NORMA CHILENA OFICIAL
NCh401.Of51
Grava y arena para filtros de agua potable
Preámbulo
El Instituto Nacional de Normalización, INN, es el organismo que tiene a su cargo el
estudio y preparación de las normas técnicas a nivel nacional. Es miembro de la
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (ISO) y de la COMISION
PANAMERICANA DE NORMAS TECNICAS (COPANT), representando a Chile ante esos
organismos.
La presente norma ha sido estudiada y preparada por la Especialidad de "Ingeniería
Sanitaria". El Comité estuvo constituido por los señores.
Departamento Hidráulica, Dirección General
de Obras Públicas
Dirección General de Agua Potable y
Alcantarillado
Instituto Nacional de Investigaciones
Tecnológicas y Normalización, INDITECNOR
Castro, Augusto
León, Rubén
Salinas, Raúl
Sims, Jorge
Eugenio Díaz
René Fuentes
Roberto Stöwhas
Ramón Del Valle
José Manual Eguiguren
Carlos Jarpa
Augusto Castro
Rubén León
Raúl Salinas
Jorge Sims
I
NCh401
El Comité tomó en consideración los comentarios enviados durante el estudio de esta
norma por las siguientes personas:
Eduardo Aguirre Solís
Jorge von Bennewitz
Julio Fernández Lagos
Guillermo Fernández Mason
Mc Connel, A.F., Chief Engineer of the Refinite Corporation, Dic. 1948.
Willey, B.F., Assistant Chemical Director of the Elgin Softener Corporation, Dic. 1948.
En el estudio de la presente norma se han tenido a la vista, entre otros documentos, los
siguientes:
AMERICAN WATER WORKS ASSOCIATION, Tentative standard specifications for filtering
material, Abril 1943.
BABBIT and DOLAND, Water Supply Engineering, 1939.
BACHARACH, E.W., Inc. Water conditioning, Diciembre 1948.
DAVIS CALVIN, Handbook of applied hydraulics, New York, 1941.
DIAZ, EUGENIO Y PEREZ, JOSE, Relation of filter runs to filtration rates and sand
characteristics, Massachusetts Institute of Technology, 1944.
Mc CONNEL, A.F., El diseño de los mezcladores, los tanques de asentamiento y los filtros
para las instalaciones de depuración de agua, 1941.
NATIONAL SAND AND GRAVEL ASSOCIATION, Inc. 1. Technical information
specifications for filtering material, Junio 1948; 2. Requirements for filter sand, prepared
by engineering and research division.
THE REFINITE CORPORATION, Specification, Diciembre 1948.
RIDDICK THOMAS M., Especificaciones para la arena empleada en filtración de aguas.
STEEL, ERNEST, Water supply and sewerage, 1938.
La presente norma contiene referencias a las siguientes normas chilenas:
NCh32
NCh163
Tamices de ensayo.
Calidad y granulometría de los agregados para hormigones.
II Observaciones
1 En la presente norma se fija como límite divisorio entre grava y arena la malla con
abertura de 1,68 mm, NCh32. La razón principal para elegir esta abertura, proviene de
que partículas de mayor tamaño deben ser harneadas y colocadas por capas en un lecho
filtrante. Las partículas menores se gradúan por sí mismas durante el lavado de un filtro.
2
II
a)
El ensayo de solubilidad de la grava se efectúa pulverizándola hasta que pase por
un tamiz con abertura de 0,84 mm y dejándola durante 24 horas en una solución
de ácido clorhídrico al 20%.
b)
El ensayo de solubilidad de la arena se efectúa en la misma forma, agregando la
arena en su estado natural.
NCh401
3 La grava en la capa de contacto con la arena, debe ser lo bastante fina para que exista
una mezcla apreciable de los materiales. Se estima que el diámetro de la grava no debe
ser mayor que entre dos y media y dos veces el diámetro de la arena. Se considera
recomendable el valor 2 y como diámetro máximo de la arena 0,84 mm.
4 Se considera apropiada, para un material de diámetro mayor de 1 mm, una graduación
que concuerde con la expresión:
M = k log D
en que:
M
=
profundidad en cm bajo el material de 1 mm de diámetro;
k
=
constante, de valor comprendido entre 25 y 35;
D
=
diámetro de las partículas, en mm.
En los valores anotados se adoptó la fórmula anterior con una constante k = 30.
5 Para los filtros rápidos se recomienda la composición granulométrica y espesores que
se indican a continuación:
a) El lecho de grava podrá constituirse por capas de la composición granulométrica y
espesores indicados en la tabla A.
Tabla A - Composición granulométrica y espesor de las capas
Número de la capa (de
abajo hacia arriba)
Pasa por el tamiz de
abertura
mm
Retenida por el tamiz
de abertura
mm
Espesor
1
53,8
26,9
14
2
26,9
13,5
9
3
13,5
cm
6,73
9
4
6,73
3,36
9
5
3,36
1,68
9
Total
50
b) Los espesores indicados en la tabla A, se colocan en filtros del sistema de drenaje con
caños perforados múltiples y laterales.
c) Si el sistema de drenaje permite una mejor distribución del agua de lavado (fondo
Wheeler, losas, etc.) se puede suprimir la capa N°1 y aun parte de la capa N°2.
d) El lecho de arena podrá constituirse por material que cumpla con las condiciones
indicadas en tabla B.
III
NCh401
Tabla B - Tamaño efectivo, coeficiente de uniformidad y espesor de las capas
Valores límites
Valor usual
Mínimo
Máximo
Tamaño efectivo, mm
0,50
0,35
0,60
Coeficiente de uniformidad
1,65
1,5
1,8
Espesor de la capa, cm
60
60
90
6 Para los filtros lentos se recomienda la composición granulométrica que se indica a
continuación:
a) El lecho de grava podrá constituirse por capas de granulometría y espesores indicados
en la tabla C.
Tabla C - Composición granulométrica y espesor de las capas
Número de la capa (de
abajo hacia arriba)
Pasa por el tamiz
de abertura
mm
Retenida por el tamiz
de abertura
mm
Espesor
1
76,1
53,8
15
2
53,8
19
15
3
19
4
9,51
cm
9,51
7
4,76
5
Total
42
b) Si el sistema de drenaje lo permite se puede suprimir la capa N°1.
c) Es conveniente que la arena cumpla con las condiciones indicadas en la tabla D.
Tabla D - Tamaño efectivo, coeficiente de uniformidad y espesor de las capas
Valor usual
Valores límites
Mínimo
Máximo
Tamaño efectivo, mm
0,35
0,25
0,4
Coeficiente de uniformidad
2
1,8
3
Espesor de la capa, cm
IV
75
60
120
NCh401
Esta norma ha sido declarada Norma Chilena Oficial de la República, por Decreto N°137,
de fecha 12 de Enero de 1951, del Ministerio de Obras Públicas y Vías de Comunicación.
Esta norma es una "reedición sin modificaciones" de la Norma Chilena Oficial
NCh401.Of51, "Grava y arena para filtros de agua potable", vigente por Decreto N°137,
de fecha 12 de Enero de 1951, del Ministerio de Obras Públicas y Vías de Comunicación.
V
NORMA CHILENA OFICIAL
NCh401.Of51
Grava y arena para filtros de agua potable
A) Definición de esta norma
Artículo 1°°
Esta norma establece las características que deben cumplir la grava y la arena de los
filtros para agua potable.
B) Campo de aplicación
Artículo 2°°
Las prescripciones que establece esta norma se aplican a la grava y arena que se empleen
en los filtros para agua potable.
C) Terminología
Artículo 3°°
Los siguientes vocablos tienen, en la presente norma, el significado que se indica:
grava: es el material pétreo de grano grueso, que queda retenido en el tamiz con abertura
de 1,68 mm y que resulta de la desintegración natural de las rocas, o de la trituración de
éstas por maquinarias.
arena: es el material pétreo de grano fino que pasa por el tamiz con abertura de 1,68 mm
y que resulta de la desintegración natural de las rocas o de la trituración de éstas por
maquinarias.
1
NCh401
composición granulométrica: es la característica de un material granular definida por la
proporción de partículas de diferentes tamaños que lo componen, clasificadas por los
tamices que se especifican en NCh32.
arena limpia: es la arena que mezclada con agua en la proporción de 100 g por litro
produce una turbiedad inferior a 100 ppm, después de agitar la mezcla durante algunos
segundos.
tamaño efectivo de una arena: es el tamaño de un grano tal, que el 90% en peso de las
partículas de esa arena, tiene dimensión mayor que la de aquel.
coeficiente de uniformidad de una arena: es la relación entre el tamaño de un grano
elegido de modo que el 60% en peso de las partículas sea de dimensión menor que la de
aquel y el tamaño efectivo.
D) Prescripciones
I Generales
Artículo 4°°
1 La grava y la arena deberán provenir exclusivamente de la desintegración natural de las
rocas.
2 Las partículas constitutivas de la grava y arena deberán ser limpias, duras, resistentes,
durables y sin película adherida alguna; libres de terrones, partículas blandas o laminadas,
álcalis, margas, arcillas, materias orgánicas y toda otra sustancia perjudicial.
II Grava
Artículo 5°°
1 La grava estará constituida por guijarros redondeados, de peso específico absoluto
medio no inferior a 2,5.
2 La proporción de material con peso específico absoluto inferior a 2,25 sólo se aceptará
en las capas inferiores, sin que exceda de 1% en peso.
3 Sólo se admitirá la presencia de fragmentos alargados de diámetro inferior a 1,68 mm
en la proporción máxima de 2% en peso.
Solubilidad
Artículo 6°°
La solubilidad de la grava en ácido clorhídrico diluido al 20% no excederá los límites
indicados en la tabla 1.
2
NCh401
Tabla 1 - Límites de solubilidad de la grava
Diámetro de las partículas
Solubilidad máxima
Sobre 25 mm
15%
Entre 10 y 25 mm
10%
Inferior a 10 mm
5%
Colocación de la grava
Artículo 7°°
1 La primera capa o capa inferior de grava se colocará a mano en el fondo del filtro,
teniendo cuidado de no obstruir la corriente de agua de lavado.
2 Las capas de grava sucesivas se formarán de manera que cada una mantenga el nivel
correspondiente en toda su extensión.
III Arena
Artículo 8°°
La proporción de partículas planas no excederá de 1% en peso.
Solubilidad
Artículo 9°°
La solubilidad de la arena en ácido clorhídrico al 20% no excederá del 5% de su peso.
3
NORMA CHILENA OFICIAL
INSTITUTO
NACIONAL
DE
NCh
NORMALIZACION
401.Of51
!
INN-CHILE
Grava y arena para filtros de agua potable
Sand and gravel for filters for drinking water
Primera edición : 1951
Reimpresión
: 1999
Descriptores:
ingeniería sanitaria, tratamiento del agua, purificación del agua, filtros, grava,
arena, agua potable, requisitos
CIN 13.060.20
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