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Sanitaria IIng. Civil – Universidad de Sucre
SANITARIA I
INFORME DE VISITA DE CAMPO:
CAPTACIÓN, ADUCCIÓN, TRATAMIENTO, CONDUCCIÓN, Y
ALMACENAMIENTO DE AGUAS EN LOS MUNICIPIOS DE SAN ANTERO Y
LORICA (CORDOBA)
PRESENTADO POR:
LUIS E. CAUSADO
JHON C. CARABALLO B.
CLAUDIA DOMINGUEZ
JULIETH MEJIA
ING. CIVIL – VII SEMESTRE
PRESENTADO A:
ING. MARCO DE LEÓN ANGULO
UNIVERSIDAD DE SUCRE
FACULTAD DE INGENIERIA
PROGRAMA DE INGENIERIA CIVIL
SINCELEJO, SUCRE
2015 - I
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Sanitaria IIng. Civil – Universidad de Sucre
TABLA DE CONTENIDO
1. INTRODUCCION..............................................................................................................................3
2. OBJETIVOS......................................................................................................................................4
3. JUSTIFICACIÓN...............................................................................................................................5
4. MARCO TEÓRICO............................................................................................................................6
4.1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES...............................................................................................6
5. PROCEDIMIENTO DE CAMPO.......................................................................................................10
6. RESULTADOS................................................................................................................................11
PARADA N°1.................................................................................................................................11
6.1. CAPTACIÓN EN LORICA..........................................................................................................11
6.2. SISTEMA DE BOMBEO ANTIGUO (4 TUBERÍAS DE SUCCIÓN).................................................14
6.3. INFORMACIÓN DE BOMBAS Y MOTOR..................................................................................15
PARADA N° 2................................................................................................................................16
6.4. PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE.....................................................................16
6.5. VERTEDEROS.........................................................................................................................17
6.6. SEDIMENTADORES................................................................................................................18
6.7. FILTROS.................................................................................................................................19
PARADA N° 3................................................................................................................................20
6.8. TANQUE DE ALMACENAMIENTO Y DISTRIBUCIÓN POR GRAVEDAD DE AGUAS....................20
7. ANÁLISIS.......................................................................................................................................21
8. CONCLUSIONES............................................................................................................................23
9. BIBLIOGRAFIA...............................................................................................................................24
10. ANEXOS FOTOGRAFICOS........................................................................................................25
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1. INTRODUCCION
A través de la historia, el hombre ha necesitado de un suministro propicio de agua
para su alimentación, salud y bienestar. El agua es una necesidad universal y es
el principal factor limitante para la existencia de la vida humana. Por ello se hace
necesario la creación de un sistema que brinde este preciado líquido de manera
eficiente y saludable para la sociedad. El acueducto, es un sistema que hace
posible lo anterior, pues este permite abastecer a una comunidad a través de un
conjunto de estructuras hidráulicas que facilitan la obtención potable de este
preciado líquido.
Durante mucho tiempo, la ingeniería ha estado desarrollando diversas tipos de
estructuras hidráulicas en combinación con elementos, y equipos mecánicos
benefician al hombre y generan desarrollo a la humanidad.
Por otra parte, el presente informe contiene una breve descripción de la visita
técnica realizada al sistema de acueducto de los municipios de San Antero y
Lorica, en el departamento de Córdoba, en los cuales se identificaron y
reconocieron algunas de las etapas y elementos de dicho sistema como lo son la
captación, aducción, tratamiento, conducción y almacenamiento de agua para su
posterior distribución a esa parte de la región cordobesa.
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2. OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Reconocer las características y el funcionamiento de las estructuras
hidráulicas para el abastecimiento de aguas desde fuentes superficiales
fluviales, en cada una de sus etapas como lo son la captación, aducción,
tratamiento, conducción, almacenamiento para su posterior distribución a la
población.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Realizar una observación y toma de datos de las características principales
de las diferentes tuberías, bombas, los elementos de la planta de
tratamiento y el tanque de almacenamiento para luego hacer un análisis de
estos.
Afianzar los conocimientos teóricos y así tener los fundamentos necesarios
en el ejercicio de la profesión como ingenieros civiles al enfrentarse con
obras de este tipo.
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Sanitaria IIng. Civil – Universidad de Sucre
3. JUSTIFICACIÓN
El agua es fundamental para todas las formas de vida conocida, el hombre vive y
siempre vivirá con la preocupación de como abastecerse del agua en sus
condiciones más puras. Los recursos naturales se han vuelto escasos con la
creciente población mundial y su disposición en varias regiones habitadas es la
preocupación de muchas organizaciones gubernamentales.
Conociendo la gran importancia que tiene el agua para la humanidad y para el
mundo en general, debemos conocer y estudiar todo lo relacionado con el
preciado líquido sinónimo de vida; Por estos motivos pretendemos estudiar a
cabalidad como se realiza la captación y como es llevada a los hogares de una
comunidad, ya que es deber de los ingenieros conocer las necesidades y como
solucionar los problemas que se presenten en dicha comunidad. De igual forma
reconocer los equipos que conforman una bocatoma puesto a que con buena
maquinaria lograremos los objetivos para subsistir.
Es por todos y cada una de las anteriores razones que mediante el presente
informe pretendemos llevar a cabo el reconocimiento de características y
funcionamiento de estructuras hidráulicas para abastecimiento de aguas desde
fuentes superficiales fluviales, específicamente fundamentándonos en la
captación, aducción, tratamiento, conducción, almacenamiento y red de
distribución observadas en la visita realizada en los sitios de obras de captación
por bombeo, conducción, de la Planta de tratamiento de agua potable (PTAP) de
San Antero (Córdoba), con sistema de tubería compuesta, estaciones de bombeo,
almacenamiento superficial y red de distribución por gravedad.
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4. MARCO TEÓRICO
4.1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES
SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE: Es el conjunto de
obras, equipos y servicios destinados al abastecimiento de agua potable de
una comunidad para fines de consumo doméstico, servicios públicos,
consumo industrial y otros usos.
AGUAS SUPERFICIALES: Las aguas superficiales se dividen en las
corrientosas, como los ríos, canales y arroyos, y las de almacenamientos
como las de lagos, embalses y los mares. Estas fuentes son las utilizadas
para grandes abastecimientos por su abundancia. Presentan alta
vulnerabilidad a la contaminación natural y artificial, por lo cual este o de
fuente requiere tratamiento para su potabilización.
Tubería de aducción: es el tramo de la tubería de alimentación de un
sistema de distribución de agua, ubicada antes de la planta de tratamiento.
(agua cruda)
Tubería de conducción: es el tramo de la tubería de alimentación de un
sistema de distribución de agua, ubicada después de la planta de
tratamiento, y comprende la tubería después de la planta de tratamiento
hasta las redes de conducción.
ALMACENAMIENTO: Se lleva a cabo mediante tanques y tiene como
objeto regular el servicio, por ejemplo el agua que no se use durante la
demanda mínima pueda ser usada en el momento de demanda máxima.
Esta regulación está dada para períodos de tiempo de 24 horas y
contemplan, además, almacenamiento de volumen para incendios o
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interrupciones. Estos tanques pueden ser en nuestro medio superficiales o
elevados.
BOCATOMA: Una bocatoma o captación, es una estructura hidráulica
destinada a derivar desde unos cursos de agua, río, arroyo, o canal; o
desde un lago; o incluso desde el mar, una parte del agua disponible en
esta, para ser utilizada en un fin específico, como pueden ser
abastecimiento de agua potable, riego, generación de energía eléctrica,
acuicultura, enfriamiento de instalaciones industriales, etc.
BOMBA HIDRÁULICA: Una bomba hidráulica es una máquina generadora
que transforma la energía (generalmente energía mecánica) con la que es
accionada en energía hidráulica del fluido incompresible que mueve. El
fluido incompresible puede ser líquido o una mezcla de líquidos y sólidos
como puede ser el hormigón antes de fraguar o la pasta de papel.
ACCESORIOS DE TUBERÍAS: Es el conjunto de piezas moldeadas o
mecanizadas que unidas a los tubos mediante un procedimiento
determinado forman las líneas estructurales de tuberías de una planta de
proceso. Entre los tipos de accesorios más comunes se puede mencionar:
Bridas, Codos, Tes, Reducciones, Cuellos o acoples, Válvulas, Empaques,
Tornillos y niples.
Reducción concéntrica: Es un accesorio reductor que se utiliza para
disminuir el caudal del fluido aumentando su velocidad, manteniendo su eje.
Reducción excéntrica: Es un accesorio reductor que se utiliza para
disminuir el caudal del fluido en la línea aumentando su velocidad
perdiendo su eje.
Válvula de Compuerta: Esta válvula efectúa su cierre con un disco vertical
plano o de forma especial, y que se mueve verticalmente al flujo del fluido.
Por su disposición es adecuada generalmente para control todo-nada, ya
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que en posiciones intermedias tiende a bloquearse. Tiene la ventaja de
presentar muy poca resistencia al flujo de fluido cuando está en posición de
apertura total.
Válvulas de Purga: generalmente se instalan en los puntos bajos, para
desocupar la tubería y permitir las reparaciones o la limpieza periódica del
material acumulado. Este accesorio funciona como válvula de lavado.
Válvulas de Cierre en la Conducción: pueden ser de compuerta, de
mariposa o de globo y su función es aislar por tramos la tubería de
conducción para efectuar reparaciones o mantenimiento.
Válvula de corte: Se localizan al inicio de la red principal y de las líneas
ramales, su función en el sistema es el de abrir y cerrar pausadamente el
paso de agua, evitando rupturas de tubería por sobrepresiones.
Ventosas: Las ventosas son dispositivos mecánicos sencillos,
imprescindibles en todo tipo de redes de distribución de agua, cuya misión
es asegurar el correcto funcionamiento de las tuberías, regulando la
cantidad de aire libre que existe en el interior de las mismas. Las ventosas
protegen las tuberías resolviendo algunos problemas hidráulicos como
aplastamiento o explosiones, desgaste de contadores, etc.
Tubería de succión: Es el tramo de tubería, compuesto de tubos y
accesorios, que se usa para captar agua de una fuente natural superficial o
subterránea y llevarla hacia una estación de bombeo.
Tubería de impulsión: es el tramo de tubería, compuesto de tubos y
accesorios, que se usa para enviar el agua desde la estación de bombeo
hasta la planta de tratamiento.
ESTACIONES DE BOMBEO: Se da este nombre a las estructuras, las
instalaciones y equipos requeridos para tomar el agua de un sitio de menor
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altura a otro sitio de mayor altura. Las estructuras de las estaciones de
bombeo son diseñadas para montar las instalaciones, equipos y accesorios
para succionar e impulsar el agua a un lugar determinado previamente.
Las estructuras se clasifican en tres grupos: Flotantes: en aguas
superficiales, fijas en aguas superficiales y fijas en los pozos de aguas
subterráneas. Las principales instalaciones, equipos y accesorios de una
estación de bombeo son: Las bombas, motores, arrancadores, tableros de
control, transformadores, válvulas y tuberías de succión e impulsión. Las
estaciones de bombeo se clasifican de acuerdo a la succión de la bomba en
positivas y negativas.
PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE: Se denomina planta
de tratamiento de agua potable (frecuentemente abreviado como PTAP) al
conjunto de estructuras en las que se trata el agua de manera que se
vuelva apta para el consumo humano.
DESARENADOR: Es una estructura diseñada para retener la arena que
traen las aguas servidas o las aguas superficiales a fin de evitar que
ingresen, al canal de aducción, a la central hidroeléctrica o al proceso de
tratamiento y lo obstaculicen creando serios problemas Existen varios tipos
de desarenadores, los principales son: desarenador Longitudinal y
desarenador de vértice.
FLOCULADOR: El objetivo del floculador es proporcionar a la masa de
agua coagulada una agitación lenta aplicando velocidades decrecientes,
para promover el crecimiento de los flóculos y su conservación, hasta que
la suspensión de aguay flóculos salga de la unidad. La energía que produce
la agitación del agua puede ser de origen hidráulico o mecánico.
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5. PROCEDIMIENTO DE CAMPO
En primer lugar se llegó al
sistema de captación “bocatoma”
ubicada en la localidad de Lorica en
Córdoba.
Se realizó el respectivo reconocimiento de la obra, para esto se hace necesario
conocer la tubería que se está utilizando y su material de igual forma obtener las
dimensiones tanto para la succión e impulsión, además de los caudales que
suministran las dos tuberías, también adquirir datos de que cada uno de los
elementos de la estructura de captación como son las turbinas, las redes
eléctricas que generan el buen funcionamiento y los diferentes accesorios
utilizados.
Al pasar por la bocatoma realizamos una segunda parada en la planta de
tratamiento en la vía ubicada entre la localidad de San Antero y el municipio de
lorica. En la (PTAP) se identificaron los diferentes circuitos de mejoras que se le
realizan al agua captada antes de llegar a su destino final el municipio de san
antero y posteriormente a los hogares.
Por último se identificaron las
diversas partes del tanque de
almacenamiento ubicado en una parte
alta del municipio de san antero donde
pudimos apreciar la entrada del agua al
tanque por medio de la tubería, se
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observó también la magnitud que
presenta el tanque y sus diferentes
partes.
6. RESULTADOS
PARADA N°1
6.1. CAPTACIÓN EN LORICA
Figura 1: Bocatoma flotante (sistema actual)
La captación de lorica se hace en el rio Sinú se hace por medio de bombeo con
barcaza (figura 1), en la cual sube o baja de acuerdo al nivel del rio y tiene una
manguera flexible que también sube o baja de acuerdo al nivel del rio,
anteriormente existían 4 bombas de succión en la cual tiene unos elementos que
no eran necesarios como una reducción al final o que la succión no se encontraba
totalmente horizontal como debe ser; los sistemas de tuberías aéreas estaban
unidos por medio de bridas que tienen forma de anillos que tienen unas
circunferencias a los lados en las cuales se colocan unos pernos y dentro de ella
tiene un empaque que permite la hermeticidad, los elementos que conforman la
estación de bombeo necesitan de energía eléctrica para que estos puedan
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funcionar y esta contaba con una estación que transformaba la energía para su
funcionamiento de 13200 voltios a 440 voltios.(figura 2).
Figura 2: Banco de condensadores y transformador.
La impulsión de la bomba tiene un codo, cheque y válvula de corte posiblemente
esta contaba con un dispositivo para controlar el golpe de ariete puesto que cada
vez que la bomba se apaga este se produce, la adopción de la bomba la lleva
hasta una planta de tratamiento puesto que se trata de agua cruda.
La captación de bombeo en el acueducto de lorica contaba con un motor, una
bomba, impulsión, succión, válvulas de cheques y cortes, contaba con 2
impulsiones que bombeaban hacia la misma tubería la cual estaba conectada
eléctricamente con una especia de tablero eléctrico que los hace funcionar, la
válvula de cheque nos indicaba el sentido en el cual iba el flujo en la tubería, las
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tuberías eran aéreas y son más prácticas en el momento de ver que si existe un
problema es visible y se puede arreglar de una forma fácil desmontando la tubería.
Se midieron los diámetros externos de dos tuberías de polietileno:
Longitud de la circunferencia Lc1=87 cm, Lc=π∗Dext
Dext1=Lc1π
= 87cmπ
= 27.6929cm
2.54cmpulg
= 10.90 pulg.
Longitud de la circunferencia Lc2= 160 cm, Lc=π∗D
Dext2=Lc2π
= 160cmπ
= 50.92958cm
2.54cmpulg
= 20.05 pulg.
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6.2. SISTEMA DE BOMBEO ANTIGUO (4 TUBERÍAS DE SUCCIÓN)
Tubería de succión: sistema alterno
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Accesorios: sistema alterno
6.3. INFORMACIÓN DE BOMBAS Y MOTOR.
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PARADA N° 2
6.4. PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE.
La planta de tratamiento no se encontraba en funcionamiento pero se observó que
contaba con desarenadores, floculadores, sedimentadores, filtros y tanques, en el
proceso se le adiciona sulfato de aluminio para que el proceso de floculación para
la formación de coágulos y éstos tienen que tener una estancia recorrido por eso
los vertederos tienen forma de s, ya medida que a un mayor recorrido la velocidad
va disminuye. Es necesario contar con una velocidad tal que los coágulos
formados no se revienten ni para que sedimenten, a medida que sube el nivel del
agua en los sedimentadores esta se filtra por medio de unos orificios de unos
tubos que transportan el agua cristalina pero no potable, esta agua es llevada a
los filtros mediante tuberías a los tanques en el tanque se le agrega sulfato de
sodio que funciona como bactericida para matar las bacterias y el agua quede
potable y de allí se bombea.
Si se quiere saber el caudal que está siendo transportado en cualquier tiempo,
sólo se hace una medición a la altura del vertedero puesto que éstas están
relacionadas en la fórmula del caudal del vertedero. (Figura 3)
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Figura 3: Ecuación de vertedero
La estación contaba con tres unidades donde una se encontraba en stand by, se
observaron accesorios como reducciones, ampliaciones, cheques, y válvula de
corte, también se vio una unión flexible puesto que ésta no encajaba de la mejor
manera también estaba la flecha de cheque que indicaba sentido en el que se
transportaba el flujo.
6.5. VERTEDEROS
Figura 4: Vertederos en formas de S
Estos canales permiten que se vaya disminuyendo la velocidad del agua y van
aumentando la sección para así aumentar el caudal. (Figura 4)
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6.6. SEDIMENTADORES
En esta parte de la planta de tratamiento se utilizan unas paletas con inclinación
de 60º grados cuya función es retener y acumular los sedimentos que quedaron
en el agua para que vayan al fondo del tanque. Presentan además unas tuberías
con agujeros a todo lo largo de estos, por donde el agua pasa a una canal y luego
es conducida hacia filtros (figura 5).
Figura 5: sedimentadores
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6.7. FILTROS
En esta etapa el agua pasa por un sistema de filtros (figura 6) que tienen como
función principal eliminar las pocas impurezas que tiene el agua al llegar a este
punto y así lograr purificarla. Aunque cabe destacar que una vez realizado este
proceso el agua aun no es apta para el consumo humano por lo que de aquí se
pasa a un sistema de aplicación de cloro.
Figura 6: filtros
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PARADA N° 3
6.8. TANQUE DE ALMACENAMIENTO Y DISTRIBUCIÓN POR GRAVEDAD DE
AGUAS.
El tanque de almacenamiento en este caso local puesto a que se encuentra
ubicado en la zona urbana del municipio de san antero, este recibe
aproximadamente 500m3 de agua ya potabilizada proveniente de la (PTAP). Éste
tanque de almacenamiento y distribución se encuentra en uno de los puntos más
altos del municipio, por lo tanto la distribución del agua hacia los hogares se lleva
a cabo por acción de la gravedad. El tanque está compuesto por dos tuberías las
cuales proporcionan a la red de distribución de aguas del municipio de san antero,
existe una tercera tubería la cual evacuara los excesos que se produzcan en el
tanque.
Esta tercera tubería está disponible cuando existan mantenimientos en el tanque y
aun así sea necesario proporcionar el agua diaria en el municipio. El estudio del
tanque no se realizó a cabalidad por el hecho de que no existía operario para el
debido permiso. (Figura 7)
Figura 7: tanque de almacenamiento y distribución
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7. ANÁLISIS
1. Este tipo de bocatoma que posee sistema de captación flotante se emplean en
ríos que presentan grandes variaciones del nivel de su superficie o cuando sus
riberas no garantizan la estabilidad de la estructura .Este sistema de captación
que se encuentra en el rio Sinú contiene una plataforma flotante y móvil donde
están instalados los equipos de bombeo que darían paso a la siguiente etapa para
este sistema de captación, tratamiento, almacenamiento y distribución de agua
potable.
2. En la planta de tratamiento se tiene un sistema purificación con procesos
estructurados y simples, pues el agua captada no posee un buen nivel de
aceptación y no está contaminada químicamente. El tratamiento biológico que se
sigue aquí es una forma de mejorar la calidad del agua haciéndola pasar por filtros
de grava y arena donde se retiene la contaminación que trae el agua, aplicación
de sulfato de aluminio como floculante, luego más adelante se da el uso de cloro
gaseoso como protección del agua en la red de distribución
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3. Una vez que el agua ha sido tratada debe distribuirse donde se va a consumir,
pero antes esta es almacenada en un tanque elevado. Éste tanque de
almacenamiento se encuentra en uno de los puntos más altos del municipio, por
ende el agua se distribuye a la comunidad por acción de la gravedad, siendo este
sistema, generalmente, el más adecuado para el abastecimiento puesto que el
agua estará disponible con la presión adecuado en cualquier hora del día, y sujeto
a la demanda, se ejecutara el bombeo hacia el tanque.
4. La comunidad demanda el consumo de agua potable para subsistir con niveles
dignos de calidad de vida, recibiendo un agua potabilizada por medio de un
proceso de captación, tratamiento, almacenamiento y distribución del fluido,
cumpliendo todos los requisitos de calidad que se exige para su tratamiento y no
afecta la salud del consumidor.
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8. CONCLUSIONES
Finalizada la práctica y realizado el presente informe, se concluye que:
- La potabilización del agua se efectúa para mejorar sus condiciones físicas,
químicas y bacteriológicas y poderla ofrecer para el consumo del hombre,
sin afectar su salud.
- La purificación del agua demanda un complejo proceso hidráulico y
sanitario para su obtención, grandes estructuras y un sin números de
elementos para su captación, conducción, tratamiento, almacenamiento y
distribución.
- El tratamiento del agua es una acción que se lleva a cabo en las plantas de
tratamiento de agua potable, las cuales son diseñadas de acuerdo con la
calidad del agua de cada sitio. De ahí que las plantas no sean todas
iguales, pues su diseño depende de las necesidades específicas.
- El sistema de abastecimiento tiene como objetivo suministrar agua a la
comunidad, sobre la base de los siguientes criterios Cantidad
Calidad, Continuidad, Costo, Cultura del agua y Capacidad de gestión
- La potabilización del agua se efectúa para mejorar sus condiciones físicas,
químicas y bacteriológicas y poderla ofrecer para el consumo del hombre,
sin afectar su salud.
- El mejoramiento de los suministros de agua, la provisión de saneamiento
adecuado y el fomento de buenas prácticas de higiene, son elementos
primordiales para el desarrollo de la comunidad.
- Se cumplieron con todos los objetivos planteado al inicio del informe.
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9. BIBLIOGRAFIA
- Chow, VenTe. OPEN CHANNEL HYDRAULICS. McGraw-Hill. 1959.
- Internet – Páginas Web
- Apuntes de clases-
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10. ANEXOS FOTOGRAFICOS
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