Estanques de Almacenamiento y Sistemas de Distribucion

Estanque de almacenamiento.

Debido a que el consumo de agua de la población no es constante sino que, por el contrario, varía según la hora del día, y dado que el suministro es un caudal teóricamente constante (caudal máximo diario), es necesaria la construcción de un estanque regulador que amortigüe las demandas horarias. La función básica del estanque es almacenar agua en los periodos en los cuales la demanda es menor que el suministro, de tal manera que en los períodos en los que la demanda sea mayor que el suministro se complete el déficit con el agua almacenada inicialmente. En general, se puede establecer que las dimensiones de un estanque regulador se determinan para cumplir las siguientes funciones: Compensar las variaciones en el consumo de agua durante el día. Tener una reserva de agua para atender los casos de incendio. Disponer de un volumen adicional para casos de emergencia, accidentes, reparaciones o cortes de energía eléctrica (cuando haya un sistema de bombeo). Dar una presión adecuada a la red de distribución en la población.

Tipos de estanques de almacenamiento. Cuando el Estanque no ocupe el centro de gravedad, puede tener varias funciones, según su localización. 1. Estanque de distribución: Se tendrá un estanque de distribución cuando el agua llegue a éste antes de llegar a la población. 2. Estanque de compensación: Este tipo de estanques se sitúa en el extremo opuesto de la entrada de agua a la red de distribución

Cuando el consumo es nulo la totalidad del agua llega al estanque de compensación a través de la red de distribución. Cuando el consumo iguala al suministro, no entra ni sale agua del estanque, y cuando el consumo es mayor que el suministro, se surtirá a la población tanto por la línea directa como por el estanque de compensación.

Características de los estanques de almacenamiento y sus detalles constructivos. Los estanques pueden construirse sobre el terreno (superficiales, semienterrados o enterrados) si se dispone de un nivel topográfico adecuado que permita el funcionamiento de la red de distribución, con las normas adecuadas de presión. En el caso de no disponer de la condición topográfica anterior, se debe proyectar un estanque elevado, teniendo en cuenta que esto implica un estanque de succión y una estación de bombeo.

1. Estanque enterrado o semienterrado. El estanque enterrado o semienterrado debe estar alejado de toda fuente de contaminación, como por ejemplo tuberías de alcantarillado sanitario (distancia mínima entre 30 y 40 metros), pozos sépticos, letrinas o sitios de disposición de basuras. Puede construirse un sistema de drenaje perimetral que reduzca la posible contaminación. El material del estanque debe ser impermeable y se ha de proteger contra la posible corrosión causada por el agua. El sistema estructural del estanque debe permitir resistir los empujes hidrostáticos, empujes de tierra y flotación del mismo cuando éste se encuentre desocupado, procurando que la placa de fondo se encuentre a una distancia mínima de 0.5 m por encima del nivel freático máximo.

Desde el punto de vista hidráulico, la forma del estanque no tiene gran importancia y puede ser cuadrada, rectangular o circular. La forma tiene mayor influencia en el diseño estructural y de cimentación del estanque. La tubería de entrada al estanque debe descargar, en lo posible, por encima del nivel del agua y estar provista de una válvula de cierre. La entrada debe minimizar las pérdidas de energía y colocarse de tal manera que se eviten zonas muertas dentro del estanque. Si la entrega se realiza por el fondo del estanque, se recomienda por seguridad que la cota piezométrica de la tubería a la entrada se a igual a la cota máxima del nivel de agua más 5 m. La especificación anterior también es válida par a la tubería de entrega al estanque elevado. La tubería de salida debe estar ubicada de manera opuesta a la entrada, pero de no ser posible se debe hacer un apantallamiento del estanque de modo que se aumente el tiempo de retención del agua en el mismo. Puede estar provista de una coladera localizada a 20 cm del fondo del estanque, seguida por una válvula de cierre y finalmente por un dispositivo que permita la entrada de aire a la tubería matríz (conducción del estanque a la red de distribución) cuando ésta se cierre.

La placa de cubierta debe tener una pendiente (a una o dos aguas) superior o igual al 2% y estar provista de un sistema de ductos de ventilación que permita la entrada y salida del aire. El caudal de aire debe ser igual al máximo valor entre el caudal de entrada al estanque y el caudal de salida a través del desagüe. Dichos ductos pueden ser tubos conectados a dos codos, formando una curva de 180°.

2. Estanque elevado. Con el fin de obtener una relativa mejoría económica, se acostumbra utilizar una sola tubería que sirve de entrada y salida del estanque elevado. En estos casos, cuando el suministro excede el consumo, el agua sobrante subirá por la tubería para llenar el estanque elevado y cuando el suministro sea menor al consumo, el agua bajará por la tubería para compensar el déficit. El caso de una sola tubería se ilustra en la figura 12.7, en la cual se observa que para las condiciones de operación normal, la válvula 1 estará abierta y la válvula 2

se encontrará cerrada. En el caso de mantenimiento del estanque elevado, se deberá invertir la operación de estas dos válvulas.

Mantenimiento de Estanque de Almacenamiento Mantenimiento de estanque Enterrado y Semienterrado. En condiciones normales de operación (figuras 12.4 y 12.5), las válvulas 1 y 3 estarán abiertas y las válvulas 2 y 4 se encontrarán cerradas. Cuando haya que limpiar el estanque, se deberán abrir las válvulas 2 y 4 y cerrar las válvulas 1 y 3, dando paso al agua a través de la tubería de paso directo. Durante las horas de lavado del estanque no se puede regular el volumen de agua, por lo que es conveniente diseñar dos unidades en paralelo de manera que se obtenga la regulación mientras se hace mantenimiento de uno de los

estanques. La línea de paso directo deberá existir siempre para prever casos fortuitos o de reparación general de todo el sistema. Estanque Elevado El caso de una sola tubería se ilustra en la figura 12.7, en la cual se observa que para las condiciones de operación normal, la válvula 1 estará abierta y la válvula 2 se encontrará cerrada. En el caso de mantenimiento del estanque elevado, se deberá invertir la operación de estas dos válvulas.

Sistema de aducción y distribución Un sistema de distribución se define como el conjunto de tuberías cuya función es suministrar el agua potable a los consumidores de la localidad en condiciones de cantidad y calidad aceptables. El sistema de aducción es el tramo de tubería destinado a conducir los caudales desde la obra de captación hasta el depósito regulador o la planta de tratamiento. En ocasiones se suele llamar aducción al transporte de agua cruda, es decir, todo transporte previo a la planta de purificación o tuberías de exceso y lavado. Bombeo contra la red. Sistema de bombeo contra red cerrada a velocidad fija Son aquellos sistemas en donde dos o más bombas trabajan en paralelo a una velocidad invariable para cubrir demandas de consumo instantáneo de la red servida. Un nombre más apropiado para estos sistemas sería el de sistemas de bombeo continuo a velocidad fija. Sistemas de bombeo contra red cerrada a velocidad variable

Son aquellos sistemas en los cuales la unidad de bombeo varía su velocidad de funcionamiento en razón al caudal de demanda de la red, mediante el cambio de velocidad en impulsor de la bomba que se logra de diferentes formas. El motor es el denominado tipo escobillas y en él se usa un sensor de presión y/o caudal con un transductor que hace que el voltaje varíe en los secundarios y por ende varíe la velocidad de funcionamiento. Redes interconectadas y redes incorporadas. El sistema de tuberías interconectadas suele ser representado en la forma de tuberías y nodos con miras a facilitar el cálculo hidráulico correspondiente. Prácticamente no hay un método de cálculo manual o un programa informático que no considere que la red de distribución de agua o la de recolección de las aguas servidas, esté simplificada y modelada como si simplemente se tratara de unos “puntos” en los que se concentra el consumo medio de agua (los nodos) y unos “enlaces” que interconectan a estos puntos (las tuberías) de forma tal de conducir la cantidad de agua requerida para satisfacer la demanda de agua del sistema.