FG O ICIV-2010-208 Abastecimiento de Agua.pdf - Instituto ...

1.- DATOS DE LA ASIGNATURANombre de la asignatura : Abastecimiento de AguaCarrera : Ingeniería CivilClave de la asignatura : ICJ-1001SATCA 1 4-2-62.- PRESENTACIÓNCaracterización de la asignatura.Esta asignatura aporta al perfil del Ingeniero Civil la capacidad para planear y diseñarsistemas de abastecimiento de agua potable en zonas urbanas y rurales de acuerdo con lanormatividad vigente y dentro de un marco de desarrollo sustentable.Esta materia constituye uno de los campos clásicos de aplicación del profesional de laingeniería civil. Su importancia radica en la necesidad de agua potable que la sociedaddemanda como un recurso imprescindible para la vida.La asignatura consiste en ir desarrollando en forma teórica y práctica cada uno de loselementos principales de un sistema de abastecimiento de agua potable de modo que alterminar el curso el alumno pueda integrar un proyecto completo.Al ser una materia integradora de conocimientos previos de Química, Topografía, Geología,Hidrología Superficial y sobre todo de Hidráulica, ha sido ubicada en el 7° semestre,posterior a todas las anteriores. Las competencias específicas más importantes que serequieren consisten en el conocimiento de las propiedades del agua como un fluido y elcálculo de tuberías a presión y equipos de bombeo.Intención didáctica.El temario se encuentra organizado de tal manera que cada uno de los elementos de unsistema formal de abastecimiento de agua potable (captación, conducción, regularización,tratamiento y distribución) constituye una unidad de aprendizaje.Para alcanzar resultados satisfactorios, se sugiere una estrecha vinculación con el sectorproductivo (iniciativa privada y gobierno) de tal manera que el alumno participe en eldesarrollo de un proyecto real aplicando los conocimientos y competencias que se vanadquiriendo en el aula, desde la ejecución de estudios y trabajos previos en las primerasdos unidades, incluyendo el cálculo de la población futura, hasta la memoria de cálculohidráulico de la línea de conducción, redes de distribución, cálculo de la capacidad deregularización de los tanques de almacenamiento y la formulación de especificaciones deconstrucción en las unidades 3, 4 y 5, apegándose siempre a las normas y lineamientosvigentes.La última unidad se ha dejado para que el alumno conozca los fundamentos de la químicadel agua, procesos principales de tratamiento de agua potable y tipos de plantaspotabilizadoras con objeto de que pueda proponer un sistema adecuado para el proyectoque ha desarrollado durante el curso.1Sistema de Asignación y Transferencia de Créditos Académicos

El papel del profesor será decididamente el de facilitador del aprendizaje y debe servir deenlace entre los alumnos y las dependencias de gobierno o despachos privados encargadosde los proyectos que se estarán desarrollando durante el curso.

3.- COMPETENCIAS A DESARROLLARCompetencias específicas:• Desarrollar un proyecto deabastecimiento de agua potable deun fraccionamiento o localidad de sumunicipio, diseñando funcionalmentelas distintas obras de ingeniería quelo conforman, como son la captación,líneas de conducción, plantaspotabilizadoras, tanques deregularización, y redes dedistribución, de acuerdo con lanormatividad vigente.Competencias genéricas:Competencias instrumentales• Capacidad de organizar y planificar.• Conocimientos básicos deingeniería civil.• Comunicación oral y escrita.• Habilidades básicas en el manejo deeditores de texto y hojas de cálculo.• Habilidad para buscar y analizarinformación. proveniente de fuentesdiversas.Competencias interpersonales• Capacidad crítica y autocrítica• Trabajo en equipo• Habilidades interpersonalesCompetencias sistémicas• Capacidad para aplicarconocimientos• Habilidades de investigación• Capacidad de adaptación• Capacidad de aprender• Capacidad de innovar• Habilidad para trabajar en formaautónoma

4.- HISTORIA DEL PROGRAMALugar y fecha deelaboración o revisiónInstituto Tecnológico deChetumal del 19 al 23 deoctubre de 2009.Desarrollo de Programasen CompetenciasProfesionales por losInstitutos Tecnológicosdel 26 de octubre de2009 al 5 de marzo de2010.Instituto Tecnológico deOaxaca del 8 al 12 demarzo de 2010.ParticipantesRepresentantes de los InstitutosTecnológicos de:Apizaco, Boca del Río, CerroAzul, Chetumal, Chilpancingo,Durango, La Paz, Superior de LosRíos, Superior de Macuspana,Matehuala, Mérida, NuevoLaredo, Oaxaca, Superior delOriente del Estado de Hidalgo,Pachuca, Tapachula, Tuxtepec,Villahermosa y Zacatepec.Academias de Ingeniería Civil delos Institutos Tecnológicos de:Chetumal.Representantes de los InstitutosTecnológicos de:Apizaco, Boca del Río, CerroAzul, Chetumal, Chilpancingo,Durango, La Paz, Superior de LosRíos, Superior de Macuspana,Matehuala, Mérida, NuevoLaredo, Oaxaca, Superior delOriente del Estado de Hidalgo,Pachuca, Tapachula, Tuxtepec,Villahermosa y Zacatepec.EventoReunión Nacional deDiseño e InnovaciónCurricular para elDesarrollo y Formación deCompetenciasProfesionales de laCarrera de Ingeniería Civil.Elaboración del programade estudio propuesto en laReunión Nacional deDiseño Curricular de laCarrera de Ingeniería Civil.Reunión Nacional deConsolidación de losProgramasenCompetenciasProfesionales de laCarrera de Ingeniería Civil.

5.- OBJETIVO GENERAL DEL CURSODesarrollar un proyecto de abastecimiento de agua potable de un fraccionamiento o localidadde su municipio, diseñando funcionalmente las distintas obras de ingeniería que loconforman, como son la captación, líneas de conducción, plantas potabilizadoras, tanquesde regularización y redes de distribución, de acuerdo con la normatividad vigente.6.- COMPETENCIAS PREVIAS• Conocer las propiedades y características del agua como un fluido.• Aplicar las ecuaciones de continuidad, energía y cantidad de movimiento en el diseñode líneas y redes de tuberías y equipos de bombeo.• Utilizar hojas de cálculo y operar bases de datos.7.- TEMARIOUnidad Temas Subtemas1. Estudios y trabajos previos2. Obras de captación3. Líneas de conducción4.Tanques de regularizacióny almacenamiento5. Redes de distribución1.1. Elementos de un proyecto deabastecimiento1.2. Estudios preliminares1.3. Determinación de la población de proyecto1.4. Estudios de dotación y consumo.1.5. Integración de los datos del proyecto.2.1. Fuentes de abastecimiento2.2. Diseño de Obras de captación pluvial2.3. Diseño de Obras de captación superficial.2.4. Diseño de Obras de captación subterránea.3.1. Diseño y cálculo de líneas por gravedad3.2. Diseño y cálculo de líneas por bombeo3.3. Diseño de cruceros y accesorios3.4. Especificaciones y procedimientos deconstrucción.3.5. Operación y mantenimiento.4.1. Tipos de tanques4.2. Régimen de demanda y oferta4.3. Cálculo de la capacidad de regularización4.4. Cálculo de la capacidad dealmacenamiento.4.5. Planos constructivos tipo.5.1. Tipos y sistemas de Redes de distribución5.2. Diseño y cálculo hidráulico de redesabiertas5.3. Diseño y cálculo hidráulico de redescerradas5.4. Diseño de cruceros y accesorios5.5. Especificaciones y procedimientos deconstrucción.5.6. Presentación del proyecto ejecutivo.6. Plantas potabilizadoras 6.1. Química básica del agua6.2. Normas de calidad del agua potable

6.3. Tipos de plantas potabilizadoras6.4. Operaciones unitarias (sedimentación,mezclado, filtración, cloración).6.5. Componentes de plantas potabilizadoras.

8.- SUGERENCIAS DIDÁCTICASEl docente debe:• Propiciar actividades de búsqueda, selección y análisis de información en distintasfuentes. Asimismo promoverá el uso de paquetes de cómputo para el cálculo hidráulicode tuberías y equipos de bombeo.• Procurará la visita a sistemas de abastecimiento de agua en distintas fases deconstrucción, operación y mantenimiento a fin de lograr una mejor comprensión de losestudiantes.• Fomentará actividades grupales que propicien la comunicación y el intercambio deideas en la resolución de problemas de la materia.• Organizar a los alumnos en equipos de trabajo para el desarrollo de sus proyectossemestrales.• Utilizar medios audiovisuales para una mejor comprensión de los estudiantes acercade los elementos de un sistema de agua potable.• Relacionar los contenidos de la asignatura con el cuidado y preservación del medioambiente.

9.- SUGERENCIAS DE EVALUACIÓNLa evaluación deberá ser continua y formativa en cada una de las actividades deaprendizaje, poniendo especial énfasis en el desarrollo del proyecto semestral. Asimismo serecomienda considerar los siguientes puntos:• Reportes de visitas de campo.• Aplicación de exámenes escritos para comprobar los avances en el aspecto teórico.• Valoración del proyecto de abastecimiento de agua.10.- UNIDADES DE APRENDIZAJEUnidad 1: Estudios y trabajos previosCompetencia específica a desarrollarConocer los elementos de unproyecto de abastecimiento de agua.Conocer los estudios preliminares ytrabajos que se deben efectuarpreviamente al desarrollo de unproyecto.Calcular en base a datos estadísticosla población futura de una localidadpara un periodo de tiempo dado.Determinar cifras de dotación yconsumo para sistemas de aguapotable.Unidad 2: Obras de captaciónCompetencia específica a desarrollarIdentificar las distintas fuentes deabastecimiento de agua disponibles.Conocer los diseños típicos de obrasde captación de agua superficial,subterránea y pluvial.Diseñar una obra de captaciónadecuada al proyecto semestral.Unidad 3: Líneas de conducciónCompetencia específica a desarrollarRealizar el diseño constructivo yfuncional de una línea de conduccióna gravedad y/o bombeo.Calcular y seleccionar equipos debombeo para abastecimiento deagua.Actividades de Aprendizaje• Investigar en diversas fuentes deinformación los tipos de sistemas deabastecimiento de agua potable.• Realizar visita técnica al sistema de aguapotable de la localidad.• Repasar las metodologías generales pararealizar trabajos topográficos de ubicacióngeográfica, trazo y nivelación, geológicos ehidrológicos.• Ensayar el método de mínimos cuadrados yregresiones matemáticas para el cálculo dela población futura en una localidad.Actividades de Aprendizaje• Revisar bibliografía especializada paradeterminar la situación geohidrológica delpaís y la región.• Revisar planos constructivos de distintasobras de captación, superficial ysubterránea.• Desarrollar un diseño funcional de una obrade captación elegida.Actividades de Aprendizaje• Revisar planos de líneas de conducción.• Revisar la normatividad y especificacionesconstructivas de líneas de conducción.• Revisar catálogos de equipos de bombeo ycurvas de funcionamiento.• Cálculo y selección de equipos de bombeopara pozos y cárcamos.• Ensayar modelos de cálculo hidráulico delíneas en forma manual y con la ayuda deprogramas de cómputo.

Unidad 4: Tanques de regularización y almacenamientoCompetencia específica a desarrollarActividades de AprendizajeCalcular la capacidad deregularización y almacenamientorequerida para un proyecto específicode agua potable.Seleccionar un tipo de tanque dealmacenamiento apropiado alproyecto semestral.• Investigar leyes de demanda de diversossistemas de agua potable.• Identificar distintos tipos de tanquessuperficiales y elevados.• Ensayar modelos de cálculo de coeficientesde regularización en forma manual y con laayuda de programas de cómputo.Unidad 5: Redes de distribuciónCompetencia específica a desarrollarRealizar el diseño constructivo yfuncional de una red de distribuciónadecuada al sistema de agua potabledesarrollado como proyectosemestral.Unidad 6: Plantas potabilizadorasCompetencia específica a desarrollarConocer los tipos de plantas ysistemas de tratamiento utilizados enla potabilización del agua.Proponer un sistema de potabilizaciónapropiado para su proyectosemestral.Actividades de Aprendizaje• Consultar bibliografía especializada paraidentificar tipos diferentes de redes dedistribución.• Revisar planos constructivos de redes dedistribución.• Revisar especificaciones técnicas deconstrucción de redes y normatividadaplicable.• Efectuar visitas de obras para observar laconstrucción de redes de distribución.• Realizar el cálculo hidráulico de una red dedistribución en forma manual y con el apoyode programas de cómputo.• Ensayar el diseño de cruceros condiferentes piezas especiales y materiales.Actividades de Aprendizaje• Consultar bibliografía especializada paraconocer los principales procesos depotabilización del agua.• Realizar visitas a plantas potabilizadoraspara identificar sus componentes.• Revisar catálogos de equipos yespecificaciones técnicas.

11.- FUENTES DE INFORMACIÓN1. César Valdez, Enrique, 1991, Abastecimiento de Agua Potable, UNAM.2. Arocha, Simón, 1989, Abastecimiento de agua, INOS.3. Kemmer, Frank y John McCallion, 1989, Manual del Agua, su naturaleza, tratamientoy aplicaciones, Nalco Chemical Company, McGraw-Hill.4. Estadísticas del Agua en México, 2004, CNA.5. Comisión Nacional del Agua, 1994, Lineamientos Técnicos para la elaboración deestudios y proyectos de agua potable y alcantarillado sanitario.6. Fair, Geyer y Okun, 1976, Abastecimiento de Agua y remoción de aguas residuales,Limusa.7. Comisión Nacional del Agua. Gerencia de Normas Técnicas, 1998, Manual de Diseñode Agua Potable, Alcantarillado y Saneamiento. Datos Básicos.12.- PRÁCTICAS PROPUESTAS• Visitas de obras de abastecimiento.• Visitas a plantas potabilizadoras.• Elaboración de un proyecto de abastecimiento.