Estación de bombeo

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Estación de bombeo , parte del sistema de drenaje de la ciudad de Nueva Orleans.

Las estaciones de bombeo son estructuras destinadas a elevar un fluido desde un nivel energético inicial a un nivel energético mayor. Su uso es muy extendido en los varios campos de la ingeniería, así, se utilizan en:

  • Redes de abastecimiento de agua potable, donde su uso es casi obligatorio, salvo en situaciones de centros poblados próximos de cadenas montañosas, con manantiales situados a una cota mayor;
  • Red de saneamiento, cuando los centros poblados se sitúan en zonas muy planas, para evitar que las alcantarillas estén a profundidades mayores a los 4 - 5 m;
  • Sistema de riego, en este caso son imprescindibles si el riego es con agua de pozos no artesianos;
  • Sistema de drenaje, cuando el terreno a drenar tiene una cota inferior al recipiente de las aguas drenadas;
  • En muchas plantas de tratamiento tanto de agua potable como de aguas servidas, cuando no puede disponerse de desniveles suficientes en el terreno;
  • Un gran número de plantas industriales.

Generalmente las estaciones de bombeo constan de las siguientes partes:

Estaciones de bombeo de agua[editar]

Las estaciones de bombeo de agua se diferencian de las estaciones de bombeo de aguas residuales en que no es necesario dimensionarlas para tener en cuenta los caudales máximos elevados. Las estaciones de bombeo de agua pueden caer en cualquiera de las siguientes cinco categorías generales: [1]

  • Bomba de fuente (como un pozo) que se descarga en un tanque elevado
  • Bombeo de agua cruda de un río o lago
  • Bombeo de refuerzo en línea a un tanque elevado
  • Bombeo de alto servicio de agua tratada a alta presión
  • Amplificador de sistema distribuido sin tanque de almacenamiento en el sistema de tuberías

Las estaciones de bombeo de agua se construyen en áreas en las que la demanda o la demanda proyectada está razonablemente definida y depende de una combinación de las necesidades del cliente y los requisitos de flujo de incendios. El consumo medio anual de agua per cápita, las horas pico y el máximo diario pueden variar mucho debido a factores como el clima, los niveles de ingresos, la población y las proporciones de usuarios residenciales, comerciales e industriales.[1]

Estaciones de bombeo de aguas residuales[editar]

La ahora inundada estación C de Abbey Mills en Londres. Las plataformas de hormigón solían albergar grandes conjuntos de motor / bomba que llevaban las aguas residuales de un drenaje principal profundo a varios desagües de desagüe, alejándolas del centro de la ciudad.

Las estaciones de bombeo en los sistemas de recolección de aguas residuales normalmente están diseñadas para manejar aguas residuales sin tratar que se alimentan de tuberías subterráneas por gravedad (tuberías que están inclinadas para que un líquido pueda fluir en una dirección bajo la gravedad). Las aguas residuales se introducen y almacenan en un pozo, comúnmente conocido como pozo húmedo. El pozo está equipado con instrumentación eléctrica para detectar el nivel de aguas residuales presentes. Cuando el nivel de las aguas residuales se eleva a un punto predeterminado, se pondrá en marcha una bomba para elevar las aguas residuales hacia arriba a través de un sistema de tuberías presurizadas llamado tubería de fuerza de alcantarillado si las aguas residuales se transportan a una distancia significativa. La estación de bombeo puede ser llamada una estación de bombeo si la bomba sólo desemboca en una boca de alcantarilla de gravedad cerca. [3]A partir de aquí, el ciclo comienza de nuevo hasta que las aguas residuales llegan a su punto de destino, generalmente una planta de tratamiento. Con este método, las estaciones de bombeo se utilizan para trasladar los desechos a elevaciones más altas. En el caso de altos flujos de aguas residuales hacia el pozo (por ejemplo, durante períodos de flujo máximo y clima húmedo) se utilizarán bombas adicionales. Si esto es insuficiente, o en el caso de falla de la estación de bombeo, puede ocurrir un atasco en el sistema de alcantarillado, lo que lleva a un desbordamiento del alcantarillado sanitario, es decir, la descarga de aguas residuales sin tratar al medio ambiente.

Las estaciones de bombeo de aguas residuales se diseñan típicamente de modo que una bomba o un conjunto de bombas manejen las condiciones normales de flujo máximo. La redundancia está integrada en el sistema para que, en caso de que una bomba esté fuera de servicio, la bomba o bombas restantes manejarán el flujo diseñado. El volumen de almacenamiento del pozo húmedo entre las configuraciones de "bomba encendida" y "bomba apagada" está diseñado para minimizar los arranques y paradas de la bomba, pero no es un tiempo de retención tan largo como para permitir que las aguas residuales en el pozo húmedo se vuelvan sépticas.

Las bombas de aguas residuales son casi siempre bombas centrífugas de succión final con impulsores abiertos y están especialmente diseñadas con un gran paso abierto para evitar obstrucciones con escombros o enrollar escombros fibrosos en el impulsor. Un motor de inducción de CA de cuatro o seis polos normalmente impulsa la bomba. En lugar de proporcionar grandes conductos abiertos, algunas bombas, típicamente bombas de aguas residuales más pequeñas, también maceran los sólidos dentro de las aguas residuales descomponiéndolos en partes más pequeñas que pueden pasar más fácilmente a través del impulsor.

El interior de una estación de bombeo de aguas residuales es un lugar muy peligroso. Los gases venenosos, como el metano y el sulfuro de hidrógeno , pueden acumularse en el pozo húmedo; una persona mal equipada que entra en el pozo se ve afectada por los humos muy rápidamente. Cualquier entrada al pozo húmedo requiere el método correcto de entrada a espacios confinados para un entorno peligroso. Para minimizar la necesidad de entrada, la instalación normalmente está diseñada para permitir que las bombas y otros equipos se retiren del exterior del pozo húmedo.

Las estaciones tradicionales de bombeo de aguas residuales incorporan tanto un pozo húmedo como un "pozo seco". A menudo, estos son la misma estructura separados por una división interna. En esta configuración, las bombas se instalan por debajo del nivel del suelo en la base del pozo seco para que sus entradas estén por debajo del nivel del agua en el arranque de la bomba, cebando la bomba y también maximizando el NPSH disponible.. Aunque nominalmente están aislados de las aguas residuales en el pozo húmedo, los pozos secos son espacios subterráneos, confinados y requieren las precauciones adecuadas para ingresar. Además, cualquier falla o fuga de las bombas o tuberías puede descargar aguas residuales directamente en el pozo seco con una inundación completa que no es un hecho infrecuente. Como resultado, los motores eléctricos se montan normalmente por encima del rebosadero, el nivel superior del agua del pozo húmedo, generalmente por encima del nivel del suelo, y accionan las bombas de aguas residuales a través de un eje vertical extendido. Para proteger los motores sobre el suelo de la intemperie, normalmente se construyen pequeñas casas de bombas, que también incorporan la aparamenta eléctrica y la electrónica de control. Estas son las partes visibles de una estación de bombeo de aguas residuales tradicional, aunque por lo general son más pequeñas que los pozos subterráneos húmedos y secos.

Las estaciones de bombeo más modernas no requieren un pozo seco o una casa de bombas y generalmente consisten solo en un pozo húmedo. En esta configuración, las bombas sumergibles para aguas residuales con un motor eléctrico acoplado estrechamente se montan dentro del propio pozo húmedo, sumergidas dentro de las aguas residuales. Las bombas sumergibles se montan en dos rieles de guía verticales y se sellan en un "pie de pato" fijo permanentemente, que forma tanto un soporte como un codo vertical para la tubería de descarga. Para mantenimiento o reemplazo, las bombas sumergibles se levantan con una cadena desde el pie de pato y suben por los dos rieles de guía hasta el nivel de mantenimiento (normalmente el suelo). La reinstalación de las bombas simplemente invierte este proceso con la bomba que se vuelve a montar en los rieles de guía y se baja sobre el pie de pato donde el peso de la bomba lo vuelve a sellar. Como los motores están sellados y el clima no es una preocupación.

Debido a los problemas de salud y seguridad muy reducidos, y la menor huella y visibilidad, las estaciones de bombeo de aguas residuales con bomba sumergible han reemplazado casi por completo a las estaciones de bombeo de aguas residuales tradicionales. Además, un reacondicionamiento de una estación de bombeo tradicional generalmente implica convertirla en una estación de bombeo moderna instalando sumergibles en el pozo húmedo, demoliendo la casa de bombas y retirando el pozo seco, ya sea despojándolo o derribando la partición interna y fusionándola con el pozo mojado.

Véase también[editar]

Referencias[editar]

  1. a b Pumping Station Design. Jones, Garr M. (3rd edición). Burlington, MA: Butterworth-Heinemann. 2006. p. 18.2. ISBN 978-0-08-094106-6. OCLC 144609617.