Ingeniería Sanitaria

Objetivos de la ingeniería sanitaria.

Es importante el control de ambos niveles de agua (tanto el alto como el bajo) en el manejo regional de las aguas.

En ausencia de almacenamiento natural adecuado los ingenieros construyen depósitos de captación, más raramente, excavan depósitos, de almacenamiento en tierras bajas adyacentes a las corrientes. También puede ser regulado el almacenamiento natural.

Los objetivos comunes incluyen:

1- Abastecimiento de aguas para habitaciones, granja e industria.

2- Dilución y purificación natural de aguas negras, así como de aguas municipales e industriales de desecho.

3- Irrigación de tierras arables.

4- Dominio de la potencia hidráulica

5- Regulación de aguas bajas para la navegación.

6- Preservación y cultivo de la vida acuática útil.

7- Recreación (pesca, navegación en bote y baño)

8- Control de crecientes destructivas.

Limnologia; ciencia de los lagos o más ampliamente, de las aguas de tierra adentro.

Rendimiento seguro de las corrientes; en ausencia de almacenamiento el rendimiento seguro de un sistema fluvial es flujo mínimo en tiempo seco.

El rendimiento obtenible es modificado por:

1- Evaporación

2- Almacenamiento en los bancos

3- Transminacion hacia el exterior del área de captación

4- Azolvamiento.

Azolvamiento; La erosión del suelo sobre las cuencas hidrográficas lo causa.

Almacenamiento como una función del consumo y del escurrimiento; una presa elevada a través del valle de un rio embalsa las aguas del mismo. Una vez que el depósito se ha llenado el agua tomada del almacenamiento es eventualmente respuesta por la corriente siempre que el escurrimiento y consumo se mantengan en balance apropiado.

Cooper y Jacob an desarrollado ecuaciones de relaciones para el flujo de agua en pozos

Las rocas ígneas intrusivas tienen textura densa y constituirán barreras para el agua a no ser por sus fisuras y estrellamientos.

El agua subterránea procedente de rocas intrusivas se deriva de la profundidad que generalmente no excede de 300 pies 91 m.

De las rocas intrusivas, el basalto es un buen acuífero y la riolita uno pobre.

Las pizarra, producidas por la consolidación de las arcillas son generalmente impermeables y actúan como acuiclusa.

En algunas ocasiones se encuentran buenos acuíferos en calizas y areniscas a profundidades que exceden a una milla sin embargo la mayor parte del aprovechamiento de agua subterránea tiene menos de 2000 pies de profundidad.

Las arenas y las gravas son ventajosamente los suelos acuíferos más importantes

Las arcillas y limos aunque porosos son por lo regular bastante impermeables, constituyen acuíferos pobres y son significativos solamente:

- Cuando confinan o interfieren el movimiento del agua a través de los suelos más permeables.

- Cuando suministran agua o formaciones permeables por consolidación.

Jeam Louis Poiseville (1799-1869) médico francés interesado en el flujo de fluidos a través de arterias y venas.

Un funcionamiento satisfactorio de una bomba requiere que la altura de la succión incluyendo las pérdidas se mantenga a menos 25 pies (7.6m) si está más abajo se deberá poner una unidad de bombeo bajo el nivel del suelo.

Las galerías filtrantes conducen el agua por gravedad a los pozos de bombeo.

La perforación de pozos es un arte especializado, que se ha desarrollado a lo largo de una o más líneas regionales.

El tamaño, número y distribución de los pozos están determinados por la cantidad y profundidad del agua que va extraerse.

Los buenos registros de pozos proporcionan utilidad, si suministran:

1- Descripciones apropiadas de las formaciones encontradas

2- Velocidades de penetración de las barrenas y

3- Las cantidades de agua extraída, así como otra información pertinente.

Cuando ya no entra arena al pozo, se determina la capacidad específica, o rendimiento por pie de abatimiento de la instalación por bombeo a diferentes gastos durante un lapso suficientemente largo.

Para un rendimiento máximo las galerías deberán encontrarse a la profundidad del acuífero.

Aguas de tierras altas; estos casos se dan más frecuentemente cuando el agua se toma de fuentes situadas en tierras altas de pequeñas corrientes que cruzan por tierras de poco valor y área reducida sin embargo algunas cuencas de tierra altas son suficientemente extensas para satisfacer las demandas de ciudades grandes.

Áreas de tierra bajas cuando se toma de lagos grandes y ríos anchos los cuales sin almacenamiento adicional rinden agua en abundancia.

Presas de terraplén: Roca, arena y limo son los principales materiales de construcción para terraplenes de roca y tierra.

Las presas de radio constante también reciben el nombre de presas de centro constante o centro sencillo, las presas de ángulo constante también se llaman de centro variable.

Las presas de gravedad están diseñadas para permanecer en compresión bajo todas las condiciones de carga.

Acción de las olas; Originadas por el viento nacen cuando este sopla la superficie del agua.

Suelo isotrópico; es decir que poseen las mimas propiedades en todas las direcciones.

Densidad crítica: cuando los granos llegan a entrelazarse de tal forma que solo pueda haber movimiento adicional dentro del material.

Presas de mampostería: Para presas a gravedad, las primeras estimaciones de la cantidad de mampostería necesaria en un sitio dado pueden basarse sobre perfiles prácticos desarrollado para este propósito.

Sistemas de Transminacion: El agua se transporta de la fuente a la comunidad en conductos abiertos o cerrados, suministrándose la energía necesaria por gravedad.

Línea de gradiente hidráulico; Los meniscos de tubos piezometricos insertados a lo largo del conducto mismo.

Las líneas de tubería normalmente siguen el perfil de la superficie del suelo muy de cerca.

Túneles de presión se construyen para cruzar ríos y valles.

Una ecuación racional para la resistencia superficial, se conoce como la formula de Darcy-Weisbach

La formula Hazen-Williams fue propuesta en 1905

El ariete hidráulico es un aumento de presión que acompaña a un cambio brusco en velocidad

Juntas de aislamiento controlan la electrolisis.

Juntas de expansión controlan el efecto de los cambios de temperatura.

Hardy Cross introdujo en método de relajamiento para distribución

Allen Hazen desarrollo en método de secciones para distribución

Camp y Hazen construyeron el primer analizador eléctrico diseñado específicamente para el análisis hidráulico.

Los tres componentes principales del almacenamiento de servicio son: 1) Almacenamiento compensador, 2) La reserva contra incendio, 3) La reserva para emergencias.

Historia de la ingeniería sanitaria.

No se descubrió si no hasta mediados del siglo XIX, ni se confirmo científicamente hasta fines de dicho siglo, que el cólera, la fiebre tifoidea y otras infecciones entéricas podían ser transmitidos mediante el agua.

A los Ing. Civiles con conocimiento sobre control de la calidad del agua se le llego a llamar ingenieros sanitarios, pero también se les llamo Ing. De salubridad pública o de salubridad del medio ambiente.

Píndaro; la mejor de todas las cosas es el agua.

Polución; se considera la contaminación del agua como la introducción o emisión de organismos patógenos o sustancias toxicas que la hacen inapropiada para el consumo humano.

Sir Edwin Chadwick, se le llamo un cruzado de la salud.

Luis Pasteur descurbrio el papel que jugaba la polución fecal en la epidemia del cólera.

El Dr. Willian Budd quien desde 1857 en adelante investigo la fiebre tifoidea, su naturaleza, su forma de propagación y su prevención.

El primer filtro de agua fue, en realidad construido en 1804 por John Gibb en Peisley Escocia.

James Simpson en 1829, construyo filtros de considerable tamaño, para Chelsea Water Company.

Para llenar los requerimientos modernos de calidad, los abastecimientos deben ser saludables y de buen sabor, atributos entrelazados, si el agua no atrae los sentidos de la vista, gusto y olfato la gente la evitara. Para ser consumida el agua debe de carecer en especial de color, turbidez, sabor y olor.

Fuente de abastecimiento; debe ser una fuente o cuenca limpia y deberán visitarse en todas las estaciones del año y bajo todas las condiciones del clima.

Purificación; Pueden ser de gran variedad para satisfacer las necesidades y deseos de la comunidad, la calidad del agua puede producirse con la seguridad, claridad y composición química deseada mediante métodos adecuados de tratamiento.

Transmisión y Distribución; Son estructuras que transportan el agua a las comunidades y consumidores.

Los sistemas municipales de agua comprenden, generalmente; 1) Obras de captación, 2) Obras de purificación, 3) Obras de conducción, 4) Obras de distribución.

Capacidad Requerida: Los suministros de aguas se diseñan para satisfacer las necesidades de la comunidad durante un periodo razonable de tiempo, la relación de consumo se expresa normalmente como uso medio anual en galones por persona día (gppd) o litros (lppd).

Fuentes de abastecimiento: 1) Agua lluvia, 2) Agua superficial, 3) Agua Subterránea.

Evapotranspiración;

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