ESTACIONES DE BOMBEO Y CARCAMOS DE BOMBEO

Los sistemas de abastecimiento de agua puede requerirse del diseño de estaciones de bombeo o de re-bombeo, lo cual precisa del conocimiento de ciertos datos específicos para la mejor selección de los equipos necesarios. consideremos como estación de bombeo a aquellas que toman el agua directa e indirectamente de la fuente de abastecimiento y la elevan al estanque de almacenamiento, a una estación de re- bombeo o a la red.

Para el diseño de la estación de bombeo debemos considerar los siguientes aspectos:

1. El equipo de bombeo

2. Los accesorios complementarios.

3. Las edificaciones y las fundaciones.

Cuando solo se necesite un solo equipo de Bombeo debe proveerse de otro similar para atender situaciones de emergencia, lo cuál representa el 200% como coeficiente de seguridad; pero si el tamaño de equipos resulta muy grande, es preferible aumentar el número de ellos, lo cuál hace factible también tener coeficiente de seguridad menores, pero mayores probabilidades de alternativas y costos también menores. En tales casos puede admitirse hasta el 150% como coeficiente de seguridad de los equipos.

También es considerada la altura dinámica que es la suma de las cargas de succión más la carga de impulsión. La carga de succión viene dada por la diferencia de elevación entre el eje de la bomba y el nivel mínimo del agua en la fuente de captación, afectado por las perdidas de carga del lado de la succión . Teóricamente está altura de succión está limitada por el valor de la presión barométrica del lugar, de acuerdo a la siguiente tabla de valores.

Altura ( en m sobre el nivel del mar )	Presión Barométrica
	( m. )	( lbs/pulg2 )	(Kg/cm2 )
0.0	10.33	14.69	1.033
300	10.00	14.22	1.000
600	9.60	13.65	0.960
1.200	9.00	12.80	0.900
1.800	8.40	11.95	0.840
2.400	7.90	11.24	0.790
3.000	7.30	10.38	0.73

Las bombas frecuentemente utilizadas son las centrifugas en los abastecimientos de agua: sean estos horizontales y Verticales, y las bombas sumergibles: cada una de ellas cuenta con sus propios accesorios como válvulas de pie, tuberías de succión, codos de 90º, niples, reducciones y válvulas de retención y de compuerta.

Las fundaciones deberán ser diseñadas especialmente para el tipo de equipo de bombeo tomando en cuenta sus características particulares de diseño y velando su seguridad, además que sean accesibles para reparaciones y mantenimientos constantes.

TANQUES DE ALMACENAMIENTO

El tanque de almacenamiento juega un papel muy importante en el diseño del sistema de distribución de agua, tanto desde el punto de vista económico, así como por su importancia en el funcionamiento hidráulico del sistema y en el mantenimiento de un servicio eficiente un tanque de almacenamiento tiene tres propósitos fundamentales: compensar las variaciones de los consumos que se producen durante el día, mantener las presiones de servicio en la red de distribución, mantener almacenada cierta cantidad de agua para atender situaciones de emergencia tales como incendios e interrupciones por daños de tuberías de aducción o de estaciones de bombeo.

Es importante separar una zona especial para el tanque para mantener las presiones en la red, dentro de los límites admisibles.

LINEAS DE ADUCCION

Está constituida por la tubería que conduce agua desde la obra de captación hasta el estanque de almacenamiento, así como de las estructuras, accesorios, dispositivos y válvulas integradas a ella y así lograr el mejor funcionamiento a lo largo de una línea de aducción puede requerirse: taquillas desarrendaras, taquillas rompe cargas, válvulas reductoras de presión, chimeneas de equilibrio, válvulas de expulsión de aire o ventosas, válvulas de limpieza, llaves de paso, reducciones, codos, anclajes, etc.

Cada uno de estos elementos precisa de un diseño acorde a las condiciones y características particulares de acuerdo a la ubicación y naturaleza de la fuente de abastecimiento, así como de la topografía de la región, las líneas de aducción pueden considerarse de dos tipos: línea de aducción por gravedad y líneas de aducción por bombeo. En tales actuaciones, se requerirá de los análisis económicos que permitan evaluar ambas alternativas e caso de existir ambas posibilidades, una consideración de gran importancia, sobre la cual no debe existir duda alguna, es la relativa al tipo de abastecimiento que se pretenda; por gravedad o por bombeo. Ante estas alternativas, no cabe duda que a costos iniciales iguales, resultará más conveniente a largo plazo la solución por gravedad.

Más aún podrá considerarse que en muchos casos aún admitiendo un costo mayor inicial podrá ser también preferible soluciones a base de sistemas por gravedad, líneas de aducción por gravedad de la base de que todo diseño debe estar sustentado sobre criterios técnicos y económicos una línea de aducción por gravedad debe aprovechar al máximo la energía disponible para conducir el gasto deseado, lo cual en la mayoría de los casos nos conducirá a la selección del diámetro mínimo que satisfaciendo razones técnicas, permita presiones iguales o menores que la resistencia física del material soportaría.

OBRAS DE CAPTACION

La obra de captación consiste en una estructura colocada directamente en la fuente a fin de captar el gasto deseado y conducirlo a la línea de aducción. Para el diseño de obras de captación de fuentes superficiales, habrá que considerar ciertos aspectos característicos a fuentes de abastecimiento, esto nos conduce a considerar dos tipos: superficiales sin regulación y superficiales con la regulación de sus caudales de captación de fuentes superficiales sin regulación.

Estructuras de captación de fuentes superficiales reguladas. La regulación de un río para compensar sus variaciones de caudal durante épocas de crecida con las de estiaje, supone el diseño y construcción de un dique o represa, pero su utilización amerita una obra de captación adecuada para los diferentes niveles.

En el caso de abastecimiento par ciudades que demandan altos gastos de consumo de agua, una estructura de captación adecuada para una represa, pueden ser una torrentosas, la cual debe poseer varias compuertas a diferentes niveles para permitir la captación del gasto deseado.

A fin de lograr el mejor diseño es necesario establecer algunas definiciones y características de los pozos. Nivel Estático (N.E.).

Es la distancia medida desde la superficie del terreno hasta el nivel del agua en el pozo no afectado por ningún bombeo. Este nivel esta definido por línea de carga en el acuífero, pudiendo variar ligeramente por efectos de lluvias, sequías, mareas, etc. de Bombeo (N.B.). Es la distancia medida desde la superficie del terreno hasta el nivel del agua en el pozo, cuando se extrae un determinado gasto. Evidentemente este nivel es dependiente del gasto bombeado.. Es la diferencia entre el nivel de bombeo y el estático, y similarmente será función del gasto bombeado.

FUENTES DE ABASTECIMIENTO PARA INTALACION DE AGUA POTABLE

Es un elemento primordial para el diseño de un sistema de agua potable, del cual debe realizarse un estudio de su tipo, calidad, cantidad y sobre todo ubicación antes a otros estudios que se puedan realizar a considerar, de acuerdo a la forma de aprovechamiento los siguientes:

Agua de lluvia. Es posible colectarla a través de los techos de las viviendas, adecuado en caso de granjas y zonas rurales, generalmente en regiones donde las aguas no son suficientes para el abastecimiento. Su rendimiento bruto es proporcional a la superficie de recepción disponible, así como a la precipitación disponible en la zona pérdidas suelen ser relativamente altas, sobre todo por no dispones el sistema de captación de un mantenimiento adecuado y continuo.

Aguas Superficiales. Disponibles en ríos, lagos y lagunas. Las cantidades a captarse dependen del tamaño de la cuenca colectora, así como de la diferencia entre las cantidades disponible en ella por precipitación pluvial y las pérdidas ocasionadas por evaporación - transpiración e infiltración al subsuelo.

Agua Subterránea. Parte de la precipitación en la cuenca se infiltra en el suelo hasta la zona de saturación, formando así las aguas subterráneas. La explotación de estas dependerá de las características hidrológicas y formación geológica del acuífero. En términos generales, esta podrá efectuarse a través de:

Manantiales artesianos. Cuando son originados por el rompimiento del estrato confinante sobre el acuífero artesiano o cuando este descarga a una zona topográfica más baja. Son generalmente más confiables que los de gravedad siendo sensibles al bombeo de pozos en el mismo acuífero, motivo por el cual pueden agotarse.

Manantiales fisurados. Cuando brotan a lo largo de estratificaciones, juntas o planos de falla. Su existencia está ocasionada por la fractura en las rocas. Cuando provienen de grandes profundidades pueden aportar agua libre de contaminación por intermedio de estratos cercanos a los cuales pueden drenar hacia ellos.

Manantiales tubulares. Cuando brotan de canales relativamente largos como los formados en las rocas por la acción disolvente del agua, así como cavernas en calizas y rocas solubles. El agua generalmente brota libremente a través de aberturas grandes.