PROYECTO REGIONAL DE AGUA POTABLE PESILLO ... de...Caudal de diseño: 700 m3/s. La línea de...

ENERO - 2014

INFORME CUARTA ETAPA

ANEXO MANUAL DE

OPERACIÓN Y

MANTENIMIENTO

PROYECTO REGIONAL DE AGUA

POTABLE PESILLO - IMBABURA

PROYECTO REGIONAL DE AGUA POTABLE

PESILLO - IMBABURA

CUARTA

ETAPA

ii

Patricio Vargas Consultores Asociados Cía.Ltda. Dirección: Río Tiputini 18ª – Quito Telf: 099344053(móvil) 099344114(claro) (02) 2864595

Email: [email protected]


PESILLO IMBABURA

MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO


PESILLO - IMBABURA

CUARTA

ETAPA

i

Patricio Vargas Consultores Asociados Cía.Ltda. Dirección: Río Tiputini 18ª – Quito Telf: 099344053(móvil) 099344114(claro) (02) 2864595 Email: [email protected]

MMAANNUUAALL DDEE OOPPEERRAACCIIÓÓNN YY MMAANNTTEENNIIMMIIEENNTTOO

ÍNDICE

Página

2. LINEA DE CONDUCCION .......................................................................................................... 1

2.1 CONDUCCION PRINCIPAL ...................................................................................... 1

3. OPERACIÓN DE LAS LINEAS DE CONDUCCION .............................................................. 10

3.1 PROGRAMA DE LIMPIEZA INTERIOR DE LA LINEA DE

CONDUCCION.......................................................................................................... 10

4. PROGRAMA DE MANTENIMIENTO DE COMPONENTES MECANICOS ..................... 12

5. CARACTERIZACIÓN DEL SISTEMA DE SUPERVISIÓN, CONTROL Y

ADQUISICIÓN DE DATOS (SCADA) ...................................................................................... 13

5.2 CONDUCCIÓN.......................................................................................................... 14

6. MANUAL DE OPERACIÓN SISTEMA ELECTRICO Y DE CONTROL ............................ 15

6.1 DESCRIPCIÓN GENERAL ...................................................................................... 15

7. SISTEMA DE SUPERVISIÓN, CONTROL Y ADQUISICIÓN DE DATOS

(SCADA) ........................................................................................................................................ 16

7.1 DESCRIPCIÓN GENERAL ...................................................................................... 16

7.2 OPERACIÓN BÁSICAS............................................................................................ 17


PESILLO - IMBABURA

CUARTA

ETAPA

1


MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO

El Manual de Operación y Mantenimiento para que sea aplicable a este proyecto es conveniente

que se obtenga como consecuencia de su ejecución, luego de la cual se conocerán las

características técnicas de los equipos instalados tanto de la parte mecánica como de control y

las recomendaciones de los respectivos proveedores para la realización de estas labores y su

periodicidad.

En el proceso de diseño lo que se puede es recomendar algunas acciones de operación y

mantenimiento que son obvias y que no serán diferentes luego del proceso de construcción.

1. LÍNEA DE CONDUCCIÓN

A la salida de cada una de las líneas de conducción se instalará un medidor ultrasónico para

registrar el caudal que ingresa a cada una de las líneas de conducción.

1.1 CONDUCCION PRINCIPAL

Caudal de diseño: 700 m3/s.

La línea de conducción principal tendrá una longitud de 153 Km, partirá del tanque de reserva

ubicado en la planta de tratamiento y terminará en los tanques de reserva ubicados alrededor de

la red de distribución, y que de conformidad con los diseños será una tubería de acero y PVC

de:

TUBERÍA PVC

DIÁMETRO PRESIÓN DE LONGITUD

NOMINAL TRABAJO (m)

(mm) (MPa)

50 1.25 452.12

50 1.00 27.00

63 1.25 763.57

63 1.00 2004.72

75 1.25 71.41

75 1.00 7948.62

90 1.60 231.43

90 1.25 200.89

90 1.00 520.12

110 1.15 151.60


PESILLO - IMBABURA

CUARTA

ETAPA

2


110 1.00 1815.32

160 1.60 2414.82

160 1.25 1453.64

160 1.00 7891.76

200 1.60 4841.67

200 1.25 1557.16

200 1.00 6852.34

250 1.60 2061.30

250 1.25 2563.98

250.00 1.00 13493.49

TUBERÍA ACERO

DIÁMETRO ESPESOR LONGITUD

NOMINAL (mm) (m)

(")

2 3.91 1140.14

2 1/2 5.16 5130.39

3 3.18 102.64

4 3.58 1650.37

8 6.35 205.41

10 4.8 3472.08

12 5.2 13026.71

14 5.33 22353.58

16 5.6 3766.61

18 6.4 6245.34

20 6.4 9184.55

24 6.4 10603.95

26 6.4 9275.84

36 6.4 9087.43

Con uniones soldadas, que en la mayoría de la longitud de la conducción superior, comprendida

entre la captación, a la planta de tratamiento y la conducción en la red, se instalará 20 pasos

elevados y 11 pasos subfluviales, para realizar los cruces de quebradas y otros drenajes

naturales.

Cuando las depresiones tiene luces menores a 20m y profundidades inferiores a 5m el

cruce de las líneas de conducción atraviesan la depresión sobre el relleno de la


PESILLO - IMBABURA

CUARTA

ETAPA

3


alcantarilla del camino de acceso o plataforma de la conducción; en el caso del presente

estudio las conducciones atraviesan caminos de 3er y 4to orden que cuentan con

alcantarillas existentes.

Si las depresiones tienen luces mayores a 20m e inferiores a 100m y su perfil es bastante

profundo se han diseñado pasos elevados colgantes, este tipo de depresión se conoce

como perfil en “U”.

Para depresiones de luces mayores a 100m independiente de la profundidad se han

diseñado sifones que en “U” parte inferior cruzan el cauce del río por lo que se les ha

denominado como pasos subfluviales.

En la conducción principal se instalarán las siguientes válvulas de aire, las válvulas de purga y

rompe-vacío se deben colocar en todos los puntos altos de la tubería o en dónde la tubería

cambia de pendiente.

Se debe colocar trampas de aire (aumentos de diámetro para atrapar el aire) y válvulas de

expulsión por lo menos cada 500 a 700 metros.

Se deben igualmente colocar en la parte superior de los múltiples de alimentación a filtros y en

la parte superior de los tanques a presión.

En los puntos altos de la conducción se instalarán válvulas de degaüe, en la conducción se

instalarán válvulas rompe presiones, para dejar entrar aire para que la tubería no colapse cuando

se según el siguiente detalle:

VALVULAS DE AIRE

VALVULAS DE DESAGÜE

CODIGO DIAMETRO

CODIGO DIAMETRO

VAV-T1-01 4"

VD-T1-01 8"

VAV-T1-02 2"

VD-T1-02 8"

VAV-T1-03 3"

VD-T1-03 8"

VAV-T1-04 3"

VD-T1-04 8"

VAV-T1-05 3"

VD-T1-05 8"

VAV-T1-06 2"

VD-T1-06 8"

VAV-T1-07 3"

VD-T1-07 6"

VAV-T1-08 2"

VD-T1-08 6"

VAV-T1-09 3"

VD-T1-09 6"

VAV-T1-10 2"

VD-T1-10 4"

VAV-T1-11 2"

VD-T1-11 8"

VAV-T1-12 3"

VD-T1-12 8"


PESILLO - IMBABURA

CUARTA

ETAPA

4


VAV-T1-13 3"

VD-T1-13 8"

VAV-T1-14 2"

VD-T1-14 4"

VAV-T1-15 2"

VD-T1-15 4"

VAV-T1-16 2"

VD-T1-16 8"

VAV-T2-01 2"

VD-T1-17 6"

VAV-T2-02 2"

VD-T1-18 8"

VAV-T2-03 2"

VD-T1-19 8"

VAV-T2-04 2"

VD-T1-20 4"

VAV-T2-05 2"

VD-T1-21 4"

VAV-T2-06 1"

VD-T2-01 8"

VAV-T2-07 1"

VD-T2-02 3"

VAV-T2-08 1"

VD-T2-03 3"

VAV-T2-09 1"

VD-T2-04 6"

VAV-T2-10 1"

VD-T2-05 4"

VAV-T2-11 1"

VD-T2-06 4"

VAV-T2-12 1"

VD-T2-07 4"

VAV-T2-13 1"

VD-T2-08 2.5"

VAV-T2-14 1"

VD-T2-09 2.5"

VAV-T2-15 1"

VD-T2-10 1.5"

VAV-T2-16 1"

VD-T2-11 2"

VAV-T2-17 1"

VD-T2-12 2"

VAV-T2-18 1"

VD-T2-13 8"

VAV-T2-19 1"

VD-T2-14 1.5"

VAV-T2-20 1"

VD-T2-15 2"

VAV-T2-21 1"

VD-T2-16 2"

VAV-T2-22 1"

VD-T2-17 1.5"

VAV-T2-23 1"

VD-T2-18 1.5"

VAV-T2-24 1"

VD-T2-19 2"

VAV-T2-25 1"

VD-T2-20 3"

VAV-T2-26 2"

VD-T2-21 1.5"

VAV-T2-27 2"

VD-T2-22 2"

VAV-T2-28 2"

VD-T2-23 2"

VAV-T2-29 2"

VD-T2-24 2.5"

VAV-T2-30 2"

VD-T2-25 2.5"

VAV-T2-31 2"

VD-T2-26 3"

VAV-T2-32 2"

VD-T2-27 3"

VAV-T2-33 2"

VD-T2-28 4"

VAV-T3-01 3"

VD-T2-29 4"

VAV-T3-02 3"

VD-T2-30 4"


PESILLO - IMBABURA

CUARTA

ETAPA

5


VAV-T3-03 3"

VD-T2-31 4"

VAV-T3-04 3"

VD-T2-32 4"

VAV-T3-05 3"

VD-T2-33 4"

VAV-T3-06 3"

VD-T2-34 4"

VAV-T3-07 3"

VD-T2-35 6"

VAV-T3-08 3"

VD-T2-36 4"

VAV-T3-09 3"

VD-T2-37 4"

VAV-T3-10 2"

VD-T3-01 6"

VAV-T3-11 2"

VD-T3-02 8"

VAV-T3-12 2"

VD-T3-03 8"

VAV-T3-13 2"

VD-T3-04 8"

VAV-T3-14 2"

VD-T3-05 8"

VAV-T3-15 2"

VD-T3-06 8"

VAV-T3-16 2"

VD-T3-07 8"

VAV-T3-17 2"

VD-T3-08 8"

VAV-T3-18 2"

VD-T3-09 6"

VAV-T3-19 2"

VD-T3-10 8"

VAV-T3-20 2"

VD-T3-11 6"

VAV-T3-21 2"

VD-T3-12 6"

VAV-T3-22 3"

VD-T3-13 6"

VAV-T3-23 2"

VD-T3-14 4"

VAV-T3-24 2"

VD-T3-15 8"

VAV-T3-25 2"

VD-T3-16 6"

VAV-T3-26 2"

VD-T3-17 4"

VAV-T3-27 2"

VD-T3-18 6"

VAV-T3-28 2"

VD-T3-19 6"

VAV-T3-29 2"

VD-T3-20 6"

VAV-T3-30 2"

VD-T3-21 4"

VAV-T3-31 2"

VD-T3-22 4"

VAV-T3-32 2"

VD-T3-23 3"

VAV-T3-33 2"

VD-T3-24 4"

VAV-T3-34 2"

VD-T3-25 4"

VAV-T3-35 2"

VD-T3-26 4"

VAV-T3-36 2"

VD-T3-27 3"

VAV-T3-37 2"

VD-T3-28 6"

VAV-T3-38 2"

VD-T3-29 3"

VAV-T3-39 2"

VD-T3-30 6"

VAV-T3-40 2"

VD-T3-31 3"

VAV-T3-41 2"

VD-T3-32 3"


PESILLO - IMBABURA

CUARTA

ETAPA

6


VAV-T4-01 1"

VD-T3-33 6"

VAV-T5-01 1"

VD-T3-34 6"

VAV-T6-01 1"

VD-T3-35 3"

VAV-T7-01 1"

VD-T3-36 4"

VAV-T7-02 1"

VD-T3-37 4"

VAV-T7-03 1"

VD-T3-38 4"

VAV-T7-04 1"

VD-T3-39 4"

VAV-T8-01 1"

VD-T3-40 4"

VAV-T8-02 1"

VD-T3-41 6"

VAV-T9-01 1"

VD-T3-42 2.5"

VAV-T10-01 1"

VD-T3-43 4"

VAV-T11-01 1"

VD-T4-01 1.5"

VAV-T12-01 1"

VD-T5-01 1.5"

VAV-T13-01 1"

VD-T7-01 1.5"

VAV-T13-02 1"

VD-T7-02 1.5"

VAV-T13-03 1"

VD-T7-03 1.5"

VAV-T14-01 1"

VD-T8-01 2"

VAV-T15-01 1"

VD-T13-01 1.5"

VAV-T16-01 1"

VD-T13-02 1"

VAV-T17-01 1"

VD-T13-03 1"

VAV-T17-02 1"

VD-T17-01 1.5"

VAV-T18-01 1"

VD-T19-01 1"

VAV-T19-01 1"

VD-T20-01 2"

VAV-T20-01 1"

VD-T21-01 4"

VAV-T20-02 1"

VD-T21-02 6"

VAV-T21-01 2"

VD-T21-03 4"

VAV-T21-02 2"

VD-T22-01 1.5"

VAV-T21-03 2"

VD-T24-01 4"

VAV-T21-04 2"

VD-T24-02 3"

VAV-T21-01 1"

VD-T24-03 4"

VAV-T23-01 1"

VD-T24-04 4"

VAV-T24-01 2"

VD-T24-05 3"

VAV-T24-02 2"

VD-T24-06 4"

VAV-T24-03 2"

VD-T24-07 3"

VAV-T24-04 2"

VD-T24-08 6"

VAV-T24-05 2"

VD-T24-09 4"

VAV-T24-06 2"

VD-T24-10 6"

VAV-T24-07 2"

VD-T24-11 3"

VAV-T24-08 2"

VD-T24-12 4"


PESILLO - IMBABURA

CUARTA

ETAPA

7


VAV-T24-09 2"

VD-T24-13 2.5"

VAV-T24-10 2"

VD-T24-14 2.5"

VAV-T24-11 2"

VD-T25-01 2"

VAV-T24-12 1"

VD-T26-01 1.5"

VAV-T24-13 1"

VD-T26-02 1.5"

VAV-T24-14 1"

VD-T28-01 3"

VAV-T25-01 1"

VD-T29-01 1.5"

VAV-T26-01 1"

VD-T29-02 1.5"

VAV-T26-02 1"

VAV-T26-03 1"

VAV-T27-01 1"

VAV-T28-01 1"

VAV-T28-02 1"

VAV-T29-01 1"

VAV-T29-02 1"

DETERMINACIÓN DE VÁLVULA DE PURGA DE AIRE Y ROMPE VACIADO

TRAMO: T-2 (Codigo de tramo)

VALVULA: VD-T2-01 (Codigo de válvula de desagüe)

V = 0.76 m/s (Velocidad en el tramo)

DTUBERIA = 609.60 mm (Diametro de la tubería)

eTUBERIA = 6.35 mm (Espesor de la tubería)

DINTERNO = 596.90 mm (Diámetro interno de la tubería)

LTUBERIA = 4001.50 m (Longitud del sifón)

HSIFON = 137.60 m (Altura del sifón)

C = 1.20 mm (Coeficiente de mayoración)

VVACIADO = 0.91 m/s (Velocidad de vaciado Vv=CxV)

QVACIADO = 0.26 m3/s (Caudal de vaciado)

DDESAGÜE = 102.09 m (Diámetro del desagüe)

DDESAGÜE = 4.0 pulg (Diámetro del desagüe)

tVACIADO = 8775.22 s (Tiempo de vaciado del sifón)

tVACIADO = 146.25 min (Tiempo de vaciado del sifón)

DETERMINACIÓN DE VÁLVULA DE PURGA DE AIRE Y ROMPE VACIO

TRAMO: T-2 (Codigo de tramo)

VALVULA: VAV-T2-01 (Codigo de válvula de desagüe)

QAGUA = 0.26 m3/s (Caudal de flujo de agua)


PESILLO - IMBABURA

CUARTA

ETAPA

8


Se han previsto anclajes principalmente en los sifones de los pasos subfluviales, en las

variaciones de dirección iguales o mayores a 45o y en los sifones.

ANCLAJES EN LA RED DE DISTRIBUCIÓN

TRAMOS

TIPOS

ANGULO (grados)

TIPO DE ANCLAJE

DIMENSIONES

CANTIDAD

SUMA

VOLUMEN (m3)

a (m)

b(m)

h(m)

T1

A 0-0

1

2.5 3.3 3.3 4

15

108.9

B 0-45 2.5 3.3 3.3 9 245.0

C 0-90 2.5 3.3 3.3 2 54.5

A 0-0

2

2.2 2.5 2.5 2

14

27.5

B 0-45 2.2 2.5 2.5 11 151.3

C 0-90 2.2 2.5 2.5 1 13.8

A 0-0

3

2.2 2.3 2.3 0

10

0.0

B 0-45 2.2 2.3 2.3 8 93.1

C 0-90 2.2 2.3 2.3 2 23.3

T2

A 0-0

4

2 2 2 2

23

16.0

B 0-45 2 2 2 16 128.0

C 0-90 2 2 2 5 40.0

A 0-0

5

0.9 1 1 1

8

0.9

B 0-45 0.9 1 1 7 6.3

C 0-90 0.9 1 1 0 0.0

A 0-0

6

0.8 1 1 1

4

0.8

B 0-45 0.8 1 1 2 1.6

C 0-90 0.8 1 1 1 0.8

A 0-0

7

0.5 0.6 0.6 2

3

0.4

B 0-45 0.5 0.6 0.6 1 0.2

C 0-90 0.5 0.6 0.6 0 0.0

A 0-0 6 0.8 1 1 2 5 1.6

QAGUA = 541 pie3/min (Caudal de flujo de agua)

QAIRE = 541 pie3/min (Caudal de flujo de aire)

DTUBERIA = 609.60 mm (Diametro de la tubería)

eTUBERIA = 6.35 mm (Espesor de la tubería)

PCOLAPSO = 18.37 psi (Presión de colapso)

PDISEÑO = 5.00 psi (Presión de colapso)

DVALVULA = 2 pulg (Diámetro de la válvula selecionada)


PESILLO - IMBABURA

CUARTA

ETAPA

9


B 0-45 0.8 1 1 3 2.4

C 0-90 0.8 1 1 0 0.0

A 0-0

8

0.8 1.4 1.4 4

7

6.3

B 0-45 0.8 1.4 1.4 1 1.6

C 0-90 0.8 1.4 1.4 2 3.1

A 0-0

9

1.2 2 2 3

6

14.4

B 0-45 1.2 2 2 3 14.4

C 0-90 1.2 2 2 0 0.0

A 0-0

10

1.5 2 2 0

1

0.0

B 0-45 1.5 2 2 0 0.0

C 0-90 1.5 2 2 1 6.0

T3

A 0-0

11

2.4 2.45

2.45 1

5

14.4

B 0-45 2.4

2.45

2.45 3 43.2

C 0-90 2.4

2.45

2.45 1 14.4

A 0-0

12

2 2.4 2.4 4

22

46.1

B 0-45 2 2.4 2.4 18 207.4

C 0-90 2 2.4 2.4 0 0.0

A 0-0

13

2 3.7 3.7 1

1

27.4

B 0-45 2 3.7 3.7 0 0.0

C 0-90 2 3.7 3.7 0 0.0

A 0-0

14

0.75 1.3 1.3 2

61

2.5

B 0-45 0.75 1.3 1.3 42 53.2

C 0-90 0.75 1.3 1.3 17 21.5

A 0-0

15

0.6 1.3 1.3 1

20

1.0

B 0-45 0.6 1.3 1.3 11 11.2

C 0-90 0.6 1.3 1.3 8 8.1

T4

A 0-45

16

0.3 0.75

0.75 1

2

0.2

B 0-90 0.3

0.75

0.75 1 0.2

T7

A 0-0

17

1 1 1 1

17

1.0

B 0-45 1 1 1 11 11.0

C 0-90 1 1 1 5 5.0

T13 A 0-0

17

1 1 1 1

3

1.0

B 0-45 1 1 1 2 2.0

T17 B 0-45

18

0.6 0.7 0.7 10

11

2.9

C 0-90 0.6 0.7 0.7 1 0.3


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CUARTA

ETAPA

10


T21

B 0-45 19 1 1.8 1.8 1 1 3.2

A 0-0

20

1 1.3 1.3 1

20

1.7

B 0-45 1 1.3 1.3 15 25.4

C 0-90 1 1.3 1.3 4 6.8

T24

A 0-0

20

1 1.3 1.3 2

3

3.4

B 0-45 1 1.3 1.3 1 1.7

C 0-90 1 1.3 1.3 0 0.0

A 0-0

21

0.7 0.84

0.84 1

11

0.5

B 0-45 0.7

0.84

0.84 10 4.9

C 0-90 0.7

0.84

0.84 0 0.0

T26 B 0-45 22 0.5 0.8 0.8 12 12 3.8

T28 B 0-45 23 0.8 1.2 1.2 1 1 1.2

SUMATORIA TOTAL DE ANCLAJES = 286 0

VOLUMEN TOTAL EN HORMIGÓN CICLOPEO (m3)= 1488.5

2. OPERACIÓN DE LAS LÍNEAS DE CONDUCCION

La velocidad de llenado de las líneas de conducción se recomienda que no sea superior a 1 m/s,

para garantizar la expulsión progresiva del aire contenido en las tuberías, a través de las

respectivas válvulas de aire, evitando la formación de grandes bolsa de aire en el proceso de

llenado de las tuberías. Es recomendable inspeccionar la línea de conducción para detectar

válvulas de drenaje abiertas y si el caso, proceder a cerrarlas.

El inicio del funcionamiento de la conducción se iniciará únicamente cuando las tuberías estén

completamente llenas.

Cuando sea requerido el vaciado total de las líneas de conducción, se realizará suspendiendo el

ingreso de agua a las tuberías, y se deberán operar las respectivas válvulas de desagüe instaladas

a lo largo de la conducción, iniciando con la ubicada en la cota más alta que vaciará la depresión

correspondiente y así sucesivamente hasta vaciar la depresión más baja.

Las válvulas de drenaje no se utilizarán durante la operación normal de la línea de conducción,

es decir con el caudal total, el vaciado únicamente se realizará bajo el programa de

mantenimiento establecido y con la conducción parada.

2.1 PROGRAMA DE LIMPIEZA INTERIOR DE LA LINEA DE CONDUCCION


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11


Para la limpieza mecánica del interior de las tuberías de líneas de conducción es recomendable

para no interrumpir el abastecimiento, el uso de dispositivos tipo “bala” (pigs) o (chanchitos),

que son dispositivos fabricados de poliuretano. Los desechos producto del retiro de estas

adherencias serán arrastrados por el agua en el frente de la “bala” y pueden ingresar a la planta

de tratamiento sin alterar el proceso de potabilización.

La línea de conducción siendo una tubería que se va instalar y luego a iniciar su operación, ante

la posibilidad cierta de que en su interior crezca una biopelícula, sería recomendable realizar la

limpieza una vez al año, utilizando las instalaciones de entrada y salida que están previstas en el

proyecto; ya que la limpieza se debe hacer antes que el material adherido a la pared interior de

las tuberías adquiera tanta dureza que se dificulte está acción. Adicionalmente es recomendable

llevar registros frecuentes de la capacidad de conducción de las tuberías, para establecer la

periodicidad real de las labores de limpieza.


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12


3. PROGRAMA DE MANTENIMIENTO DE COMPONENTES MECANICOS

Para la realización de un programa de mantenimiento de las obras y componentes mecánicos se

deben considerar las siguientes actividades:

- Determinar el contexto operacional de los componentes mecánicos efectivamente

instalados en el proyecto.

- Realizar un análisis funcional de cada uno de los componentes y equipos.

- Determinar la prioridad y criticidad de cada uno de los componentes mecánicos,

para lo cual se recomienda el uso de los métodos de RCA (Análisis de Causa y

Raíz) y AMFE (Análisis de Modal de Fallos y Efectos).

- Establecer la estrategia de mantenimiento de cada uno de los componentes

mecánicos, esto es, para que componentes se debe utilizar Mantenimiento

Predictivo, Preventivo y Correctivo.

- Establecer el programa de mantenimiento determinando períodos de mantenimiento,

responsables y la logística correspondiente.

- Definir el método para el control del programa de mantenimiento diseñado.

Se recomienda el uso del mantenimiento predictivo para aquellos componentes que tengan

fallos no evidentes con consecuencias graves para la seguridad humana y de infraestructura y

equipos.

Se recomienda el uso de mantenimiento preventivo para aquellos componentes que tengan fallas

operacionales que puedan suspender o parar, fuera de lo planificado, la operación del sistema.

En el mantenimiento preventivo se debe dar mucha importancia a la lubricación, recubrimientos

superficiales y vibraciones.

Se recomienda el uso de mantenimiento correctivo o reactivo para aquellos componentes que

pueden tener fallas no operacionales.

Puesto que todo este procedimiento indicado, dependerá de las soluciones constructivas que se

adopten en el proceso de construcción e instalación de los componentes y sistemas y que estos

cambiarán dependiendo de las tecnologías utilizadas y hasta de las marcas comerciales que

suministren los componentes y equipos, la implementación del plan de mantenimiento deberá

ser entregado por el contratista de la construcción, siguiendo las recomendaciones aquí

indicadas.


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13


4. CARACTERIZACIÓN DEL SISTEMA DE SUPERVISIÓN, CONTROL Y

ADQUISICIÓN DE DATOS (SCADA)

Se ha considerado la instalación de elementos para instrumentación y mando, que permitirán el

registro del nivel, turbiedad y flujo (caudal) del recurso hídrico que ingresa al sistema de

conducción; además de elementos que permitan controlar la posición y operación de la

compuerta instalada en cada una de las captaciones.

El sistema a implementarse en la captación, estará desarrollado en base a una plataforma que

permita soportar la siguiente funcionalidad:

Monitoreo y control de posición y ejecución de órdenes de apertura/cierre de la compuerta,

ubicada en la captación.

Medición de caudal del recurso hídrico que ingresa a la conducción.

Medición de turbiedad del recurso hídrico que ingresa a la conducción.

Medición del nivel del recurso hídrico que ingresa a la conducción.

Medición del nivel de sedimentación en la captación (Opcional).

Los elementos de control y comando de las compuertas permitirán efectuar maniobras locales

de apertura/cierre de las mismas, estas serán ejecutadas utilizando tanto los elementos de mando

del panel a ser instalado o desde el Centro de Control. Cuando se realicen maniobras locales

existirán las medidas de seguridad pertinentes para bloquear operaciones remotas no

autorizadas.

En el caso de las acciones de control remoto, estas permitan abrir o cerrar las compuertas para

evitar el ingreso del recurso hídrico con exceso de turbiedad.

Los elementos de control y protección para la operación de los sensores y actuadores de los

motores de las compuertas y válvulas, serán ubicados en el tablero metálico, a ser instalado en

una caseta adyacente a la captación.

El actuador de cada una de las válvulas dispondrá de un selector de posición local-off remoto,

pulsadores para arranque-parada con bloque de conexión, luces de indicación y relé de interfaz

para operación a distancia con el sistema SCADA. Los accionamientos motorizados serán

trifásicos y dispondrán de lógica de detección de fin de carrera e inversión de giro.

El PLC dispondrá de: una fuente, una CPU y una tarjeta tanto para entradas analógicas y salidas

digitales, los que estarán instalados en el respectivo tablero de control.

La comunicación entre el Centro de Control y el PLC de la conducción se efectuará a través de

fibra óptica, tendida a través de los postes de suministro de energía eléctrica.

El suministro de energía eléctrica para las estaciones de control, toma de datos y comunicación,

se efectuará por medio de una red eléctrica, la cual dispondrá de los respectivos centro de

transformación, para dotar del nivel de voltaje adecuado a las estaciones de control y de

adquisición de datos.


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ETAPA

14


Ante cualquier falla del suministro de energía eléctrica, junto al tablero de control se instalará

un UPS, con un tiempo de respaldo de 3 horas, el cual suministrará de energía eléctrica a los

elementos de control.

4.1 CONDUCCIÓN

En el sistema de conducción, se ha previsto la instalación de válvulas, por lo cual el sistema

SCADA deberá estar en capaz de controlar, supervisar y operar las mismas en tiempo real.

Los equipos de control y de adquisición de datos instalados en el sitio definido para las válvulas

deberán permitir las acciones de telemetría y telecontrol de forma local y remota. Tanto para las

maniobras: local y remoto, de apertura/cierre de las válvulas, estas seguirán la misma lógica de

control que se implementó en las compuertas de las captaciones.

El sistema a implementar en el sistema de conducción, estará desarrollado en base a una

plataforma que permita soportar la siguiente funcionalidad:

Monitoreo de posición y ejecución de órdenes de apertura/cierre de la válvula.

Medición del caudal en el sistema de conducción.

Medición de la presión en el sistema de conducción (Opcional).

Los elementos de control y comando de las válvulas permitirán efectuar maniobras locales de

apertura/cierre de las mismas, las que serán ejecutadas utilizando los elementos de mando del

panel a ser instalado en el tablero de control o desde el Centro de Control. Cuando se realicen

maniobras locales existirán las medidas de seguridad pertinentes para bloquear operaciones

remotas no autorizadas.

Los elementos de control y protección para la operación de los sensores y actuadores de los

motores de las compuertas y válvulas, serán ubicados en el tablero metálico, a ser instalado en

una caseta adyacente a la captación.

El actuador de cada una de las válvulas dispondrá de un selector de posición local-off remoto,

pulsadores para arranque-parada con bloque de conexión, luces de indicación y relé de interfaz

para operación a distancia con el sistema SCADA. Los accionamientos motorizados serán

trifásicos 220 VC.A.y dispondrán de lógica de detección de fin de carrera e inversión de giro.

El PLC dispondrá de: una fuente, una CPU, una tarjeta tanto para entradas analógicas y salidas

digitales y un módulo de comunicación por fibra óptica, los que estarán instalados en el

respectivo tablero de control.

La comunicación entre el Centro de Control y el PLC de cada una de las captaciones del sistema

de conducción se efectuará a través de fibra óptica, tendida a través de los postes de suministro

de energía eléctrica.

El suministro de energía eléctrica para las estaciones de control, toma de datos y comunicación,

se efectuará por medio de un una red eléctrica, la cual dispondrá de los respectivos centro de


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ETAPA

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transformación, para dotar del nivel de voltaje adecuado a las estaciones de control y de

adquisición de datos.

Ante cualquier falla del suministro de energía eléctrica, junto al tablero de control se instalará

un UPS, con un tiempo de respaldo de 3 horas, el cual suministrará de energía eléctrica a los

elementos de control.

5. MANUAL DE OPERACIÓN SISTEMA ELECTRICO Y DE CONTROL

5.1 DESCRIPCIÓN GENERAL

El PROYECTO REGIONAL DE AGUA POTABLE PESILLO IMBABURA, dispondrán del

suministro de energía eléctrica a través de un alimentador primario trifásico. La línea de

distribución trifásica, incluye todos los equipos tanto para la transmisión de la energía eléctrica,

como también para la protección.

Asociado con cada centro de transformación se ha instalado un tablero de distribución

principal de 220/127 V, con barras trifásicas, neutro y tierra. Cada tablero consta de dos

sectores, un sector de fuerza, constituido básicamente de los siguientes equipos:

Interruptor termomagnético principal, tripolar.

Interruptores termomagnéticos secundarios, tripolares. Para el suministro de energía eléctrica

para los actuadores de las compuertas, válvulas y sistema de iluminación.

Interruptores termomagnéticos secundarios, monopolares. Para el suministro de energía

eléctrica del sistema de comunicaciones, sistema de vigilancia y de los sensores de: nivel

(LT), caudal (FT), turbiedad (TT); así como la alimentación de 110 V para el sistema de

control.

En la zona que corresponde el sistema de supervisión y control, se ubicaran PLC’S, módems,

UPS, switchs y otros equipos asociados al sistema SCADA.

Para garantizar el suministro de energía eléctrica a los diferentes equipos instalados en las

captaciones, cámara de válvulas, se ha previsto el montaje de UPS, lo mismos proporcionaran el

respaldo necesario debido a un corte en el suministro de energía eléctrica a través del

alimentador de 6,6 kV construido para tal fin.

Con el montaje de los UPS, se garantiza que el sistema de control implementado, siempre

disponga del suministro de energía eléctrica, evitando así que el sistema no tenga un control

adecuado para su operación.


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ETAPA

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6. SISTEMA DE SUPERVISIÓN, CONTROL Y ADQUISICIÓN DE DATOS

(SCADA)

6.1 DESCRIPCIÓN GENERAL

En el PROYECTO REGIONAL DE AGUA POTABLE PESILLO IMBABURA, se contempla

la implementación de un sistema SCADA, el mismo comprende que comprende seis estaciones

de control distribuidas en el área de influencia del proyecto; cada una de ellas con sus equipos

de control y adquisición de datos, además de los equipos de comunicaciones y de video

vigilancia.

El sistema SCADA ha ser instalada, incluirá todos los componentes de hardware y software, así

como los equipos de comunicaciones, y de video vigilancia, es decir se basará en una

arquitectura de sistemas abiertos para la adquisición de información en tiempo real, atendiendo

los requerimientos de: portabilidad, interoperabilidad, interconectividad, modularidad y

expansibilidad.

El sistema SCADA busca brindar una operación fiable, segura, confiable y con un alto

desempeño del proyecto, para lo cual se aprovechara de todas las ventajas de un sistema de

control moderno, basado en los estándares de la industria para componentes de hardware y

software.

El Centro de Control, disponen de un PLC y los respectivos transductores que permiten la

adquisición y transmisión de los diferentes datos.

Cada estación posee dispositivos de comunicación, que son los encargados de realizar la

transmisión y recepción de datos entre el Centro de Control y las estaciones de control ubicadas

en el sistema de conducción del proyecto

Para garantizar la supervisión y el control del proyecto en su conjunto, la Interfaz Hombre -

Máquina (HMI) permitirá los ajustes, la depuración y la puesta en servicio del sistema

supervisor y de control, además de garantizar, posteriormente, su mantenimiento y

actualización.

Esta interfaz debe ser tan completa como la tecnología actual lo permita, con alto grado de

versatilidad y facilidad de mantenimiento, lo que permitirá desarrollar todo el potencial que el

hardware instalado lo permita, lo cual se verá reflejado en el software implementado.

Para los procesadores de operador en el Centro de Control, se requiere una interfaz desarrollada

en técnicas full-graphic con procesamiento en modo local. Debe ser suficientemente amigable

no sólo para la visualización de información, sino también en aquellos casos en los que el

operador deba ingresada manualmente.

La HMI debe proveer las facilidades para supervisar, en tiempo real, todos los datos disponibles

y sus atributos en el sistema SCADA para el proyecto de conducción de agua.


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ETAPA

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El Centro de Control a través de la interfaz Hombre-Máquina, se encargará de:

Recibir los datos de niveles, caudales, turbiedad, presión y estado de cada una de las

compuertas y válvulas de todo el sistema de conducción.

Realizar la operación del sistema en forma remota, es decir, desde aquí se envían los

comandos a las compuertas y válvulas para que los actuadores eléctricos actúen y puedan

abrirse o cerrarse, dependiendo de la necesidad en el proceso de operación del sistema.

El sistema de comunicaciones que permita la transmisión de datos, telefonía y video vigilancia,

desde cada una de las estaciones de control remotas ubicadas en las instalaciones de captaciones

y cámara de válvulas con los Centros de Control.

6.2 OPERACIÓN BÁSICAS

A continuación se describe ciertas condiciones de operación que deben cumplir para el normal

funcionamiento del proyecto.

Condiciones preliminares.

Será necesario realizar una serie de operaciones antes de la puesta en marcha del proyecto. Para

ello es importante reunir todos los recursos necesarios y seguir un estricto orden en las

actividades que se proponen a continuación:

Inspección preliminar del sistema.

Operaciones iniciales:

- Verificación de funcionamiento del los medidores de caudal, nivel y presión.

- Verificación de los sistemas de suministro de energía eléctrica.

- Verificación del estado, funcionamiento y posición de las compuertas y válvulas.

- Verificación del sistema de comunicación.

Llenado de la planta, conforme la secuencia inicial de llenado.

Puesta en Marcha Inicial

En la secuencia de arranque debe cumplirse las siguientes precondiciones:

Caudal mínimo en la captación.

Voltaje de control disponible.

Alarmas reseteadas.

Protecciones reseteadas.

Sistema de comunicación disponible.

Válvulas de ingreso a la conducción, abiertas.

Válvulas de desagüe cerradas.

Compuertas de operación cerradas.

Compuertas de mantenimiento cerradas.


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ETAPA

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Secuencia de marcha inicial.

La siguiente secuencia y condiciones de control deben ser programadas dentro de los PLC’s o

IED’s y del procesador principal con el propósito de garantizar un adecuado funcionamiento del

sistema de conducción.

a) Verificar la posición del selector Manual – Local/Automático – Local/Automático Remoto.

b) Verificar que esté disponible el voltaje de control y las protecciones y alarmas reseteadas.

c) Verificar que la compuerta de mantenimiento del desripiador esté abierta.

d) Verificar que las compuertas de mantenimiento estén cerradas.

e) Verificar que las válvulas de principal al final de la conducción este cerrada.

f) Verificar que las válvulas de seguridad esté abierta.

g) Verificar la posición de las válvulas de aire de la conducción.

h) Verificar que las válvulas de desagüe estén cerradas.

i) Verificar que esté disponible el voltaje de control y las protecciones y alarmas reseteadas.

j) Enviar señal para abrir la compuerta de operación estén abiertas, para permitir el ingreso del

agua al desarenador.

k) Enviar señal para cerrar la compuerta de mantenimiento del desripiador, en la captación.

l) Verificar el funcionamiento de los sensores.

m) Verificar la calidad del agua.

n) Verificar que las válvulas principales de ingreso a la conducción estén cerradas.

o) Verificar que el nivel de agua en el tanque de carga de la captación sea mayor que el nivel

mínimo normal.

Si es menor no se procede al llenado de la tubería de conducción.

Si el nivel de agua es menor al nivel crítico mínimo, no se permitirá la puesta en

funcionamiento o se procederá a la paralización total.

Si el nivel de agua es igual al nivel de operación, se enviará señal para abrir en forma

regulada (5%) la válvula principal, ubicada en la captación.

p) Verificar durante el proceso de llenado de la tubería el accionamiento de las válvulas de aire

y niveles de agua al ingreso de la conducción.

q) Abrir la válvula principal ubicada en la captación, al 100% cuando la conducción esté

completamente llena.

r) Verificar la estanqueidad del sistema de conducción.

s) Enviar señal de apertura de la válvula al final de la conducción, la apertura de esta válvula

debe ser regulada, de manera que el ingreso y salida de agua al sistema sea proporcional;

para lo cual se requiere de un lazo de regulación de caudal.

Secuencia de cierre de emergencia.


IED’s y del procesador principal con el propósito de garantizar el estado de la conducción,

debido al golpe de ariete que se puede presentar.

a) Si durante la operación normal del sistema de conducción de agua potable, se produce una

ruptura en la tubería de conducción, ubicada en su parte media inferior, el sistema de

SCADA, a través de los sensores de presión y de caudal, ubicado en la válvula de

sobrevelocidad y en la descarga respectivamente, establecerán una variación de presión y

caudal, con lo cual se dará la consigna de cierre de la válvula de sobrevelocidad.


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ETAPA

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b) El lazo de regulación del sistema de conducción no debe ejecutarse.

c) Las válvulas ubicadas al inicio de la conducción deben tener la consigna de no cerrar, esto

para evitar daños debido al golpe de “ariete”.

d) Se activará la alarma.

e) Se procederá a la apertura de la compuerta del desripiador y al cierre de las compuertas

ubicadas en el desarenador, para las captaciones que se encuentren en operación.

f) Se dará la consigna de cierre de la válvula de admisión al sistema de conducción.

Lazo de Regulación.


IED’s y del procesador principal con el propósito de garantizar un adecuado funcionamiento del

sistema de conducción de agua potable.

a) Con el propósito de mantener un caudal constante, igual a 1 m3/s, es decir, el caudal de

ingreso debe ser igual al caudal de salida, es necesario realizar un lazo de regulación a las

válvulas ubicadas en el ingreso y salida de la conducción.

PROYECTO REGIONAL DE AGUA POTABLE PESILLO ... de...Caudal de diseño: 700 m3/s. La línea de...

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