Acueductos a presin

Presentacin basada en el texto de Prez L, Guitelman A, Prez S Universidad de Buenos Aires Agosto 2005.

DefinicinUn acueducto es toda aquella obra destinada al transporte de agua entre dos o ms puntos.

Esta obra incluye tanto al medio fsico a travs del cual el fluido ser transportado (tuberas, canales) como a todas las obras adicionales necesarias para lograr un funcionamiento adecuado de la instalacin (estaciones de bombeo, vlvulas de todo tipo, compuertas, reservas, transmisin de energa, etc.)

Clasificacin de los acueductosA presin (tuberas) Para caudales menores a los 4 m3/s.

A superficie libre (canales) Caudales muy grandes.

Componentes de un acueducto a presin

1. Tomas (ejemplos)

2. TuberasDeben conducir el agua entre la toma y la reserva final.Se deben disear teniendo en cuenta los caudales a transportar, la topografa de la traza elegida y las cargas (internas y externas) que debern soportar:Presin de trabajo.Sobrepresin por transitorios.Cargas por relleno de la zanja y por el trnsito (enterradas)Peso propio y del fluido (suspendidas).

2. TuberasMateriales ms frecuentes:

Policloruro de Vinilo (PVC)Hormigones armados y pretensados o postensados, con alma de acero o sin ella.Aceros.Hierro fundido y hierro dctil. Poliester de Alta Densidad (PEAD) o politubo.PRFV

Tnel Misicuni2. Tuberas

Tnel Misicuni2. Tuberas

Caractersticas de las tuberas para conductos a presin (Reglamento tcnico de diseo para sistemas de agua potable DINASBA- Captulo 7:Tuberas de aduccin - 1996)2. Tuberas

MaterialDimetro (mm)Ventajas DesventajasHierro fundido100 a 600 o ms a pedidoBuena resistencia a carga exterior.Muy buena resistencia a la corrosin.Peso elevado.Frgil.Poca elasticidad, no admite presiones elevadas (max. 100 mca).Costo elevado.Hierro dctil100 a 600 o ms a pedidoMuy buena resistencia a la corrosin.Buena resistencia a carga exterior.Ms liviana que el HF.Poca elasticidad (pero mayor que el HF).Frgil (menos que el HF)Costo elevado.Plstico (PVC y PEAD)12,5 a 150Excelente resistencia a la corrosin.Liviana y de fcil manipuleo.Costo hasta 100 mm favorable.No sujeta a electrlisis.Mnima prdida de carga por friccin.Solo puede funcionar hasta temperatura de 50C mximo.Baja resistencia a flexin.Puede perforarse fcilmente.Antieconmico para dimetros mayores a 150 mm.Asbesto (COMPROBADA SU INCIDENCIA EN EL CNCER DE LAS POBLACIONES QUE CONSUMEN AGUA DE ESTAS REDES)Hormign (tubo con cilindro de acero y refuerzo pretensado)250 a 1500Buena resistencia a la corrosin.Buena resistencia a cargas externas.til para grandes caudalesSe deteriora en suelos notablemente alcalinos.Peso excesivo, requiere de gras para su colocacin.Difcil de preparar.AceroDesde 50 a pedidoLiviana.Alta resistencia a la traccin.Adaptable a zonas donde puede haber asentamientos.Soporta grandes presiones.Resistencia a la corrosin pobre.Costo elevado.Est sujeta a electrlisis.Corrosin externa en suelos cidos o alcalinos.En dimetros grandes su resistencia exterior es baja.Es necesario instalar vlvulas de aire para evitar el aplastamiento de la tubera.Est sujeta a la tuberculizacin cuando no est revestida.

3. Estaciones de bombeoSon las encargadas de proveer al caudal, la energa necesaria para:poder sortear los obstculos dados por la topografa,y para compensar las prdidas de carga (por friccin y por singularidad)

El estudio detallado del nmero y localizacin de estas estaciones de bombeo posibilitar la optimizacin del sistema y, sobretodo, de la seleccin y dimensionamiento de las tuberas.

3. Estaciones de bombeoLas estaciones de bombeo estn integradas por un conjunto de equipos e instalaciones electromecnicas montadas en una obra civil.

Entre los equipos electromecnicos estn:

Bombas.Motores.Instalaciones de la fuente de energa.Instalaciones auxiliares de comandos, control y seguridad.

3. Estaciones de bombeoColocacin de vlvulas:

Seccionadoras (aguas arriba y debajo de cada bomba).De retencin a la salida (entre la bomba y la vlvula seccionadora de aguas abajo).

3. Estaciones de bombeoDiseo de la obra civil:

Dimensionamiento hidrulico.

Diseo arquitectnico y estructural.

3. Estaciones de bombeoUbicacin de la bomba dentro de las estaciones:

Cmara seca.

Cmara hmeda.

3. Estaciones de bombeoUbicacin de la bomba dentro de las estaciones:

Cmara seca.

Cmara hmeda.

3. Estaciones de bombeoCmara seca

En general implica mayor inversin y se debe tener especial cuidado con la ubicacin de las bombas debido a la posibilidad de cavitacin.

3. Estaciones de bombeoCmara hmeda

3. Estaciones de bombeoBombas

Dependiendo de los requerimientos del sistema las bombas pueden ser ms de una, dispuestas en serie o paralelo.En acueductos a presin se usan bombas centrfugas (elemento rotatorio que imparte la energa al agua).En principio se pueden diferenciar tres tipos de bombas centrfugas:AxialesHorizontalesMixtas

4. Cmara para vlvula de aireLa funcin de la vlvula de aire es la de controlar el aire en el interior de las conducciones, posibilitando ingresos y egresos, de acuerdo a las necesidades y tratando de evitar, o al menos minimizar, la posibilidad de que quede atrapado en algn sector alto de la misma.

4. Cmara para vlvula de aireDeben disponerse en todos los puntos altos o picos de la conduccin y espaciadas en no ms de 1000 m entre s.

4. Cmara para vlvula de desageEstas cmaras se disponen en los puntos bajos (distanciadas unas de otras en no ms de 3000 m) con el fin de permitir el desagote de la tubera en cada sector.

4. Cmara para vlvula de desage

4. Vlvulas seccionadorasLas vlvulas seccionadoras son las encargadas de posibilitar la divisin de un acueducto en tramos independientes.De esta manera, en caso de hacerse necesaria la reparacin de algn sector de tubera o de algn otro accesorio, no hace falta el vaciado del acueducto, solo se aisla el tramo en problemas, cerrando las vlvulas seccionadoras al comienzo y final del mismo.

4. Vlvulas seccionadorasAdems todos los componentes mecnicos de la obra (bombas, vlvulas, etc.) deben colocarse entre dos de estas vlvulas con el mismo fin (permitir el reemplazo de los mismos sin sacar de funcionamiento el tramo entero).

5. Vlvulas de control de alta tecnologaSe encargan de controlar la presin o el caudal, en el lugar donde estn emplazadas, en valores especificados por el operador del sistema.

5. Vlvulas de control de alta tecnologa

5. Vlvulas de control de alta tecnologaPor lo general, existen cuatro tipos de vlvulas de control:

Reductoras de presin.Sostenedoras de presin.Cada de presin constante.Controladoras de caudal

5. Vlvulas de control de alta tecnologaReductoras de presin.

Estas vlvulas mantienen una presin de control (especificada por el operador) constante aguas abajo del lugar de su emplazamiento, siempre y cuando sta sea menor que el valor de la presin aguas arriba.

5. Vlvulas de control de alta tecnologaEstacin reductora de presin

5. Vlvulas de control de alta tecnologaSostenedoras de presin.

La presin de control se mantiene aguas arriba del lugar de emplazamiento de la vlvula. Si la presin aguas abajo de la misma es superior a la de control, la habilidad de mantener esta presin se pierde.

Cada de presin constante.

Mantienen una cada de presin constante en el lugar del emplazamiento.

5. Vlvulas de control de alta tecnologaControladoras de caudal.

Mantienen el caudal fijo en el valor de control especificado por el operador del sistema.

6. Cmaras compensadorasSu funcin primordial consiste en brindar un nivel de energa esttica adecuado (en caso de detencin del sistema).

Si est correctamente dimensionado, ayuda en acortar las ondas de sobrepresin durante un transitorio.

7. Depsitos de descargaEs un dispositivo antiariete (proveen agua al acueducto durante las ondas de depresin).

Es un tanque conectado al acueducto, pero esta vez no en forma permanente. La conexin posee una vlvula de retencin que solo permite el flujo desde el depsito en direccin a la tubera principal. No existe el ingreso de agua proveniente del acueducto al tanque.

8. CisternasReservas de agua. A los fines prcticos reservorio infinito (nivel de agua cte).

Para imponer condiciones de borde al sistema y para almacenar gran cantidad de agua.

Gracias