Tipologías de sistemas

Transcripción

1 Tipologías de sistemas

2 Red de abastecimiento Traída (gravedad a presión, por gravedad y simple rodadura, o de forma mixta) o aducción. Depósito. Aparte de asegurar el caudal instantáneo contra incendios, se recomienda un volumen que permita el suministro necesario en 1 día de máximo consumo (núcleos urbanos) o bien 2 días en zonas más rurales. Red de Distribución. Conjunto de tuberías que se disponen en el entramado interior de una población. Están conectadas entre sí y de ellas se derivan las tomas para los usuarios (acometidas). Arteria: Tubería que enlaza dentro de un núcleo, un sector de la red con el conjunto. De ésta no saldrán tomas directas de usuarios. Polígono o sector de corte: Es el formado por el menor nº de válvulas de corte posible. Cualquier punto de la red de distribución debe poder quedar sin suministro mediante el cierre de un conjunto de válvulas de corte. Tipos de conducciones de una red de distribución

3 Planta de una red de distribución mallada

4 Para conseguir que las tuberías de la red tengan una presión adecuada pueden emplearse dos métodos: -El primero de ellos consiste en situar el depósito de almacenamiento (cabecera) en un lugar elevado, de tal forma que, descontando las pérdidas de carga, el agua llegue a los usuarios con la presión mínima de diseño; obviamente para plantear esta solución se ha de disponer de la posibilidad de situar el depósito en un lugar con cota suficiente (orografía del lugar). De cabecera De cola

5 -El segundo método consiste en impulsar el agua mediante bombas. Lo más habitual en una red de distribución de aguas es combinar ambos métodos. Es muy frecuente situar un depósito aguas abajo de la estación de tratamiento al que llegan las aguas por impulsión o gravedad y, a continuación, un tramo de circulación por gravedad hasta la red de distribución. -En el caso de que la cota del depósito de cabecera no sea suficiente puede recurrirse a la colocación adicional de un depósito en cola; ambos depósitos elevados permiten elevar la línea de energía y, por tanto, realizar el abastecimiento a la presión necesaria. De cola

6 mixto Diversas tipologías de redes de un piso

7 Red escalonada en dos pisos

8 Distribución y transporte de agua por pisos

9 Tipos de redes según el sistema de alimentación Horas punta Horas valle Alimentación desde depósito Inyección directa a red Los depósitos de cola se hacen necesarios para mantener las presiones en la red durante las horas de mayor consumo del día (horas punta). Durante las horas valle el sistema debe ser capaz de reponer los depósitos.

10 Inyección directa con depósito de compensación Los depósitos de compensación funcionan muy similar a los de cola. Se ubican entre el bombeo y la red. Además de aportar caudales en horas punta, puede regular el funcionamiento del bombeo ya que por la misma aducción entra o sale agua según la demanda lo exija. Cuando el suministro en cuestión es de pequeña entidad se puede optar por una solución más compacta presurizada (calderín) a fin de que los bombeos no funcionen de manera continuada (ahorros). Inyección directa con depósito de compensación a presión

11 Depósitos reguladores zonales Se hace necesario cuando desde una misma captación se abastece a zonas alejadas entre sí. La zona 3 está a una distancia considerable de la captación y su cota es superior al resto de zonas. Por ello para su alimentación se necesita una estación de bombeo intermedia. Se consigue así un ahorro energético importante respecto a la opción de bombear desde la estación de bombeo principal con una altura mayor. De esta forma la estación de rebombeo solo impulsa el caudal demandado por la zona 3. Inyección directa a depósitos reguladores zonales Sistemas de distribución sectorizados y escalonados La sectorización hace referencia al reparto de presiones. Se trata de limitar las presiones en cada una de las zonas pues debido a la diferencia de cotas, los puntos bajos del sistema tendrían presiones excesivas. Alimentación desde depósito con sectorización de red

12 Esta distribución está formada por varios pisos que dan lugar a redes independientes, aunque contempla la posibilidad de conexión de los subsistemas a través de conducciones. Cada sector cuenta con su propio depósito de regulación. Es el caso más frecuente en poblaciones que presentan diferencias de cota considerables. De esta manera se logra mantener en cada uno de los subsistemas unos niveles de presión adecuados. Diferentes configuraciones de la red de distribución Según sea la trama urbanística Distribución escalonada Red de distribución en anillo Red de distribución alargada

13 Depósitos Su capacidad viene determinada por: Tiempo estimado para reparar una eventual avería aguas arriba (conducción, bomba, etc.). El depósito es una reserva frente a imprevistos. Capacidad para regular el caudal asumiendo los excedentes en horas valle y aportando los déficits en punta, con lo que los bombeos pueden trabajar con un régimen constante y con tarifas más ventajosas y, en general, dar estabilidad a la red, tanto en presiones como en suministros. La existencia de otras fuentes alternativas de suministro (p.ej. manantiales, fuentes, etc.; se concentran en el depósito). La existencia de conducciones simples o dobles hacia el depósito La relación entre la punta horaria y el caudal medio horario Las especificaciones relativas al suministro a industrias, protección contra incendios y otras circunstancias particulares. Depósito de la red de abastecimiento de Lugo

14 Sección y compartimentación de un depósito de aguas

15 Esquema tipo de una cámara de llaves de un depósito

16 Planta de un depósito con compartimentos separados para aguas industriales y potables

17 Volumen de los depósitos La regulación de los depósitos suele considerarse de base diaria, pero se debe de tener en cuenta que no todos los días son iguales ya que hay factores estacionales (p.ej. factor de x 1,4 en verano ya que se consume más agua) y de actividad (de frecuencia semanal, en general), que deben ser considerados a la hora de dimensionar el volumen. Este factor afecta también directamente a la producción (ETAP) y al dimensionamiento de la red de distribución pues hay que asegurar el suministro en cualquier hora del día. En cambio, a la red en alta (captación -ETAP depósitos de cabecera), no tiene por qué afectarle pues esta parte del sistema está regulada precisamente con el volumen de los depósitos.

18 Volumen de los depósitos Otro factor de gran interés es el período de bombeo. Si bien es posible establecer una política de bombeo constante hacia el depósito a lo largo de las 24 horas del día, también hay otras estrategias, como el bombear durante las horas valle de tarifa eléctrica, cuya repercusión en el coste energético es notable. Esto influirá en el diseño del bombeo, optando por tener la suficiente capacidad de bombeo para bombear en por ejemplo 6-8 horas, o bien menor capacidad para hacerlo por ejemplo en horas.

19 Volumen de los depósitos A este volumen de depósito se le suele sumar un volumen de reserva frente a averías (p.ej. x 1,3 ), tanto mayor cuanto menor sea el grado de mallado de la red y en cualquier caso concordante con el tiempo necesario para la reparación o para el suministro alternativo (ayuntamientos más pequeños requieren de mayores tiempos de reparación y por tanto el coeficiente será mayor que en aquellos más grandes, con una red más mallada y más depósitos interconectados que pueden resolver el problema más fácilmente). Lo habitual es un volumen que permita el suministro necesario en 1 día de máximo consumo (núcleos urbanos), o bien 2 días en zonas más rurales.

20 Volumen de los depósitos En definitiva (susceptible de ser variado en función del tamaño del núcleo abastecido): ETAP: producción media anual x 1,4 (meses de verano). Depósitos: volumen demanda media diaria x 1,4 x 1,3 (en el coeficiente 1,3 anterior, puede estar incluido la reserva para incendios o no. Esto depende del proyectista y de las singularidades de la zona. En cualquier caso siempre se ha de tener en cuenta). Para el cálculo de los volúmenes de los depósitos, y de las eventuales torres, lo más razonable es realizar una modelización con cualquier herramienta actual (p.ej. Epanet) que permita observar su funcionamiento con unas dimensiones iniciales y corregir en los casos en que se observe que el funcionamiento no es el adecuado.