Estaciones de Bombeo

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  Las estaciones de bombeo tienen en cuenta las siguientes consideraciones básicas :

Edificio.

• La arquitectura y alrededores de la estación deben ser atractivos y armonizar con las edificaciones vecinas. Su estructura debe ser construida con materiales a prueba de humedad e incendio. En el diseño del interior del edificio se deben considerar los requerimientos de espacio para cada pieza del equipo, su localización, iluminación, ventilación y desagüe.

• Deberá estar protegida del público con cercas apropiadas y tener un buen acceso durante todo el afío, también estarán acondicionadas con oficinas, dormitorios y cafetería, cuando las circunstancias lo ameriten se deberá considerar las posibles ampliaciones y modificaciones.

• Las estaciones de bombeo de agua potable estarán provistas de un sistema de cloración instalado posterior a la línea de bombeo.

• Los equipos de cioración tendrán sus instalaciones en una caseta especialmente diseñada para tal fin con suficiente ventilación.

• Cuando fuese necesario el uso de grúa, los techos de las estaciones de bombeo podrán ser removibles.

   Localización

En la selección del sitio para la estación de bombeo se considera lo siguiente:

• Protección de la calidad del agua

• Eficiencia hidráulica del sistema de distribución o conducción.

• Peligro de interrupción del servicio por incendio, inundación, etc.

• Disponibilidad de energía eléctrica o de combustible

• Topografla del terreno

• Facilidad del acceso en todo el aflo

• Area necesaria para la estación, transformadores, cloradores, futuras ampliaciones y áreas de retiros.

   Capacidad y Características de las estaciones.

Cuando el sistema incluye almacenamiento posterior a la estación de bombeo, la capacidad de ésta se calculará en base al consumo máximo diario.

Cuando el sistema no incluye almacenamiento, la capacidad de la estación se calculará en base al consumo máximo horario. Las estaciones de bombeo podrán ser de dos tipos:

a) Estaciones de pozos húmedos

b) Estaciones de pozos profundos

   Estaciones de pozos húmedos

Las estaciones de pozos húmedos tienen las características de bombear el agua de tanques enterrados o sobre el suelo así como servir de estaciones de relevo (booster) ubicados entre la línea de conducción. Los tipos de equipo de bombeo a usar en esta clase de estación pueden ser bombas turbinas de eje vertical, sumergible, o bombas de eje horizontal, Norma E 101. AWWA última edición.

En el diseño del pozo húmedo de una estación de bombeo, se toman en cuenta las siguientes consideraciones:

• Deberá diseñarse con una capacidad mínima equivalente a 20 minutos de bombeo máximo.
• Sus dimensiones deben ser tales que facilite el acceso y colocación de los accesorios y eviten velocidades altas y turbulencia del agua. Se recomienda que la velocidad del agua en la tubería de succión esté entre 0.60 mt/seg. y 0.90 mtslseg.
• La sumergencia mínima de la parte superior de la coladera será de 1 mt, para lograr la sumergencia se hará una depresión en el tanque con la profundidad adecuada.
• La entrada del agua al pozo deberá ser por medio de compuertas o canales sumergidos para evitar turbulencia.
• Debe existir una distancia libre, entre la abertura inferior de la coladera y el fondo del pozo equivalente 0.5 el diámetro de la tubería de succión.
• Cuando el pozo sea de sección circular, la entrada del agua no debe ser tangencial para evitar su rotación.
• El pozo tendrá un área transversal mínima de 5 veces la sección del conducto de succión.
• Se deben proveer dispositivos de desagüe y limpieza del pozo
• Para bombas de eje horizontal: Se recomienda que cuando sea posible el eje de la bomba, esté por debajo del nivel mínimo del agua en el pozo.

   Estaciones de bombeo de pozos profundos

Las características de éstas son las de bombear el agua de pozos perforados profundos. Los equipos usados normalmente son bombas turbinas de eje vertical o de motor sumergible.

La profundidad e instalación de la bomba debe estar definida por las condiciones hidráulicas del acuífero y el caudal de agua a extraerse, tomando en consideración las siguientes recomendaciones:

• Nivel de bombeo, de acuerdo a prueba de bombeo
• Variaciones estacionases o niveles naturales del agua subterránea en verano e invierno.
• Surnengencia de la bomba.
• Factor de seguridad
• El diámetro del adema del pozo debe estar relacionado al caudal a extraerse de acuerdo a la siguiente tabla

La longitud de columna de bombeo dentro del pozo acoplada a la bomba será disecada con una pérdida por fricción no mayor del 5% de su longitud. Se recomiendan los siguientes diárnetros para columnas de pozos en relación al caudal.

La longitud de columna se establece para que se sumeda 6 mts bajo el nivel múúmo de bombeo.

    Equipos de bombeo :

En la selección de las bombas se deben tienen en cuenta los siguientes factores:

• Operación en serie o en paralelo
• Tipo de bombas
• Número de unidades
• Capacidad de las unidades
• Eje horizontal o vertical
• Succión única o doble
• Tipo de impulsores
• Características del arranque y puesta en marcha
• Posibles variaciones de la altura de succión
• Flexibilidad de operación
• Curvas características y modificadas de las bombas
• N.P.S.H disponible y requerido
• Golpe de ariete
• Las unidades de bombeo (incluyendo el equipo auxiliar) deben tener una capacidad lo suficientemente amplia, en cuanto al número de unidades que permitan la reparación al menos de una unidad sin serias reducciones en el servicio.
• La carga total dinámica en todas las estaciones de bombeo, cuando éstas trabajen en serie se dividirá en partes iguales y de acuerdo a las presiones mínimas y máximas. De tal forma que cada estación trabaje a la misma capacidad, con el motivo de normalizar los tipos de equipos a instalar.
• Se proyectaran dos unidades como mínimo, siendo una de reserva
• Para facilidad de mantenimiento cuando se proyecten 3 o más unidades se recomienda que las bombas sean de igual capacidad.
• Velocidades recomendadas: la velocidad más adecuada es de 1760 revoluciones por minuto (RPM) sólo que no sea posible conseguir ésta se recomienda usar 2900 y 3450 RPM.

    Tuberías y Válvulas en succión y descarga de bombas

• Nunca deberán usarse tuberías de diámetros menores a los diámetros de descarga de la bomba.
• En el extremo de la tubería de succión se instalará una válvula de pie con coladera. El área libre de las aberturas de la coladera deberá ser de 2 a 4 veces la sección de la tubería de succión.
• La linea de succión debe ser lo más corta y recta posible, deben evitarse los cambios de dirección, especialmente cerca de la bomba.
• La línea de succión debe llegar hasta la succión de la bomba evitando codos o tees horizontales.
• Si el diámetro de la tubería de succión es mayor que el de la admisión de la bomba, deberá conectarse por medio de una reducción excéntrica con su parte superior horizontal.
• Se deberá proporcionar una línea de succión separada para cada bomba. Si esto no es posible, y se utiliza un múltiple de succión, las derivaciones se harán por medio de yees.
• El diámetro de la tubería de succión, será igual o mayor que el diámetro de la tubería de impulsión, será por lo menos el diámetro comercial iinnediatamente superior.

    Descarga

Se elabora un estudio económico comparativo entre varios diámetros para escoger el más apropiado de la tubería de impulsión.

• Las ampliaciones en la descarga serán concéntricas.
• En la descarga o sartas de la bomba debe proyectarse una válvula de compuerta y una válvula de retención, para el diseño del diámetro se recomienda los valores mostrados en la tabla siguiente.

Diámetro de Sarta		Rango de Caudales
Pulgadas	(mm)	gpm	lt / s
2	(50) menor de	80	(5.0)
3	(75)	80 - 200	(5.0 - 12.6)
4	(100)	200 - 400	(12.6-25.2)
6	(150)	400 - 900	(25.2-56.8)
8	(200)	900 - 1200	(56.8-75.7)
10	(250)	1200 - 1600	(75.7-101)

• El diámetro de la sarta está definido por el diámetro del medidor de agua. Según especificaciones AWWA C-704.
• La válvula de retención debe colocarse entre la bomba y la válvula de compuerta.
• Cuando sea necesario, debe proyectarse una válvula de alivio para proteger la instalación del golpe de ariete. Se recomiendan los siguientes diámetros

Diámetro de válvulas de alivio de acuerdo al caudal

Diámetro		Rango de Caudales
Pulgadas	(mm)	gpm	lt / s
6	(150)	1000 - 2000	(63-126)
4	(100)	500 - 1000	(31-63)
3	(75)	250 - 500	(15-31)
2	(50)	60 - 250	(3.78-15)
1	(25) menor de	60	(3.78)

Toda sarta llevará:

• Medidor de agua
• Manómetro de medición con llave de chorro 1/2"
• Derivación de descarga para pruebas de bombeo y limpieza del mismo diámetro- de la sarta.
• Las tuberías deben anclarse perfectamente y se hará el cálculo de la fuerza que actúa en los atraques para lograr un diseño satisfactorio.
• Unión flexible tipo Desser o similar para efecto de mantenimiento

    Equipo eléctrico

En la elaboración del proyecto de las instalaciones eléctricas se debe tener en cuenta los siguientes puntos:

• Estudiar cuidadosamente las alternativas para determinar la fuente de energía más  económica y eficiente para el funcionamiento de las bombas.
• Que sea posible suministrar suficiente energía para operar las bombas a su máxima capacidad en caso de emergencia. (Exceptuando la bomba de reserva).
• Cuando el caso lo requiera se proveerá una fuente eléctrica de emergencia.

    Motores

Los motores eléctricos serán del tipo jaula de ardilla, de eje hueco y las capacidades de uso standard elaborados por los fabricantes son:

3, 5, 7, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 75, 100, 125, 150, 200 HP

                Potencia requerida

La potencia neta requerida del motor estará gobernada por:

a) La potencia neta demandada por la bomba

b) Pérdidas por fricción mecánica en rotación del eje

e) Pérdidas en el cabezal de descarga.

Las pérdidas por fricción en el eje, para V= 1760 rpm y/o 3/4", 1 ½" varían entre 0.30 y 1. 15 HP / 100' de columna.

Se tiene por norma usar un factor de 1. 1 5 para calcular los HP del motor en base a los HP de la bomba. Este factor cubre ampliamente las pérdidas mecánicas por fricción en el eje y cabezal de descarga de la bomba.

Velocidad de operación

Se acostumbra usar la misma velocidad de operación de la bomba, y de ser posible se solicita que su velocidad no sobrepase los 1800 rpm.

 

   Energía

De acuerdo a la capacidad de los motores se recomienda el siguiente tipo de energía:

Para motores de (3 a 5) HP usar 1/60/110

Para motores mayores de 5 HP y menores de 50 HP se usará 3/60/220.

Para motores mayores de 50 HP, usar 3/60/440