mejor, hasta ahora, es el agua de lluvia (López Alegría, 1985). El volumen de agua que cae anualmente en la época de lluvias es grande y resulta magnífica opción el aprovechamiento de esta agua, que además se recibe sin costo.

El Instituto Andes cuenta con sitios propicios para la recolección del agua, tales como azoteas, patios, canchas de basquet-bol, entre otras, teniendo demás una red de drenaje de agua pluvial y una de drenaje sanitario, las cuales desembocan en sitios distintos.

El agua de los techos de las instalaciones escurre a una canaleta que a su vez descarga en un tubo de bajada que la conduce al drenaje pluvial, otras azoteas tienen a los lados chorreras por donde el líquido baja hacia el drenaje uniéndose con el resto del agua en el drenaje pluvial municipal.

El agua de lluvia que cae en los patios y en las canchas es utilizable de igual manera.



Estas áreas fueron elegidas por tener drenaje pluvial independiente o externo, que resulta más fácil y económico de corregir, además se localizan cerca del área en donde se contempla construir el aljibe para almacenar el agua de lluvia, con el fin de economizar la tubería para encausar el líquido.

El agua residual de las fosas sépticas también es susceptible de aprovecharse junto con el agua de lluvia, esta agua ya ha sido tratada y según los análisis los resultados de DBO y otros se encuentran dentro de los parámetros que marca la norma, (anexo no. 7)

Con estos datos se plantea un sistema de captación de agua pluvial para el Instituto Andes de Puebla, anteponiendo las necesidades primarias del Colegio, evitando inundaciones y lodazales que impiden el desempeño de sus tareas, y mejorando así la imagen del Instituto y su funcionalidad, no sólo en tiempo de lluvias, más aún, evitando un gasto innecesario de compra de agua para el riego de campos en gran parte del año, además de ir educando a los alumnos de dicha institución en el ámbito de la ecología y protección ambiental.

5.3 Instalación Hidráulica.

Hasta la fecha los sistemas de drenaje del colegio se han resuelto de manera autosuficiente.

El estudio preliminar para el aprovechamiento del agua del Instituto Andes de Puebla, señala en cuanto a la estructura actual, lo siguiente:

Agua potable. El fraccionamiento aún no cuenta con red de agua potable, por lo cual la única fuente de abastecimiento del vital líquido para el Instituto Andes son las pipas, que surten diariamente.

Cada pipa contiene 10 000 litros de agua, mismos que se almacenan para el uso de sanitarios y riego principalmente.

En el siguiente cuadro se muestra el número de pipas que se requieren por mes para los servicios del colegio, las pipas adicionales se ocupan en



ocupan en los meses que generalmente no cae lluvia y son usados para riego de áreas verdes y jardines.

Mes Julio

Agosto Septiembre

Octubre Noviembre Diciembre

Enero Febrero

Marzo Abril

Mayo

Pipas 22 25 53 53 53 80 50 90 70

100 30

Junio 30

Adiciónales

too 100 150 160 160 30

El recorrido del agua en el Instituto Andes es el siguiente:

Se recibe el líquido de las pipas, se almacena en cisternas y es bombeado a dos posteriores cisternas para la distribución, éstas cuentan con tres compartimientos de 35,000 litros.

Se bombea tres veces al día a los nueve tinacos de asbesto con capacidad para 1100 litros cada uno distribuidos en los diferentes edificios.

El agua usada en los baños es conducida a través de la tubería sanitaria hasta las dos fosas sépticas.(ver inciso 5.3.1)

El agua pluvial es recogida a través de rejillas de 15cm de ancho colocadas alrededor de los edificios y a un lado de las canchas de basquetbol, cuenta dicha tubería con registros sanitarios de mampostería de 40x60 cm con tapa y con pozos de visita los cuales tienen una profundidad mayor de 1.5 m, la tubería se conecta a la red de drenaje pluvial del municipio.

m María del Carmen Marín F.


5.3.1 Instalación sanitaria.

El agua utilizada para el aseo y los baños es conducida a través de la tubería sanitaria hasta las fosas sépticas.(anexo no. 5)

El drenaje sanitario confluye en dos fosas sépticas:

- La primera fosa recibe el agua residual del edificio principal, del trébol no. 1 y del trébol no. 2, a través de la tubería que es de cemento, cuenta con registros de mampostería con tapa de 40 x 60 cm, funciona este sistema desde el año de 1992.

- En la segunda fosa séptica descarga el agua residual de! trébol no.3 y de los baños del Colegio del Bosque, esta fosa se hizo en el año de 1997.

La tubería es de cemento con registros de mampostería con tapa de 40 x 60 cm.

5.3.2 Evaluación de las fosas sépticas.

El agua residual es conducida hacia las fosas sépticas donde se efectúa un tratamiento primario.

El tratamiento primario de aguas negras es básicamente un tratamiento biológico, con un tiempo de retención de 7 días; el proceso consiste en dos fosas sépticas conectadas en paralelo, la descarga de su efluente se hace a cielo abierto semanalmente utilizándola para riego de áreas jardinadas. (La ubicación de las fosas se indica en el anexo no. 5)

El Instituto cada mes manda analizar el agua de la fosa de acuerdo con las normas establecidas, se anexa el resultado de una prueba hecha por los laboratorios l.a.c.c.i.a. SA de CV. (anexo no.7)

La generación de agua residual por parte de los alumnos y personal del Colegio, tomando en cuenta que el consumo de agua potable es de 26.188 litros por persona al día es de 18.33 litros por persona al día.(ver inciso 5.4.2 de este capítulo)

fil María del Carmen Marín F.


El siguiente esquema (f ig. no. 4) muestra una fosa séptica.

REJILLA DE PROTECCIÓN MAMPARA DIVISORIA

/

TUBERÍA SANfTARlA

S

sz María del Carmen Marín F.


5.4 Cálculo de los volúmenes de agua captados susceptibles de aprovechamiento.

5.4.1 Agua pluvial; Cálculo del volumen.

Los volúmenes instantáneos que se recogen por un alcantarillado pluvial son muy variables, dependiendo de muchas circunstancias, especialmente la intensidad de la lluvia que se considere.

Estos gastos son considerables aún cuando no se presentan con frecuencia.

Se tomó para este fin datos medios inferiores a los derivados de las condiciones reales (López Alegría, 1985).

Para el cálculo del volumen de agua pluvial en el Instituto Andes se emplea el método de Burkli Ziegler.(Peck, et al, 1991)

A continuación se da la tabla no. 5 de los gastos de aguas pluviales aportados por cada una de las áreas en base a lo establecido por el método de Burki Ziegler.

fia María del Carmen Marín F.

J> fe.

I s?

MÉTODO DE BURKLI ZIEGLER

Instituto Andes * Patios * Colegio del Bosque * Areas deportivas * . Total Instituto Andes(Kinder) Patios Dirección Capilla Instituto Andes Canchas de Basquet Colegio del Bosque Canchas de Basquet Gimnasio Total

A 0.02450 0.01195 0.01222 0.02310

0.02450 0.01195 0.00584 0 00198 0.03786 0.06600 0.04090 0.05250 0.02448

A(exp3/4) 0.06192 0.03610 0.03670 0.05920

0.06192 0.03610 0.02110 0.00930 0.85800 0.13020 0.09090 0.10960 0.06180

K 5.1740J 4.9590 5.3267 4.0875

5.1740 4.9590 5.3267 5.3267 5.3267 4.0857 5.3267 4.0857 5.3267

C 0.850 0.875 0.850 0.950

0.850 0.875 0.850 0.850 0.850 0.950 0.850 0.950 0.850

1 5.12 5.12 5.12 5.12

5.12 5.12 5.12 5.12 5.12 5.12 5.12 5.12 5.12

S 2.0 15 2.0 0.5

2.0 1.5 2.0 2.0 2.0 0.5 2.0 0.5 2.0

S(exp1/4) 1.189 1.107 1.189 0.840

1.189 1.107 1.189 1.189 1.189 0.840 1.189 0.840 1.189

Q 0.3200 0.1790 0.1954 0.0562 0.7506 0.3200 0.1790 0.1123 0.0495 0.4570 0.5319 0.4841 0.4477 0.3291 2.9100

Fórmula del método de Burkli Ziegler

Q = K A (exp3/4); K = C I S(exp 1/4)

Donde:

A = Area de la zona en ha C = Coeficiente de escurrimiento I = Intensidad de la lluvia en crn/h S = Pendiente media de la zona en milésimas Q = Gasto de l/s

* Instituto Andes actual


5.4.2 Agua residual; cálculo del volumen.

Para el cálculo del volumen de agua residual se toma en cuenta la dotación de agua potable (litros/habitante/día) para la población, considerando un aporte de agua residual del 70% del consumo.

Son 52.2 pipas promedio mensual, para llenar 9 tinacos, tres veces al día se pone la bomba hasta llegar a su máxima capacidad, cada tinaco es de 1000 litros.

El número de usuarios es de 928 alumnos y 103 personal administrativo y de intendencia.

Esto es: 27 000 litros/día usados por 1 031 personas , por lo tanto la dotación por persona es de 26.188 l/hab/d.

El agua residual por consiguiente es : 18.3316 l/hab/d, o sea 18 900 litros al día.



5.5 Diseño del sistema de tratamiento.

5.5.1 Diagrama del sistema de tratamiento.

El siguiente diagrama se propone para las aguas pluviales y para las aguas residuales del Instituto Andes.

Agua residual

\ 7

í >>

Influente

Rejilla

^ ^ <

Laguna

P> »

Efluente

Desinfección

Agua Pluvial



5.5.2 Diseño de la laguna; cálculos

La dotación promedio de agua potable en ei Instituto Andes es de 26.188 litros/persona/día, se considera un aporte de agua residual del 70 % del consumo; lo que da un total de 18.3316 litros/persona/día

Se diseña una laguna para tratar 18,900 l/d de agua residual con una DBO de 49.50 mg/l .

Se diseña la laguna para el agua pluvial captada, con un gasto de 0.7506 l/s.

El agua de lluvia tiene una DBO de 30 mg/l, dato reportado a partir de un análisis realizado a una muestra de agua pluvial corriente en el drenaje de la 21 sur y 13 poniente, después de su respectiva trayectoria por patios, azoteas, banquetas, drenajes, etc.

El análisis se llevó a cabo en el Laboratorio de Química de la UPAEP.

Además se hace el diseño de una laguna combinando el agua residual y el agua pluvial.

Tasa de evaporación 180 C y 6 mm/d respectivamente.

Tomando en cuenta la tabla del anexo no. 9 se tiene los siguiente:

A,v = 20T-100 Xv =(20* 18)-100

X v = 260 gr/m3d

X v = Tiempo de residencia hidráulico



5.5.2.1 Cálculo de la laguna para Agua Residual:

El volumen de la laguna está dado por:

Xv = L O Va

Va = Li.Q Xv

Va = (00495X18900} 260

Va = 3.598 m3

L1 = DBO del efluente mg/l (= g/m3) X v = Tiempo de residencia hidráulico Q = gasto m3/d Va = volumen de la laguna anaerobia m3


9a = Va Q

8a = 3.598 18.9

9a = 0.19 d

0 = tiempo de residencia hidráulico



Cálculo de la profundidad media de la laguna anaerobia.

Aan = V/Z


V = volumen m2

Z = profundidad m

Aan = 3.598 1.2

Aan = 2.998 m2

Obtención de largo y ancho, generalmente se utiliza largo/ancho (L/W) = 3

Aan =XW2

W = V Aan / X

L/W = X

L=3W

Aan = XW2

X = 3 W = Ancho de la laguna L = Largo

Substituyendo:

A = 3W2

69 María del Carmen Merin F.

Aprovechamiento y Reuso de ¡as Aguas Pluviales y Sanitarias

Despejando para obtener W :

W = VAan/X

W = V2.998/1.2

W = 1.5806 m

Para obtener el largo

L = 3W

L = 3(1.5806)

L = 4.758 m

Obtención de la profundidad

Z = V Aan

Z = profundidad

Z = 3.598 2.998

Z = 1.2m



Puesto que la laguna es en forma trapezoidal tenemos:

V=(A1 + A 2 ) f h ) 2

V = volumen A1 = área mayor A2 = área menor

V= (3.748+ 2.248) (1.2) 2

V = 3.598 m3

5.5.2.2 Cálculo de la laguna para Agua Pluvial.


A,v = L1 Q Va

Va = L1 Q Xv

Va = (0.030)(64851.84) 260

Va = 7.482 m3





9a = Va. Q

9a = 7.482 64.851

0a = 0.11 d


Aan = V Z


V = volumen m2

Z = profundidad m

Van = 7.482 1.2

Aan = 6.235 m2




W = V Aan / X

L/W = X

L=3W

Aan = XW2


Substituyendo:

Aan = 3W2

Despejando para obtener W = ancho:

W =V Aan / X

W = V 6.235/1.2

W = 2.279 m

Para obtener el largo (L)

L = 3W

L = 3 (2.279)

L = 6.837 m



Obtención de la profundidad.

Z = V Aan

Z = 7.482 6.235

Z = 1.2m


V = (A1 + A 2 Uh) 2


V = (6.985+5.485) (1.2) 2

V = 7.482 m3

5.5.2.3 Cálculo de la laguna: Combinación del agua pluvial con el agua residual




Xv = L1 Q Va

Va = L1 Q Xv

Va = (0.0495 * 18900VK0.03 * 64851.84) 260

Va = 11.0811 m3



9a = Va. Q

ea= 11.0811

83.75184

ea=0.13d


Aan = V Z


75 Marfa del Carmen Marín F.


V = volumen m2

Z = profundidad m

Aan= 11.0811 1.2

Aan= 9.234 ma


A=XW2

W=V7T7~X

L/W = X

L=3W

A = XW2


Substituyendo:

A = 3 ^

Despejando para obtener W = ancho:

W = VA/X

W=l 9.234 1 1.2

W = 2.7739 m



Para obtener el largo (L)

L = 3W

L = 3 (2.7739)

L = 8.3217 m

Obtención de la profundidad.

Z =_V Aan

Z= 11.0811 9.234

Z = 1.2m


V = (A1 + A 2 ) (h) 2


V = (9.984+ 8.484) (1.2) 2

V = 11.0811 m3



5.5.2.4 Resumen de los cálculos obtenidos:

Agua Residual Agua pluvial Combinación de residual + pluvial

Volumen (Va)

Tiempo de Residencia(Q)

Area superficial (Aan)

Ancho (W)

Largo (L)

Profundidad (Z)

Area mayor (A1)

Area menor (A2)

3.598 m3

0.19d

2.998 m2

1.5806 m

4.7418 m

1.2 m

3.748 m2

2.248 m2

7.482 m3

0.11 d

6.235 m2

2.2794 m

6.8338 m

1.2 m

6.985 m2

5.485 m2

11.0811 m3

0.13d

9.234 m2

2.7739 m

8.3217 m

1.2 m

9.984 m2

8.484 m2

5.5.2.5 Porcentaje de remoción de DBO.

R = 2 T + 20

R = 2(18) + 20

R = 56 por ciento

R = Porcentaje de remoción de DBO T = Temperatura (°C) (anexo no. 9)



5.5.3 Rejillas de cribado.

Las rejillas son el equipo adecuado para cribar y remover arena y otros objetos; este equipo deberá ser instalado en todos los sistemas, es la primera operación encontrada en las plantas de tratamiento de aguas residuales.

Un lugar adecuado deberá ser hecho exprofeso para la disposición higiénica de los desechos del cribado y las arenas, el entierro en zanjas es normalmente el método más apropiado (Colli et al).

La rejilla es la primera operación encontrada en las plantas de tratamiento de aguas residuales; utilizado para retener sólido gruesos .

Se usan para proteger bombas, válvulas, tuberías y otras instalaciones de tratamiento.

Las rejillas están formadas por barras espaciadas de 2 hasta 15 cm, estas pueden estar en posición horizontal o vertical, aunque por lo general se encuentran en posición vertical y con una inclinación de 45° a 60° con respecto a la vertical.

De acuerdo a su limpieza se clasifican en manual o mecánica, en esta investigación se usará manual debido a sus pequeñas dimensiones.(ver inciso no. 5.5.3.1)

El análisis de las rejillas involucra la pérdida de carga y el dimensionamiento del canal que las arrojó.

5.5.3.1 Rejillas para el tratamiento de agua residual.

Pérdida de carga:

hf = p (W / b )4/3 hv sen 0



hf = altura de carga en m. cuando la rejilla está limpia. p = factor de forma. W = sección transversal de la barra (m) b = separación entre barras (m) 0 = ángulo con respecto a la vertical. hv = carga de velocidad de aproximación.

Vel sup = 0.30 m/s 0 = 45° El gasto será = 18.3316 l/hab/d (1031 hab) = 18 900 l/d = 0.2187 l/s = 2.187x10 4m3/s (3 = 2.42

Sección transversal:

A = Q / Vh

A = 2.187x104/0.3

A = 7.29x104m2

A = área Q = gasto Vh = velocidad de aproximación

Suponer tirante:

h = 0.30 m

Cálculo del número de barras:

B = A / h

B = 7.29x104/ 0.30



B=2.43x103m

B = base

Se iguala la ecuación:

B = n(b) + (n-1) (W) = B

Despejando:

W = 10 mm = 0.010m b= 2 cm = 0.02 m

n = (B + W) / (b + W)

n = (2.43 x 103 +0.01) / (0.01 + 0.02)

n = 0.414 » 1

Por lo tanto:

B= 1 (0.02) +( (0) (0 .01) )

B = 0.02 m

W = ancho de la barra b = separación entre barras n = no. de espacios n-1 = no. de barras

Reajustar el tirante:

h = A / B

h = 7.29x104/0.02

h = 0.036 m



Velocidad entre rejas:

Vr = Q / ( n (b) h )

Vr = 2.187 x 104 / ( 1 (0.02) 0.036 )

Vr = 0.3 m/s

Debe estar entre 0.3<= Vr >= 0.6 m/s

Cálculo de la pérdida de carga:

hf = p ( W / b )4/3 hv sen 0

hf = 2.42 (0.01 / 0.02)4/3 4.58 x103 sen 45°

hf-0.00285 m

hv = Vh2 / 2g

hv = (0.3)2 / (2(9.81))

hv = 4.58x103m

Las medidas mínimas requeridas para una rejilla son de 0.80 m de largo y 0.60 m de alto, por lo que se obtiene lo siguiente:

n = (0.80 + 0.01)/ (0.01 +0.02)

n = 27

B = 27 (0.02) +(26(0.01))

B = 0.8 m



Se necesita una rejilla de 0.80 m de largo y 0.60 m de altura, con 26 barras de 10 mm de ancho separadas una de otra por una distancia de 20 cm.

5.5.3.2 Rejillas para el tratamiento de agua pluvial.

Pérdida de carga :

hf = p (W / b )4/3 hv sen e

hf = altura de carga en m. cuando la rejilla está limpia. p = factor de forma. W = sección transversal de la barra (m) b = separación entre barras (m) 0 = ángulo con respecto a la vertical. hv = carga de velocidad de aproximación.

Vel sup = 0.30 m/s 9 = 45° El gasto será = 0.7506 l/s = 2702.16 l/h, tomando en cuenta un período de 5 horas de lluvia = 3.753 l/s = 3.753 x 103 m3/s p = 2.42

Sección transversal:

A = Q / Vh

A = 3.753x103 /0.3

A = 0.01251 m2

A = área



Q = gasto Vh = velocidad de aproximación

Suponer tirante:

h = 0.30 m


B = A / h

B = 0.0151 /0.25

B- 0.05004 m

B = base

Se iguala la ecuación:

B = n(b) + (n-1) (W) = B

Despejando:

W = 5 mm = 0.005 m b= 2 cm = 0.02 m

n = (B + W) / (b + W)

n = (0.05004 +0.005) / (0.005 + 0.02)

n = 2.2016 * 2

Por lo tanto:

B= 2(0.02) +( (1 ) (0.005)

84 María dei Carmen Marín F.


B = 0.045 m



h = A / B

h = 0.01251 / 0.045

h = 0.278 m


Vr = Q / ( n (b) h )

Vr = 3.753 x 103 / ( 2 (0.02) 0.278 )

Vr = 0.337 m/s



hf = p (W / b )4/3 hv sen 0

hf = 2.42 (0.005 / 0.02)4/3 4.58 x103 sen 45°

hf = 0.00113 m

hv = Vh2 / 2g



hv = (0.3)2 /(2(9.81))

hv = 4.58x103m


n = (0.80 + 0.005) / (0.02 + 0.005)

n = 32.2 » 32

B = 32 (0.02) + ( 31 (0.005))

B = 0.795 m


5.5.3.3 Rejillas para el tratamiento de agua residual en combinación con el agua pluvial.

Pérdida de carga :

hf = p (W / b ) m hv sen 6

hf = altura de carga en m. cuando la rejilla está limpia. P = factor de forma. W = sección transversal de la barra (m) b = separación entre barras (m) 9 = ángulo con respecto a la vertical. hv = carga de velocidad de aproximación.



Vel sup = 0.30 m/s 0 = 45° El gasto será = 2.187 x 104 m*/s + 3.753 x103 m/s = 3.9717 x103 m/s P = 2.42

Sección transversal;

A = Q / Vh

A = 3.9717 x10 3 / 0.3

A = 0.01323 m2

A = área Q = gasto Vh = velocidad de aproximación

Suponer tirante:

h = 0.30 m


B = A / h

B = 0.0132/0.30

B= 0.04413 m

B = base

Se iguala la ecuación;

B = n(b) + (n-1) (W) = B


Aprovechamiento y Reuso de ¡as Aguas Pluviales y Sanitarias

Despejando:

W = 5 mm = 0.005 m b= 2 cm = 0.02 m

n = (B + W) / (b + W)

n = (0.04413 + 0.005) / (0.02 + 0.005)

n = 1.965 « 2

Por lo tanto:

B= 2(0.02) + ( ( 1 ) (0.005))

B = 0.045 m



h = A / B

h = 0.01323/ 0.045

h = 0.294 m


Vr = Q / ( n (b) h )

Vr = 3.9717 x 103 / ( 2 (0.02) 0.294 )



Vr = 0.33 m/s



hf = p (W / b )4/3 hv sen 9

hf = 2.42 (0.005 / 0.02) 4/34.58 x103 sen 45°

hf = 0.00113 m

hv = Vh2/ 2g

hv = (0.3)2 / (2(9.81))

hv = 4.58x103m


n = (0.80 + 0.005) / (0.005 + 0.02)

n = 32.2 « 2

B = 32 (0.02) + ( 31 (0.005))

B = 0.8 m




5.5.4 Desinfección.

Para tal motivo se utiliza la cloración ya que el cloro se usa para la depuración de las aguas.(ver inciso 2.5.6)

5.5.4.1 Desinfección para el tratamiento de agua residual.

Dosis de cloro: En base a la tabla del inciso 2.5.6 del capitulo 2, se tiene lo siguiente:

Efluente de lodos activados, según el comportamiento, la cantidad probable de cloro es de 3 - 9 mg/l. Se toma en cuenta 9 mg/l por el tratamiento que recibe el agua residual en las fosas sépticas

Tiempo de retención (tr) = 10 min. En la tabla se menciona un tiempo de retención de 15 minutos para

aguas negras, las aguas que se utilizan son las resultantes de un tratamiento en fosas sépticas.

Gasto (Q) = 18900 l/d = 0.21875 l/s

Volumen del tanque:

V = (0.21875) (600)

V = 131.25 I = 0.131 m3

Volumen de las mamparas:

V = L * L * L

V= (0.50) (0.50) (0.10)

V = 0.025 m3

Corrigiendo el volumen del tanque:



(0.025) (3)= 0.075 m 3

V = 0.075+ 0.131

V = 0.2 m 3

V = L*L*L

V=( 0.50) (0.80) (0.50)

V = 0.2 m 3

Espacios entre mamparas:

V = L * L * L

V= (0.125) (0.50) (0.50)

V = 0.03125 m3


(0.0325) (4) = 0.125 m3

V = 0.125+ 0.075

V = 0.2 m3

La medida del dorador es de 0.80m de largo, 0.50 m de ancho y 0.50 m de profundidad.

Con tres mamparas de 10 cm de ancho.

Los espacios entre mamparas son de 12.5 cm.

91 Maria del Carmen Marín F.


5.5.4.2 Desinfección para el tratamiento de agua pluvial.

Dosis de cloro: En base a la tabla del inciso 2.5.6 del capitulo 2, se tiene lo siguiente:

Efluente de lodos activados, según el comportamiento, la cantidad probable de cloro es de 3 - 9 mg/l. Se toma en cuenta 9 mg/l.

Tiempo de retención (tr) =10 min. En la tabla se menciona un tiempo de retención de 15 minutos para

efluentes de aguas negras tratadas con lodos activados, Se toman 10 min para purificar las aguas pluviales.

Gasto (Q) = 07506 l/s

Volumen del tanque:

V = (0.7506) (600)

V = 450.36 I = 04503 m3


V = L * L * L

V = (0.80) (0.50) (0.10)

V = 0.04 m3


(0.04) (4) = 0.16 m3

V = 0.16 + 0.4503



V = 0.6103 m3

V = L * L * L

V = ( 1.55) (0.80) (0.50)

V = 0.62 m3


V = L * L * L

V = (0.23) (0.80) (0.50)

V = 0.092 m3


(0.092) (5) = 0.46 m3

V = 0.046+ 0.16

V = 0.62 m3


Con cuatro mamparas de 10 cm de ancho.

Los espacios entre mamparas son de 23 cm.



5.5.4.3 Desinfección para el tratamiento de agua residual combinada con agua pluvial.

Dosis de cloro: En base a la tabla del inciso 2.5.6 del capítulo 2, se tiene lo siguiente:

Efluente de lodos activados, según el comportamiento, la cantidad probable de cloro es de 3 - 9 mg/l. Se tomo en cuenta 9 mg/l por el tratamiento que recibe el agua residual en las fosas séptica, se combina esta agua con el agua pluvial.

Tiempo de retención (tr) = 10 min. En la tabla se menciona un tiempo de retención de 15 minutos para

aguas negras, las aguas que se utilizan son las resultantes de un tratamiento en fosas sépticas, y el agua pluvial.

Gasto (Q) = 0.7506 l/s + 0.21875 l/s = 0.9747 l/s

Volumen del tanque:

V= (0.9747) (600)

V = 584.82 I = 0.5848 m3


V = L * L * L

V = (0.80) (0.55) (0.10)

V a 0.044 m3


(0.044) (5) = 0.22 m3

V = 0.22 + 0.5848

V = 0.8048 m3



V = L * L * L

V = ( 1.85) (0.55) (0.80)

V = 0.814 m3


V = L * L * L

V = (0.225) (0.80) (0.55)

V = 0.099 m3


(0.099) (6) = 0.594 m3

V = 0.594 + 0.22

V = 0.814 m3


Con cinco mamparas de 10 cm de ancho.

Los espacios entre mamparas son de 22.5 cm.

5.5.5 Obra de toma.

No hay inconveniente en que en los embalses se instalen centrales de pie de presa, efectuando la toma de agua para el abastecimiento.

95 María del Carmen Marín F,


En los pequeños embalses como el que se propone para el Instituto Andes se pueden simplificar las tomas, como se puede ver en la siguiente figura: toma de agua mínima (fig. no. 6 )(López Alegría, 1969)

/ Nivel de aguas máximas

¿.Tubería con tomas abiertas

3 .Válvula

•••Arranque de la conducción

Toma de agua Mínima

Sección Vertical

La cual se limita a una tubería con varias tomas a distintas alturas para que las tomas sean a varias profundidades y con una sencilla llave de salida de la tubería ascendente.

Puesto que la toma ha de servir para alimentar un canal a cielo abierto, deben de ponerse dos grupos de desagüe en horizontal, teniendo cada uno capacidad suficiente para el caudal máximo del canal.

Lo anteriormente dicho exige llevar aire exterior a todos aquellos puntos en que se pueda producir una depresión, o sea inmediatamente aguas abajo de toda toma de agua, de no desembocar directamente en la atmósfera.

Q6 María del Carmen Marín F.


De ésta manera se puede suprimir o aminorar el vacío y las expansiones de agua, choques violentos, desperfectos y arrastre de material del conducto , como efectos mecánicos, y los efectos químicos de corrosión de partes metálicas por causa del desprendimiento del oxígeno disuelto en el agua, al pasar por una depresión; tienen poca importancia.

Si sólo se dispone de un cierre en cada toma, cualquier desperfecto en aquel inutilizaría ésta, si no puede abrirse no cumple su fin y si no puede cerrarse se perdería el agua del embalse.

Por ello es conveniente colocar dos cierres en serie. El llamado de seguridad, aguas arriba, que en explotación normal debe estar totalmente abierto o totalmente cerrado; y otro de regulación aguas abajo, que puede quedar parcialmente abierto para regular el caudal; ambos deben estar dispuestos para accionarse con la máxima carga de agua superpuesta.

Para mayor seguridad de maniobra de cierre de seguridad, se dispone de un by-pass que comunique la cara de aguas arriba de aquel con la cámara de caudal entre los dos cierres, a fin de equilibrar las presiones (Andrew L, 1983).

La toma alimenta a un canal a cielo abierto por lo que deben ponerse dos grupos de desagüe horizontal, teniendo cada uno capacidad suficiente para el caudal máximo del canal.

5.5.6 Modificación de drenajes.

La modificación de drenajes para el Instituto se presenta en el anexo no. 10, donde se muestra la red de drenaje corregida.

En cuanto al drenaje pluvial:

Se une el drenaje de agua pluvial del edificio conocido como Instituto Andes actual, que como se puede apreciar en el anexo 5, está dividido en dos, una parte se va al drenaje de agua pluvial municipal y la otra parte se une al drenaje pluvial que pasa por enfrente de la Institución.



La siguiente corrección es eliminar la salida hacia el drenaje pluvial municipal.

Otra corrección más consiste en unir el drenaje del edificio de primaria del Colegio del Bosque con el drenaje de los otros edificios, encausándola hacia el sistema de tratamiento.

El drenaje sanitario o de agua residual esencialmente no sufre modificaciones, se continua la red de drenaje, partiendo desde las fosas sépticas hasta la laguna o aljibe donde se une con el agua pluvial.

5.6 Guía de operación del sistema.

5.6.1 Manejo del sistema.

Para un buen manejo del sistema se debe considerar, además de un buen diseño de la laguna, mantenerse limpia y con buen aspecto; a la remoción de plantas dentro y fuera de ella, a la limpieza y buen funcionamiento de las estructuras hidráulicas de entrada y salida y de interconexión; al mantenimiento de los bordos; a la disposición de las plantas, basura y natas removidas; a la evaluación de su eficiencia de tratamiento; y al registro por escrito de todas las actividades.

Es importante mencionar que siempre existen problemas en la operación de las lagunas que pueden afectar su funcionamiento, los que se presentan con mayor frecuencia son los siguientes:

- En el llenado de las lagunas. - Desarrollo de vegetación enraizada dentro de la laguna así como en

los bordos. - Proliferación de plantas flotantes. - Producción de malos olores. - Producción excesiva de algas. - Proliferación de mosquitos y roedores. - Variaciones de color en el agua. - Lagunas con poca carga o sobrecargadas. - Oxígeno disuelto bajo.



- Presencia de desechos flotantes o espuma. - Tendencia a disminuir el pH. - Derrame de agua sobre los bordos.

Las causas de cada uno de los problemas son diversos así como sus efectos a corto plazo; sin embargo en la mayor parte de ellos las consecuencias principales se reflejan en:

- Generación de malos olores. - Deterioro de las estructuras hidráulicas. - Disminución en la eficacia del tratamiento. - Fuertes desembolsos monetarios para restauración. - Incumplimiento de las normas de descarga. - Proliferación de fauna indeseable. - Destrucción de los bordos. - Contaminación de agua subterránea por infiltración en algunos casos. - Deterioro del aspecto general de la planta.

Para evitar cualquier problema es de gran importancia subrayar que el mantenimiento continuo, que se practica con propósito preventivo, resulta más fácil y económico que la rehabilitación.

Las acciones rutinario-preventivas de la operación consisten en:( Colli M. José , et al)

- Verificar que el tirante no disminuya. - Poda y disposición de la vegetación circundante a la laguna, conforme vaya apareciendo especialmente en los bordos - Extracción de plantas acuáticas flotantes, enraizadas o sumergidas, así como de natas, basuras y otros objetos flotantes. - Realizar la medición, 3 veces al día de los caudales en entradas y salidas. - Efectuar la limpieza de las estructuras hidráulicas tan frecuentemente como sea necesario para mantenerlas constantemente libres de taponamientos. - Registro por escrito de los datos resultados de las mediciones, de las anomalías detectadas, de las reparaciones efectuadas y de todas las acciones de limpieza echas durante el día. - Informar en forma inmediata al técnico responsable de cualquier anomalía detectada.



Las acciones de mantenimiento correctivo pueden presentarse a pesar de un buen mantenimiento rutinario, generalmente se presenta cuando la capacidad de tratamiento fue rebasada por un incremento de caudal en el influente conjuntamente con un aumento de carga orgánica.

5.6.2 Evaluación del funcionamiento.

Las recomendaciones dadas a continuación, constituyen un nivel 3 en el programa de monitoreo y están basadas en la evaluación mínima del funcionamiento de una laguna dadas por Pearson et al (1987) y Colli y Escalante (1992).

Este tipo de estudio no generaliza el comportamiento de los sistemas lagunares, este nivel de investigación va más allá de la capacidad de las gerencias estatales de la Comisión Nacional del Agua, por lo que deben llevarse a cabo por las Gerencias Regionales, por una universidad o por el IMTA.

Las muestras deben ser tomadas y analizadas al menos cinco días durante un período de cinco semanas tanto en la estación más cálida del año como en la más fría.

Se requieren muestras del agua del influente y del efluente de la laguna, y para conocer la variación semanal en la calidad de los mismos. Las muestras deben recolectarse el lunes de la primera semana, el martes de la segunda semana y así sucesivamente.

Las muestras compuestas, son necesarias para la mayoría de los parámetros; las muestras instantáneas se requieren para coliformes fecales y pH; las muestras de la columna de agua de la laguna deben tomarse para análisis de clorofila a y determinación del género de alga; utilizando un muestreador de columna como el muestreador Kermer o el propuesto por Parson et al (1987). Las muestras de la columna deben tomarse en un bote o balsa inflable.



En cada muestra diaria, la medida de la temperatura a la profundidad media de la laguna, la cual se aproxima a la media diaria de la temperatura de la laguna, deberá determinarse con un termómetro de máximas y mínimas suspendido a la profundidad media de la laguna a las 08:00 - 09:00 horas y leído 24 horas más tarde.(Colli et al).

En uno de los días de cada período de muestreo, debe determinarse la profundidad de los lodos en la laguna anaerobia, la prueba de la "toalla blanca" de Moroto (1960). La toalla blanca se sujeta a lo largo de un tercio de un palo largo, el cual se baja verticalmente dentro de la laguna hasta que alcance el fondo de la laguna; después se retira lentamente. La profundidad de la capa de lodos es claramente visible dado que algunas partículas de lodo serán atrapadas en el material afelpado. La profundidad del lodo debe medirse en al menos cinco puntos de la laguna, lejos de la base del terraplén y calcularse la profundidad media ( Colli et al).

Es útil medir también en al menos tres ocasiones durante cada campaña de muestreo la variación diurna en la distribución vertical del pH, oxígeno disuelto y temperatura. Los perfiles deben obtenerse a las 08:00, 12:00 y 16:00 horas. Si no se cuenta con electrodos sumergibles deben tomarse manualmente cada 20 cm. (Colli et al).

5.6.3 Análisis de datos.

La información recabada de los análisis antes mencionados, es utilizada para calcular los promedios de los parámetros en cada estación de muestreo, calculando los siguientes valores:

- Tiempo de residencia hidráulico (V/Q). - Cargas volumétricas de DB05y DQO en la laguna anaerobia, medidas en g ó kg m-3 d-1 - Porcentajes de remoción de DBOs y DQO, SS, N-NH3 , fósforo total, huevos de helmintos, y coliformes fecales. - Medición de dispersión para conocer la hidrodinámica de la laguna.

Se presenta un cuadro en el que se dan los rangos normales y valores extremos de operación de algunos parámetros.



5.7. Diseño físico del sistema de tratamiento.

El diseño del proceso tal como se describe debe ser traducido a un diseño físico, esto quiere decir qué forma tendrá la laguna, sus dimensiones, ubicación, etc.

5.7.1 Localización de la laguna.

La laguna debe estar alejada un poco de los lugares de actividades de los alumnos, de preferencia retirada de la comunidad educativa y lejos de un área de expansión futura.

De acuerdo a esto el mejor lugar está junto a la pista de atletismo, cerca de el edificio conocido como Instituto Andes actual. Al otro lado de la pista se encuentran los edificios llamados tréboles de Colegio del Bosque.

La descripción gráfica se muestra en el anexo no. 10.

5.7.2 Geometría de la laguna.

Existen pocos trabajos rigurosos para determinar la forma óptima de la laguna, la forma más común es la rectangular, aunque varía de unas a otras el largo con respecto al ancho.

La mejor geometría es la que incluye no sólo el tamaño de la laguna sino también la posición relativa de las entradas y salidas , esto minimiza los cortos circuitos hidráulicos.

Las lagunas no necesariamente deben tener forma rectangular, pueden ser suavemente curvadas por diversas razones, como las razones estéticas.

Una entrada y salida simple son normalmente suficientes, y éstas podrían ser localizadas en las esquinas diagonales opuestas a la laguna, para evitar la mezcla entre el influente y el efluente.



6. Conclusiones

Este proyecto puede dar frutos inmediatos y a futuro, para que esto se logre es necesario implementarlo y operarlo, las conclusiones que podemos obtener del mismo son:

Primeramente del estudio de Mecánica de Suelos en el que se incluyen la estratigrafía del lugar, fas propiedades del subsuelo, como la textura, estructura, consistencia, etc., se define que el tipo de suelo en el Instituto Andes es arcilla expansiva, la cual es muy útil para la construcción de lagunas como las que se proponen; útil porque debido a sus características impermeables, se puede ahorrar en la construcción al no utilizar material impermeable para el fondo de la laguna.

Al finalizar la investigación se ha hecho una reflexión sobre la conveniencia más óptima para la institución en lo que se refiere a la reutilización del agua. Se ha pensado que la mejor manera para el aprovechamiento y reuso del agua en el Instituto, es la de combinar el agua de lluvia que se colecta de las azoteas, patios y algunas canchas deportivas con el agua tratada en las fosas sépticas.

Las razones son las siguientes:

El exceso de agua pluvial en los pasillos, patios y jardines provocan lodazales e inundaciones impidiendo a los maestros y alumnos continuar con sus actividades en tiempos de lluvias, al conducir esa agua estancada en las diversas partes hacía un estanque se resuelve este problema.

Se tiene además la ventaja de que al incluir el agua resultante del tratamiento de las fosas sépticas a las lagunas ésta, se puede almacenar y posteriormente hacer una mejor distribución del líquido para riego en las zonas que se necesite, ya que actualmente el agua residual de las fosas es prácticamente "tirada" a cielo abierto.

Otra ventaja importante es que dependiendo del diseño básico del tratamiento se puede tener un ahorro diario en el consumo de pipas de agua como consta a continuación:

1Q4 María del Carmen Marin F.


Diariamente se utilizan 2.7 pipas promedio en época de lluvia y 6.46 pipas promedio en tiempo de estiaje.

En la primera propuesta se plantea un diseño para el agua residual en una laguna anaerobia logrando un ahorro de 1.8 pipas diarias promedio.

La segunda propuesta es el diseño de una laguna para el agua pluvial, se tiene que época de lluvia se puede almacenar lo equivalente a 6.48 pipas al día promedio.

En el tercer diseño se combinan las aguas pluviales y residuales, lo que reporta que se pueden almacenar 8.28 pipas de "agua pluvial-residual" en época de lluvia, en época de estiaje se tiene un ahorro de 1.8 pipas por día promedio.

Para mantener el nivel de agua del estanque en tiempo de secas se pueden ahorrar 1.82 pipas de agua promedio al día.

Es importante mencionar que debido al tipo de tratamiento y tiempo de remoción; la laguna no tendrá problemas de malos olores que puedan afectar a la comunidad y el efluente estará libre de microorganismos patógenos que afecten a la salud.

Como una adición al proyecto los alumnos podrán observar la armonía de la tecnología con la naturaleza al tener en la laguna anaerobia algunas especies de aves como patos y gansos y poder participar sembrando y cuidando plantas, arbustos y pastos alrededor de ella para mejorar el paisaje.

Por otro lado ayudará al proceso de educación integral, proporcionando a los profesores un espacio físico que permita explicar la utilidad del aprovechamiento de agua residual y pluvial para riego de áreas verdes ocupando el agua almacenada con lo que el alumno reforzará su formación con la educación ambiental.

Finalmente se resalta que este proyecto técnico de ingeniería básica es una propuesta profesional a la solución de un problema real.



5.7.3 Cortina rompevientos.

Pueden sembrarse algunos arbustos como ficus, separados uno de otro por una distancia de 1 m, asf impedir el arrastre de arenas por viento siendo depositadas en la laguna, además de mejorar estéticamente el paisaje.

5.7.4 Fauna doméstica.

El tener patos y gansos entre otras especies de aves puede ser de gran atracción, mejorando el aspecto del lugar al tener algunos animales que pueden ser alimentados a través de la malla ciclónica por los alumnos.

5.7.5 Seguridad.

La laguna deberá ser cercada por una malla ciclónica y puertas con candados, llevará un aviso de ciudado advirtiendo que la laguna es un sistema de tratamiento.

5.7.5 Equipo del operador.

El equipo necesario para el operador de la laguna debe incluir lo siguiente: - Botiquín de primero auxilios. - Espacio de almacenamiento para proteger la ropa, equipo para cortar pasto y remoción de natas, tamices y otras herramientas. - Refrigerador para guardar las muestras.



6. Conclusiones

Este proyecto puede dar frutos inmediatos y a futuro, para que esto se logre es necesario implementarlo y operarlo, las conclusiones que podemos obtener del mismo son:

Primeramente del estudio de Mecánica de Suelos en el que se incluyen la estratigrafía del lugar, las propiedades del subsuelo, como la textura, estructura, consistencia, etc., se define que el tipo de suelo en el Instituto Andes es arcilla expansiva, la cual es muy útil para la construcción de lagunas como las que se proponen; útil porque debido a sus características impermeables, se puede ahorrar en la construcción al no utilizar material impermeable para el fondo de la laguna.

Al finalizar la investigación se ha hecho una reflexión sobre la conveniencia más óptima para la institución en lo que se refiere a la reutilización del agua. Se ha pensado que la mejor manera para el aprovechamiento y reuso del agua en el Instituto, es la de combinar el agua de lluvia que se colecta de las azoteas, patios y algunas canchas deportivas con el agua tratada en las fosas sépticas.

Las razones son las siguientes:

El exceso de agua pluvial en los pasillos, patios y jardines provocan lodazales e inundaciones impidiendo a los maestros y alumnos continuar con sus actividades en tiempos de lluvias, al conducir esa agua estancada en las diversas partes hacia un estanque se resuelve este problema.

Se tiene además la ventaja de que al incluir el agua resultante del tratamiento de las fosas sépticas a las lagunas ésta, se puede almacenar y posteriormente hacer una mejor distribución del líquido para riego en las zonas que se necesite, ya que actualmente el agua residual de las fosas es prácticamente "tirada" a cielo abierto.

Otra ventaja importante es que dependiendo del diseño básico del tratamiento se puede tener un ahorro diario en el consumo de pipas de agua como consta a continuación:



Diariamente se utilizan 2.7 pipas promedio en época de lluvia y 6.46 pipas promedio en tiempo de estiaje.

En la primera propuesta se plantea un diseño para el agua residual en una laguna anaerobia logrando un ahorro de 1.8 pipas diarias promedio.

La segunda propuesta es ef diseño de una laguna para el agua pluvial, se tiene que época de lluvia se puede almacenar lo equivalente a 6.48 pipas al día promedio.

En el tercer diseño se combinan las aguas pluviales y residuales, lo que reporta que se pueden almacenar 8.28 pipas de "agua pluvial-residual" en época de lluvia, en época de estiaje se tiene un ahorro de 1.8 pipas por día promedio.

Para mantener el nivel de agua del estanque en tiempo de secas se pueden ahorrar 1.82 pipas de agua promedio al día.

Es importante mencionar que debido al tipo de tratamiento y tiempo de remoción; la laguna no tendrá problemas de malos olores que puedan afectar a la comunidad y el efluente estará libre de microorganismos patógenos que afecten a la salud.

Como una adición al proyecto los alumnos podrán observar la armonía de la tecnología con la naturaleza al tener en la laguna anaerobia algunas especies de aves como patos y gansos y poder participar sembrando y cuidando plantas, arbustos y pastos alrededor de ella para mejorar el paisaje.

Por otro lado ayudará al proceso de educación integral, proporcionando a los profesores un espacio físico que permita explicar la utilidad del aprovechamiento de agua residual y pluvial para riego de áreas verdes ocupando el agua almacenada con lo que el alumno reforzará su formación con la educación ambiental.

Finalmente se resalta que este proyecto técnico de ingeniería básica es una propuesta profesional a la solución de un problema real.

1Q5. María del Carmen Marin F.


Pueden desprenderse de él alternativas para problemas semejantes en un futuro, cuando se construyan las demás etapas del proyecto del colegio, por lo que se recomienda a las autoridades y responsables del Instituto que el proyecto se amplíe de acuerdo a su crecimiento buscando seguir con la solución que animó el presente proyecto: "buscar el bienestar del hombre".

1M María del Carmen Marin F.


7. Bibliografía

1. Schwab Gelnn O., et al, 1990, Ingeniería de conservación de suelos y aguas. Editorial Limusa.

2. Paz Moroto José. 1960. Abastecimiento de aguas. UPAEP.

3. Manual de Lineamientos Generales del Instituto Andes y Colegio del Bosque de Puebla. Documento interno.

4. Kramer Paul, 1969, Relaciones hídrícas de Suelo v plantas, una síntesis moderna, Edit, Edutex.SA México.

5. Ortiz-Villanueva B., Carlos Alberto O. 1990, Edafología. Universidad Autónoma de Chapingo, México.

6. Entrevista personal con el Director del Instituto Andes de Puebla, Lie. Luis Linares Romero, febrero de 1997.

7. Entrevista personal con la Administradora del Instituto Andes de Puebla, Sra. Luz del Carmen Cordeiro, marzo de 1997.

8. Boul S. W. et al, 1991, Génesis v Clasificación de Suelos. Ed Trillas, México.

9. Manual de Diseño de Obras Civiles, Tomo 1.3. Diseño por sismo. Comisión Federal de Electricidad.

10. López Alegría, Pedro, 1985, Abastecimientos de Agua Potable y Disposición v Eliminación de Escretas. Instituto Politécnico Nacional, México.

11. Peck, Ralph B., et al, 1991, Ingeniería de Cimentaciones, Ed Limusa, México.

12. Reglamento de Construcciones para el Municipio de Puebla.

13. Merrit W., 1991, Manual del Ingeniero Civil. Ed. Mc Graw Hill, México.

1Q7 María del Carmen Marin F.


14. Entrevista personal con el Ing. Jorge Luis Aguilar, en CNA, 30 de mayo de 1997.

15. Entrevista personal con el Director del Instituto Andes de Puebla, Lie. Luis Linares Romero, septiembre de 1998.

16. Entrevista personal con la Administradora del Instituto Andes de Puebla, Sra. Luz del Carmen Cordeiro, septiembre de 1998.

17. Simon Andrew L.,1983, Hidráulica Básica. Ed. Limusa, México.

18. Colli Misset, et a l , Manual para el diseño de lagunas de estabilización de aguas residuales.. IMTA, CNA, México.

19. Seoanez Caivo, Mariano, 1995. Aguas residuales urbanas. Tratamientos naturales de baio costo v aprovechamiento. Colección Ingeniería del Medioambiente, España.

20. Gordon Maskew Fair, et al, 1971, Purificación de las aguas v tratamiento v remoción de las aguas residuales.. Editorial Limusa, México.

1O8 María del Carmen Marín F.


Anexos

María del Carmen Marin F.


Anexo 1


Ubicación del Predio.


Anexo 2


: r. J»

'f | r-^pi

GOBIERNO DEL ESTADO DE PUEBLA

•" [•••• in • . .1.1 ' ! | l . .", f .Ul t 'WWf 1 '•

DEPENDENCIA: ' S . E . D . U . E¿ E Í P .

SECCIÓN:

MESA

NUM. DE OFICIO

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• • •

SECRETARIA ,;

DDUV

94-1-

. - 74? V;.

01/908 EXPEDIENTE

ASUNTO:

D I C T A M E N DEL

DEL SUELO

INSTITUTO ANDES DE PUEBLA A.C. PASEO DE LA NIÑEZ S/N COL, CONCEPCIÓN LA CRUZ.

su atento oficio (nqtdianê el cu* En contestación a dictamen de uco del suelo de un predio ubicado en el Boulevard Paseo de la Niñez entre la autopista Puebla-Atlixco v la carretera federal a Atlixco cotiguo a lo Universidad Iberoamericana con" superficie de 150,946.50 12 en el ' oue

de la escuela construcción Dreoaratoria, instalaciones estacionamientos: disouesto cor el Urbano Estatal, se emite el

se oretende L;4a:?eontihuacior^^^^ oreescojar, ;^'orimaria ."''«ecüiíj ar a.

sociales.'' '• recreativas.:! v deoortivas, me permito informar'" a:vús:t'e<j|^.p£l»|l'Ü9^^ci^^é^^S^:lo Articulo 12 • Fracción VJV ''"de 'Ja i. Lev- 'de.í:..D;» aí fo4io

sx q u i e n te i.,- - ..L- M4.ÍL> j^^f^^»^ W •- ¿•- iSp .$'f' ^ ., >t%V'''

D I C T A.M .E-N ; ;%^ ;-^V - •'. ^•^•7Sf,^W|K-:-:-

PRIMERO-- De acuerdo a lo disDuesto Dor el Programa SubêîjOnal de Desarrollo urbano oara los municipios de Cuautlancingo, PueblaJ1 San Andres Cholula y San Pedro Cholula, el inmuebl,©^ oe,ubica^ en ,un*J;Xon* de? Eauipamiento Social. y en base al convenio de donación ; oue celebraron el Gobierno del Estado Libre y Soberano dé Puebla Licomo Donante y oor la otra el Instituto Andes' de Puebla S.C. .como Donatario, -firmado enla ciudad de Puebla a los dos días del mes de aoosto de rtji 1 novecientos noventa v cuatro, esta Secretaria no tiene inconveniente en el uso del suelo solicitado siemore v cuando se respeten los siQUientes 1 ineamientos:

- Consiêâr construcción

un cajón de estacionamiento por cada

- Iniciar un ^roorama de Reforestacion. J**ÍJ»

r ^

- El are» de construcción no deoera ser mavor

n

4 3*90 Cftfr «*«

s'Joerf ic:e total 1 ib res- .i ardí nadas

dsl terreo, el v ciurlaciones.

al 40 *//d> U restante:t0' X deberá .scr"ar«as

• . . M - '• - . * - . • • , - . . •'•! ' ' '.*:•;• V

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••- u - P - i m ••;•''• •

GOBIERNO DEL ESTADO DE PUEBLA

NUM. DE OFICIO 9 4 * 1 * 0 1 / 4 9 0 8 T—-4¿

EXPEDIENTE

Contribuir con la aportacion de recursos económicos para la construcción y mantenimiento de su vialidad de acceso, considerando el aforo oue generara el funcionamiento del Instituto, por lo oue se recomienda que dicho acceso sea independiente al que tiene el Hospital del niño boblano.

La altura de la construcción deber Ayuntamiento correspondiente con el fin urbana de la zona.

ser repulada por el de no afectar la imagen

SEGUNDO.- Este dictamen tendrá valides únicamente anexando los siguientes documentos. .\.-.¡-

-%-;'¿ •

- Registro de la Secretaria de Educación Publica del Estado. w.\-

Certificación del H. Ayuntamiento oara la factibilidad de servicios de sou* potable y drenaje o en su caso autorización de perforation de oo=o y descarga de aouas residuales oor la Comisión Nacional del Aoua.

- Autorización del sistema de tratamiento de aouas residuales, opr la Comisión Estatal del Aqua y Saneamiento de Puebla.

Autorización de la manifestación de Imoacto Ambiental en su modal i dad General Dor Darte de esta Secretaria, en base al articulo 31 fracción VIII de la Lev de Protección al ambiente v al equilibrio Ecolooico del Estado de Puebla..

- Autorización del H. Avuntamieto correspondiente.

Deberá llevar a cabo la creación oe un programa preventivo y ooerati ve de continoencias mayores en caso de siniestros = de conformidad con el decreto oue establece las,normas de ooeratividad del sistema de Protección Civil.

>,.- • ^«t-aj^j'^gliJUglfc « . ~ . . . ••-_. V*M . - . n i * , . * . . .

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GOBIERNO DEL ESTAOO DE PUEBLA

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SECCIÓN:

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MESA, r - V . • - ' S ^ U f

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EXPEDIENTE ' • J l '

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ASUNTO: TERCERO.- Sera indispensable presentar en esta Secretaria: ttn un

termino de veinte dias hábiles a oartir de entreoadc ai presente, dictamen.' un espediente comoleto con los oíanos y documentos; del

orovteto, con el- fin de one se emits ooinion al resoecto. ' !:'i

5e anexa croquis de local zzacior» del predio el cual forma oarte inteora^l ae este dictamen. - ; •;!

Sin otro particular, reitero a usted la*, seour i bades"' de mi atenta v distinguida consideración.

"SUFRAGIO EFECTIVO NO REELECCIÓN" CHOLULA, PUEs A 23 DE SEPTIEMBRE DE 19*4.

LA SECRETARIA. DE DESARROLLO URBANO Y ECOLOGÍA DEL, QBTADO.

ERDAN-

;RUZ/rORAL/- ADMINISTRADOR GRAL. DE ¡ANEAMIENTO DE PUEBLA.- PARA SU

e c o . C. INS. RDDOL ESTATAL DEL ABUA PRESENTE.

c.c.D. C. ARO. CASTULO E. RAMIREZ GOMEZ HARO.- EUBSECRETAR °RROLL0 URBANO Y OBRA PUBLICA DE SEDUEEP.- PARA SU C PRESENTE.

c.c.D, C. ARQ. MARIA ELENA GARCIA MARTINEZ,- DIRECTORA DE URBANO Y VIVIENDA DE SEDUEEP. - PARA SU CONOCIMIENTO

C.C.D. C. LIC. NILDA GONZALEZ ANAvA.- DIRECTORA DE EC0L051 PARA SU CONOCIMIENTO.- PRESENTE.

c.c.D. C. LIC MARCELA VALIENTE RIVEROS.- DIRECTORA DEL 3EDUEEP,- PARA SU CONOCIMIENTO.- PRESENTE.'DICTA102

A-M3C.A CERGH,A'MESM,L'JL£A/e*c*

LA COMISIÓN CONOCIMIENTO

10 DE DE3A-DNDCIMIENTO-

DESARROLLO .- PRESENTE. A DE gEBUEEP

JURIDÍCÜ DE )LI2*V---¡

*


Anexo 3


Infraestructura del Instituto Andes de

Puebla.

P L A N T A D E C O N J U N T O


Infraestructura del Instituto Andes de Puebla .

1. Instituto Andes Actual. 1.1 1.2 Oficinas de Dirección y Administración. 1.3 Salones de Prematernal, Maternal y Kinder. 1.4 Salones de Transitorio y Preprimaria. 1.5 Salones de 1o y 2o de Primaria (niños). 1.6 Salones de Secundaria y Preparatoria (Instituto Andes). 2. Salones de 3°, 4°, 5o y 6o de Primaria del Instituto Andes. 3. Salones de 5o de primaria, Secundaria y Preparatoria (Colegio

del Bosque). 4. Salones de 1o , 2°, 3o, 4o y 6o de Primaria (Colegio del Bosque). 5. Canchas de Basket-bol. 6. Canchas de Boley-bol. 7. Cancha de Padel. 8. Cancha de Soft-bol. 9. Pista de Atletismo y chancha de fut-bol. 10. Estacionamiento. 11. Parcela, corral de borregos y conejera.


Aprovecha miento y Reuso de las Aguas Pluviales y Sanitarias

Anexo 4


DETALLE DE LA INFRAESTRUCTURA DEL INSTITUTO ANDES DE PUEBLA


Detalle de la Infraestructura del Instituto Andes de Puebla .

1. Instituto Andes Actual. 1.1 Oficinas de Dirección y Administración. 1.2 Salones de Prematernal, Maternal y Kinder. 1.3 Salones de Transitorio y Preprimaria. 1.4 Salones de 1o y 2o de Primaria (niños). 1.5 Salones de Secundaria y Preparatoria (Instituto Andes). 2. Salones de 3°, 4°, 5o y 6o de Primaria del Instituto Andes. 3. Salones de 5o de primaria, Secundaria y Preparatoria (Colegio

del Bosque). 4. Salones de 1 o , 2°, 3o, 4o y 6o de Primaria (Colegio del Bosque). 5. Canchas de Basket-bol. 6. Canchas de Boley-bol. 7. Cancha de Padel. 8. Cancha de Soft-bol. 9. Pista de Atletismo y chancha de fut-bol. 10. Estacionamiento. 11. Parcela, corral de borregos y conejera.


Aprovechamiento y Reuso de las Aguas Pluviales y Sanitanas

Anexo 5


Drenajes.

Drenaje pluvial a cielo Cisternas Registros Drenaje pluvial Drenaje sanitario

Tubería agua potable i O Fosas sépticas '


Anexo 6


Estudio de Mecánica de suelos.

~\ v.p.-.v.xAo

INSTITUTO ANDES DE PUEBLA COLEGIO DE NIÑAS

PASEO DE LA NIÑEZ S/3V SAN ANDRES CHOLULA, PUE.

Abril. 1993

C O N T E N I D O

1. INTRODUCCIÓN

2. DATOS DEL SITIO Y DEL PROYECTO

2.1 Dnios del sitio

2.2 Datos del provecto

3. EXPLORACIÓN DEL SUBSUELO

3.1 Trabajos de campo

3.2 Ensayes de laboratorio

4. ESTRATIGRAFÍA Y PROPIEDADES

5. ANÁLISIS DE LA CIMENTACIÓN

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

REFERENCIAS

FIGURAS

1. INTRODUCCIÓN

El Ing. Julio César de la Torre, por conducto de PYCI, S. A. de C. V,, encomendó a esta firma el presente Estudio de Mecánica de Suelos, con objeto de determinar la cimentación mas apropiada para el Colegio de Niñas del Instituto Andes Puebla, que proyectan construir en San Andrés Cholula, Puebla.

En el Inciso 2, se presentan los datos generales del sitio y del proyecto. Los trabajos de campo y ensayes de laboratorio se reportan en el Inciso 3.

La estratigrafía y propiedades del subsuelo se describen en el Inciso 4.

Los criterios y consideraciones de análisis de la cimentación se tratan en el Inciso 5.

Por último, en el Inciso 6, se presentan las principales conclusiones derivadas del estudio y las recomendaciones para diseño y construcción de la cimentación.

2. DATOS DEL SITIO Y DEL PROYECTO

2.1 Datos del sitio

El predio en estudio se ubica en la calle Paseo de la Niñez S/N de la Colonia Concepción de la Cruz, en el Municipio de San Andrés Cholula, Puebla, según se muesü'acael croquis de la Fíg. 1. El área donde se construirán los edificios ocupa aproximadamente 800 m2, con superficie sensiblemente plana y horizontal.

La geología superficial del sitio corresponde a depósitos intercalados de suelos aluviales y suelos tobáceos (cenizas volcánicas). La Fig. 2 presenta, parcialmente, una carta geológica de la región, elaborada porel Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática (INEGI).

Atendiendo a su sismicidad, la ciudad de Puebla se ubica en lu Zona B de la Regionaiización Sísmica de la República Mexicana, segunda en orden de actividad creciente de las cuatro en que se divide el país (Ref 1).

2.2 Datos del proyecto

Conforme a los planos de conjunto y cortee arquitectónicos do las Figs. 3 y 4, proyectan la construcción de dos edificios de dos niveles, resueltos estructuralmente en base losas macizas de concreto apoyadas sobre marcos rígidos también de concreto reforzado, con claros máximos entre ejes de 7 m y muros divisorios de tabique.

De un análisis somero, se estima que jas descaigas máximas de columnas a la cimentación serán del orden de 60 a 70 t

3. EXPLORACIÓN DEL SUBSUELO

3.1 Trabajos de campo

Consistieron en la exploración y muestreo de tres pozos a cielo abierto (PCA-1 a 3), ubicados en el predio como muestra el plano de la Fig, 3.

Los pozos se exploraron a una profundidad media de 2.30 m. con objeto de determinar la estratigrafía superficial del subsuelo y obtener de sus paredes muestras alteradas representativas y muestras cúbicas inalterdas para su ensaye posterior en el laboratorio.

Hasta la profundidad explorada no se detectó la presencia del nivel do aguas freáticas.

3.2 Ensayos de laboratorio

Todas las muestras de suelos se clasificaron manual y visualmente conforme al Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS), determinando a la vez su contenido natural de agua; además, en suelos representativos:

a) Porcentaje de partículas finas, F.

b) Límites de consistencia líquido y plástico, LLy LP.

c) Granulometrías.

d) Límite de contracción lineal.

i

En muestras inalteradas:

e) Resistencia al corte en compresión no confinada.

í) Resistencia al corte en compresión triaxial rápida.

g) Ensayes de saturación bajo carga.

h) Peso volumétrico natural ím.

i) Densidad de sólidos, Ss.

j) Relación de vacíos e, grado de saturación Gw, etc.

Los resultados de estos ensayes y su variación con la profundidad se reportan en las Figs. 5 a 12.

4. ESTRATIGRAFÍA Y PROPIEDADES

Las Figs. 5 a 7 muestran en detalle la estratigrafía y propiedades del subsuelos explorado. Cabe aclarar, que durante la ejecución del estudio, el terreno se encontraba despalmado en el área de influencia del PCA-1. En síntesis, su interpretación y descripción es la siguiente.

Superficialmente, el predio está cubierto por una capa vegetal de 0.20 m de espesor medio.

A continuación se exploró hasta una profundidad media de 0.70 m un estrato de arcilla arenosa de alta plasticidad, con espesor variable de 0.30 a U.50 m,

A

color gris verdoso, con contenido medio de materia orgánica, susceptible a experimentar cambios volumétricos de expansión y contracción al variar su contenido natural de agua, según se muestra, de acuerdo a sus propiedades índice, en los criterios de correlación de la Fig. 10 y las curvas de saturación bajo carga reportadas en las Figs'. 11 y 12. El contenido natural de agua de estos suelos es de 2000 en promedio, porcentaje de particulas finas de 70% y contracción lineal de 10 a 13%.

Finalmente, hasta la profundidad explorada, a partir de 0.70 m nprox:. de profundidad, se detectó una formación de suelos arcillo-arenosos, color cafe" claro, de baja plasticidad y consistencia firme a dura. Su resistencia al esfuerzo cortante en pruebas de compresión simple y triaxiales, reportó valores de cohesión de 16 a 23 t/m2

y ángulo de fricción interna de las partículas de \P, con módulos de defonnaciun del orden de 2,000 a 3,000 t/m2. Estos suelos presentan un alto grado de fisuramiento, lo que resta resistencia al conjunto. La deformación de esta capa en consolidación es baja para las solicitaciones del proyecto.

Hasta la profundidad explorada no se detectó la presencia del nivel de aguas freáticas.

5. ANÁLISIS DE LA CIMENTACIÓN

Tomando en cuenta la estratigrafía y propiedades del subsuelo y las características del proyecto, la cimentación mas apropiada para los edificios del centro escolar es en base a zapatas aisladas de concreto reforzado bajo columnas, ligadas con contratrabes, de acuerdo a la mejor solución del proyecto estructural..

El desplante de las zapatas se efectuará en los suelos arcillo-arenosos color café claro, a una profundidad mínima de 1.00 m, penetrando en ellos por lo menos 0.20 m, siempre bajo el estrato de arcilla gris verdoso susceptible a expansión y contracción,.

La capacidad de carga admisible del terreno para zapatas, calculada a partir de los criterios de Terzaghi y Peck (Ref 2), se calcula de 20 t/m2. En el cálculo se

*;

lomaron las condiciones más desfavorables del terreno» considerando ÜU comportamiento puramente cohesivo y un factor de seguridad mayor de 3.

Las deformaciones del terreno para esa presión de contado, se calculan para una zapata aislada de 2 m de ancho, del orden de 1 a 1.5 cm al centro del área cargada y predominantemente del lipo elástico, es decir, ocurrirán en su mayor parte durante ei proceso de construcción

u\ CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

a) El subsuelo en el sitio, bajo una capa vegetal de 0,20 m de espesor medio, define dos unidades de interés: la primera hasta aproximadamente 0.70 m de profundidad, constituida por una arcilla arenosa color gris verdoso, de alta plasticidad y consistencia media, susceptible a cambios volumétricos de expansión y contracción al variar su contenido natural de agua. La segunda, hasta la profundidad explorada, correspondiente a una arcilla arenosa, color café claro, de baja plasticidad y consistencia firme a dura, resistente y poco deformable para las solicitaciones del proyecto,

b) En la excavación de los pozos no se detectó la presencia del nivel de aguas ireátícas.

c) A partir de la estratigrafía y propiedades del subsuelo y de las caracteristicas del proyecto, la cimentación más apropiada para los edificios es del Upo superficial, en base a zapatas aisladas de concreto reforzado aisladas bajo columnas, ligadas con contratrabes, de acuerdo a la mejor solución del proyecto estructural.

d) Las zapatas se diseñarán bajo cargas estáticas para una presión de contacto con el terreno de 20 t/m2. Su ancho no deberá ser menor de 0.70 m.

i

e) El desplante mínimo de los zapatas será de 1 m sobre la arcilla arenosa cale claro de consistencia firme, penetrando en ella por lo menos 0.20 m, siempre bajo la arcilla arenosa gris verdoso inestable.

i) Ante la acción combinada de c a r g a s estáticas y do sismo, el valor de la presión de contacto podrá incrementarse 15%.

g) En zapatas sujetas a carga excéntrica, se revisará que todos los esfuerzos en el contacto sean de compresión y que los valores máximos no excedan la capacidad de carga recomendada

h) Dada la gran rigidez del terreno de cimentación, las zapatas deberán proyectarse también rígidas (peraltadas), a fin de lograr la mejor distribución de esfuerzos con el terreno.

i) Para fines de diseño sísmico, el terreno se considerará del Tipo 1, de alia rigidez, conforme a la Ref 1.

j) Las zanjas que alojarán los zapatas se excavarán con taludes verticales. Al alcanzar el piso final, se colará una plantilla de concreto de baja resistencia de 3 a 5 cm de espesor.

k) En virtud de que una sustitución de la arcilla expansiva resulta muy costosa para el proyecto, dado que deberían retirarse prácticamente 0.70 m de espesor, para el buen comportamiento de los pisos deberá garantizarse que el terreno bajo ellos no modifique su humedad natural, pudiendo así desplantarlos sólo con un mejoramiento superficial de los primeros 0.20 m sobre el terreno despalmado. Para esto, deberá incluirse en el proyecto la construcción de banquetas perimetrales de por lo menos 1 m de ancho, y desligar los pisos de la estructura, a fin de permitir sus movimientos relativos, los cuales se estiman de reducida magnitud, pero suficientes como para

7

üaííarlos. El mejoramiento del terreno bajo ellos consistirá en la escarificación y compactación de la arena arcillosa suelta.

1) Especial atención tendrá la recomendación anterior en las áreas jardinadas.

m)Dada la presencia superficial de la arcilla expansiva en el comportamiento de las instalaciones hidráulicas y sanitarias, estas deberán preverse del tipo ilexible e impermeables, con tuberías de materiales como PVC.

n) El presente estudio se elaboró á partir de los dalos del proyectó anotados en el Inciso 2. Cualquier modificación que lo involucre, deberá ser consultada con esta firma, a fín de elaborar recomendaciones particulares.

A t e n t a m e n t e Puebla, Pue abril de 1993.

REFERENCIAS

1. Manual de diseño de Obras Civiles, tomo C. 1. 3., Distilo por Sismo, Comisión Federal de Electricidad.

2. Peck, R. Hansom, W., Tlionibum, T., Foundation Engineering, 2a Edición, John WILEY and Sons. 1984.

FIGURAS

CROQUIS DE LOCALIZACION DEL PREDIO.

5 CLASIFICACIÓN Y DESCRIPCIÓN (elO)lflcoHon ontf ittetlpHon)

ELEV. BROCAL '. I L i v t l l

A r c i l l a arenosa de a l ta p las t ic idad (CH) color

i g r is verdoso, de c o n s i s tencia media, ligeramente expansiva.

A r c i l l a arenosa color café c la ro , de baja pla_s t i c idad (CL), de.consistencia f i rme.

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PROFUNDIDAD EXPLORADA : 2 . 2 0 f l l

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POZO A- CIELO ABIERTO

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CLASIFICACIÓN Y DESCRIPCIÓN (clasification and description)

ELEV. BROCAL : Level

Capa vegetal

Arcilla arenosa de alta plasticidad (CH) color gris verdoso, de consistencia media, ligeramente expansiva.

Arcilla arenosa color café claro, de baja plasticidad (CL), de consistencia firme.

ROTUNDIDAD EXPLORADA ' - 2 . 3 0 Í11 • t p M Í

ARCILLA I c l c j ) »

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4.80

5.78

7.10

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2

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182

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0.86

0.86

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V m 3 i / m

1.58

1.62

1.56

2 4 6 8 10 Esfuerzos no rma les C" , t u K p / e m

SONDEO

PCA-1

PROF.tm)

1.80'

PRUEBA OE COMPRESIÓN T R I A X I A L

No consolidada-no drenada

DESCRIPCIÓN . A r c i l l a arenosa.

DIAGRAMA DE MOHR

PROBETA

1

• z

3

o* m kg /em*

0.5

1.00

2.00

o - i

kg/cm

4.90

5.80

7.01

Er

2

1

2

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170

210

230

Sa

2.62

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0.92

0.96

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28

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1,58

1.62

1.59

E a f u e n o a n o r m o l i a 0~ , *n K f / e n

SONDEO

PCA-2

PROF.Íml

1.80

PRUEBA 0£ COMPRESIÓN T R I A X I A L

No consolídada-no drenada

DESCRIPCIÓN A r c i l l a arenosa.

DIAGRAMA DE MOHR

G R A D O DE E X P A N S I O N

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alto muy alta

20 so 40 weoToeoooioo

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* CRITERIOS DE GKAZZALY Y VIJ AYV Efí Gl VA PARA LA

j PREDICCIÓN DEL POTENCIAL 0E EXPANSION EN ARCILLAS-

Í1

C R I T E R I O D E L B U R E A U OF R E C L A M A T I O N P A R A LA

I D E N T I F I C A C I Ó N DE SUELOS EXPANSIVOS Y C O L A P S A B L E S

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70 8 0 0 0

Fig. _10_

PROBETÍ

1

2

3

3RESI0N

kg /cm

0.155

0.38.

0.78

- ESTADO NATURAL '

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22

20

21

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1.20

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V .

86

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83 Lo.95

SATURADA BAJO PRESIÓN

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23

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87 | i . 20 |¡ 24

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1.24

1.19

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+ 1.18

+0.98

+0.64

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l - ) compresión, l + ) expansion

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Presten apl icado p . e n kg / cnv

SONOEO

PCA-1

PROFUNOlDAD

0.30 n DESCRIPCIÓN

A r c i l l a arenosa.

PRUEBAS DE SATURACIÓN BAJO PRESIÓN

•

PROBETA

7

2

3

3RESt0N

Kg/cm

0.15

0.388

0.78

ESTADO NATURAL

wi

V.

39

41

40

ei

1.14

1.26

1.18

Gi

V.

88

84

86

cnot

V.

- 0 .88

-1 .12

- 1 . 4 5 .

SATURADA BAJO PRESIÓN

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•/.

40

44

42

t i

1.126

1.25

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V.

91

91 1

1.18- | 92

csoí

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+1.88

+1.32

+0.60

I - ) compresión, t + ) exponsion

Cfinol

V .

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O. I 0 .6 LO

Presión opl icodo p . e n k g / c n 2

ñ.o 10

SONDEO

PCA-2

PROFUNDIDAD

0.50 m

DESCRIPCIÓN

A r c i l l a arenosa

PRUEBAS DE SATURACIÓN BAJO PRESIÓN

Fig. _1Z_ J


Anexo 7


$r,'?rtr«'~"s:."{it1v -n

laboratorios l.a.c.c.i.a., s.a. de c.v. anos REPORTE DE RESULTADOS

MUESTRA AGUA RESIDUAL

FECHA RECEPCIÓN 30/04/97

FECHA REPORTE 0 6 / 0 5 / 9 7

SOLICITANTE, INSTITUTO ANDES DE PUEBLA, S . C . PASEO DE LA NINEZ S/N,C0L.CONCENPCION LA CRUZ, 8.A.CH0LULA,F

ORDEN No.

UEE— 1 1 ^ 1 3 F!

REPORTE No.

TIPO DE ANÁLISIS Método de Prueba NORMA O ESTÁNDAR

PROMEDIO UNIDADES

TEMPERATURA DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGENO DEMANDA QUÍMICA DE OXIGENO pH BÓLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES SOLIDOS SEDIMENTABLES MATERIA FLOTANTE COLOR < escala Co-Pt ) CONDUCTIVIDAD GRASAS Y ACEITES S.A.A.M. COLIFORMES TOTALES EN 100 ML

NMX MIX-NMX-NMX-NMX-NMX-DGN-NMX-NMX-NMX-NMX-NMX-

-AA-7--AA-28 -AA-30 -AA-8--AA-34 "AA-34 -AA-6--AA-17 -AA-93 •AA-5--AA-39 -AA-42

1980 -1981 -1981 1980 -1981 -1981 1973 -1980 -1984 I960 -1981 -1981

HORA DE MONITOREO

a Nuestra fue tonada por personal del l abo ra to r io .

35 100 300

o - ? 50

1.0 AUSENTE

l'X) 2,000

15 3.0

20,000

í. HiMfi,"Po!< C,

17 4 9 . 5 0 9 2 . 1 0

7 . 23 3 2 . 5 0

0 . 0 0 0 AUSENTE

30 1 , 480

3 . "-'O 0 . 08

J , 300

1 1 :35

ANÁLISIS DE RESULTADOS

La cal idad de esta agua residual es Adecuada. los valares están por abajo de la normatívidad.

l os resultados reportados se re f ie ren exclusivamente a las mues t ras analizadas, y no

debe ser reproducido en f o r n parc ia l ó t o t a l s i n la autor izac ión del l abo ra to r io .

^Z?U.v. ..'••' r >•:•• u t *

oC MG/L MG:L

MG/L ML/L

LINIÜADE UHMOS/C

MG/L MG/L NMP

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)VEB\J.t P'.'E.

Qf iVW^U Rw*ro P. In?. Arbjro Ssyosso "•'

RESPONSABLE J

39 Poniente 928 Col. Gabriel Pastor Puebla, Pue. Tel. : (22) 40-8988 Fax.: (22) 37-2368


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Anexo 8

María del Carmen Marín F,

CRIBADO (REJILLAS).

Es la primera operación encontrada en las plantas de tratamiento de aguas residuales; utilizado para retener sólidos gruesos.

Las rejillas se utilizan para proteger las bombas, válvulas, tuberías y otras instalaciones de tratamientos debidos a trapos y objetos varios.

Las rejillas están formadas por barras espaciadas desde 2 hasta 15 cm. , estas pueden estar en posición horizontal o vertical, aunque la regla es que sean verticales y con una inclinación de 45 a 60 ° con respecto a la vertical.

Las rejillas de acuerdo a su limpieza se clasifican en: manual y mecánica.

El análisis de las rejillas involucra la perdida de carga y el dimensionamiento del canal que las arrojó.

FÓRMULA PARA CALCULAR LA PÉRDIDA DE CARGA.

hf = p(W/b)4 / 3 hvsene

En donde:

hf = altura de carga en m. cuando la rejilla está limpia.

p = factor de forma.

a 2.42

¿Ti 1.83

O 1-79

1.67

W = sección transversal de la barra (m).

b = separación entre barras (m).

0 = ángulo con respecto la la vertical.

hv = carga de velocidad de aproximación.

CRITERIOS DE DISEÑO PARA REJILLAS.

CARACTERÍSTICA Ancho barra (mm) (W)

Separación entre barras (mm) (b)

Profundidad de las barras (mm)

Inclinación respecto a la vertical ( ° )

Velocidad de aproximación (m / s)

Pérdida de carga (mm)

MANUAL 5 - 1 5 2 5 - 5 0

2 5 - 7 5

3 0 - 4 5

0.3 - 0.6

150

MECÁNICA 5 - 1 5 15 -75

25 - 75

1 0 - 3 0

0.6-1.0

150

Para las rejillas la cantidad de material removido está entre: 0.03- 0.0225 m3 /10m3 .

DISPOSICIÓN DEL MATERIAL.

1. Triturar y reincorporar al tratamiento (esto en plantas de tratamiento chicas o que manejan menos de 50 Ips).

2. Disponer en rellenos (esto generalmente en plantas de tratamiento grandes o que manejan más de 50 Ips).

DISEÑO.


Anexo 9


Valores de diseño para cargas volumétricas permisibles y porcentajes de remoción de DIlO a diferentes temperaturas.

Temperatura

<10 ic-:o >20

Carga volumétrica Remoción de DEO (g ' 'n Jd) (55)

100 20T-100

300

40 2T + 20 60"

-\

Aprovechamiento y Reuso de /as Aguas Pluviales y Sanitarias

Anexo 10


Corrección de Drenajes.

Laguna Drenaje pluvial modificado Drenaje agua residual modificado Drenaje pluvial a cielo abierto

APROVECHAMIENTO Y REUSO DE LAS AGUAS PLUVIALES Y ...

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