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8/19/2019 Reglamento Tecnico de Diseño Para Estaciones
Elevatorias
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REGLAMENTO TECNICO DE DISEÑO PARA ESTACIONES ELEVATORIAS DE
AGUAS RESIDUALES
Las "Estaciones Elevatorias" de Aguas Residuales son necesarias
para elevary/o transportar Aguas Residuales en la red cuando la
disposición fnal del ujo
por gravedad ya no es posible. En terrenos planos, los
colectores quetransportan el Agua Residual acia la Estación de
!rataiento se puedenpro#undi$ar de tal odo que se tornar%a
ipracticable la disposición fnal sólopor gravedad.
Las tuber%as de alcantarillado, al #uncionar coo conductos
libres, necesitantener cierta pendiente que perita el escurriiento
por gravedad, situaciónque en terrenos planos ocasiona que las
isas, en su desarrollo, cada ve$sean &s pro#undas. En
consecuencia, las Estaciones Elevatorias surgen cooinstalaciones
obligatorias en 'isteas de Alcantarillado de counidades o&reas
con peque(a pendiente superfcial.
Las aguas Residuales son bobeadas con los siguientes propósitos)
para serconducidas a lugares distantes, para conseguir una cota
&s elevada yposibilitar su lan$aiento en *cuerpos receptores+
de agua o para reiniciar unnuevo trao de escurriiento por
gravedad.
ANALISIS DE ALTERNATIVAS
Las Estaciones Elevatorias son costosas, por lo que su
iplantación debe serdecidida despus de estudios coparativos
inuciosos y sólo cuando losisos deuestren que no es posible o
recoendable el escurriiento porgravedad. Estas instalaciones
ade&s del presentar un costo inicial elevado,e-igen gastos de
operación y sobre todo, anteniiento peranente y
cuidadoso.
En peque(as ciudades, se debe evitar cuanto sea posible la
construcción deEstaciones Elevatorias, pues las difcultades de
anteniiento son sieprecada ve$ ayores) &s an si se trata de
instalaciones, equipos y dispositivosprovenientes de varios
#abricantes y que e-igen operación anual.
'i en el ercado se dispone de conjuntos pre#abricados copletos
de#uncionaiento auto&tico, que requieran solaente
anteniientoperiódico, qui$&s sea adecuado el uso de Elevatorias
en lugar de construircolectores pro#undos.
DETERMINACION DE LA UBICACIÓN
La deterinación de la ubicación de la Estación Elevatoria es de
suaiportancia, sobre todo en &reas no desarrolladas o
parcialente urbani$adas,ya que ello deterinar& en ucos casos el
desarrollo copleto del &rea. Laparte esttica o arquitectónica
tabin debe ser considerada en la seleccióndel sitio de tal #ora que
no a#ecte adversaente el &rea vecina.
Entre otros detalles deben considerarse.
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a. ondiciones del sitio.b. 0ropietarios del terreno.c. 1renaje
del terreno y de la localidad.d. !ipo de tr&fco.e.
Accesibilidad veicular.#. 1isponibilidad de 'ervicios, energ%a
2tensión y arga3. Agua 0otable,
!el#onos, etc.
La pro#undidad de las tuber%as, o canales de llegada deterinan
la pro#undidadde la estructura de la Estación Elevatoria por debajo
del nivel del terreno ydeterinan tabin en consecuencia el nivel del
piso de la c&ara deoperación. !odas las Estaciones deben
dise(arse de tal anera que seanresistentes a los e#ectos de otación
que pueden producir las inundaciones.
!odas las entradas y aberturas no sellables de la
estación, deben quedarubicadas por lo tanto en alturas sobre el
nivel &-io de inundacionesesperado.
CANTIDAD DE AGUAS RESIDUALES – CAUDALES
4eneralente se estudian) el caudal proedio diario, los caudales
diarios%nios y &-ios, y el caudal "pico" orario. El caudal
&-io defne eltaa(o y las #acilidades de alacenaiento del po$o
edo as% coo elequipo de bobeo de la estación.
La cantidad de Aguas Residuales que llega a una Estación
Elevatoria presentavariaciones c%clicas en correspondencia a la
curva de consuo de agua. Lasestiaciones de caudales se reali$an
toando en cuenta)
a. La población contribuyente.b. La contribución edia
"perc&pita",
c. Los coefcientes relativos a los d%as y oras de ayor
contribución,d. La infltración a lo largo de los colectores,e. Las
grandes contribuciones aisladas 25ndustriales3.
La contribución edia "perc&pita" es el producto de la
dotación edia de aguapor el coefciente de retorno que generalente
se adopta coo 6,78. Loscoefcientes relativos a los d%as y ora de
ayor contribución equivalerespectivaente a los coefcientes 9 :
; :,
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1esde el punto de vista ec&nico, es deseable operar una boba
por per%odoslargos. 'in ebargo, el #uncionaiento no es copatible
con el anteniientode "ondiciones Aeróbicas" en las aguas residuales
cuando resultan largosperiodos de retención.
El po$o de colecta o c&rcao, tabin llaado de succión, es
el
copartiiento destinado a recibir y acuular las aguas residuales
durante unper%odo de tiepo. 'i en deterinado oento el caudal de
bobeo #uesesuperior al de llegada, en la boba se producir& una
entrada de aire y su#uncionaiento quedar& perjudicado, pudiendo
inclusive sta situación,provocar serios da(os en el equipo.
>ediante la acuulación teporal de aguas residuales en un
c&rcaoconvenienteente diensionado, es aconsejable que las bobas
arranquen ose detengan auto&ticaente, con#ore el nivel del
l%quido, alcance niveleselevados o bajos en el coportaiento. Este
#uncionaiento se logra ediantela instalación de electrodos de
control de nivel.
CAPACIDAD Y FORMA DEL POZO
En general se adite que el per%odo de peranencia de las aguas
residualesen el c&rcao sea de apro-iadaente :6 inutos,
considerando la descargaedia ?.
uando la descarga de entrada en el c&rcao #uese in#erior a
la descargaedia, las aguas residualesperanecer&n por &s
tiepo en el interior del po$o, lo que trae cooconsecuencia, la
producción de alos olores, o desprendiiento de gases y laacuulación
de lodos en el #ondo del po$o. 0or esta ra$ón es aconsejableadoptar
un per%odo de retención igual o enor a
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C =q P1
C =(Q−q) P2
El per%odo de #uncionaiento de la boba para el caso de descarga
%nia en
el po$o se calcula)
0er%odo de #uncionaiento)
P1=
C
Qmax−qmin
0eriodo de parada
P1= C
qmin
P3= Periododeretención
La sua de 0: y 0=, corresponde al ciclo de operación de la boba
entre dosarranques consecutivos.
0ara bobas y otores grandes, el tiepo %nio en inutos de un ciclo
debobeo o de operación de la boba, no debe ser enor de =6 inutos,
encabio para bobas peque(as ste tiepo puede ser :6 inutos, aunque
:8in es un tiepo &s apropiado. Es recoendable considerar un
per%odo de
retención, coo se dijo anteriorente, que no e-ceda los
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b3 El #ondo deber& tener una superfcie lo &s peque(a
posible parainii$ar los depósitos de sólidos, por esto, las paredes
del c&rcaodeber&n tener una inclinación de B8C y
pre#eribleente de @6C con laori$ontal.
TUBERIAS Y PIEZAS ESPECIALES
En el trao de succión, estando las bobas aogadas, se debe
colocarobligatoriaente un registro, a fn de poder aislar cada
conjunto elevatorio.
0ara e#ectos de diensionaiento se aconseja adoptar velocidades
que nosuperen los :,8 /s en el trao de succión y de =,B /s en el
trao deipulsión. En ningn caso, el di&etro de la tuber%a debe
ser in#erior a :66 2B"3.
DISPOSITIVOS COMPLEMENTARIOS
La ayor%a de las casas de bobas para aguas residuales requiere
de los
siguientes dispositivos au-iliares)a3 Doyas o electrodos para el
accionaiento de las llaves de coando de losotores ubicados
en#unción a niveles &-ios y %nios de agua residual en el
c&rcao.
b3 Doba para agotaiento de aguas de condensación, de infltración
o defltración que eventualente pueden presentarse en el po$o
seco.
c3 0uente gra, tecle u otro ecaniso para la suspensión del
conjuntoelevatorio.
FUENTE SUPLEMENTARIA DE ENERGIA
Las casas de bobas que no tienen edios para descargar las
aguasresiduales a travs de estructuras de rebose necesitan ser
equipadas congeneradores de eergencia.
SISTEMAS DE BOMBEO
Los principales dispositivos, actualente en uso, para la
elevación de las aguasresiduales, son bobas eyectoras, bobas
centr%#ugas y bobas elicoidales.
EYECTORES NEUMATICOS
Los eyectores tienen la ventaja de poder recibir las aguas
residuales sin
cribado previo lo que no causa da(o al sistea, est&n
constituidos por unac&ara et&lica a la cual el agua
residual es conducida directaente desde uncolector alientador.
uando el nivel alcan$a una altura deterinada,auto&ticaente un
coando elctrico acciona un copresor que inyecta aireen la c&ara
con lo que el agua residual es ipulsada a la tuber%a de salida.Las
v&lvulas de entrada y salida tabin #uncionan auto&ticaente
norequirindose de operación anual alguna.
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1ebido a que los eyectores #uncionan con aire a presión es obvio
que juntaente con la c&ara receptora se debe instalar un
copresor yeventualente un recipiente de aire copriido. El conjunto
se debecopleentar con la instalación de un tablero elctrico de
control.
Las unidades enores son instaladas en copartiientos
totalente
subterr&neos.
'egn los cat&logos de conocidas #&bricas de otros
pa%ses, los odelos usualestienen capacidades para caudales
coprendidos entre = y =6 L/s, para alturasanotricas que var%an
entre < y :8 .
La potencia del otor del copresor var%a de :,86 a =6 0 para
instalacionesdotadas de copartiiento de aire copriido y de :,8
a
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=3 'e #acilitan las condiciones para la autoati$ación del
#uncionaientodel equipo de bobeo.
En la ayor%a de los casos, las bobas centr%#ugas para aguas
residualesutili$adas en estaciones elevatorias, trabajan en #ora
interitente, debido ala oscilación de los caudales de llegada, es
por esto que es recoendable
lograr que la operación sea totalente autoati$ada.
Entre los tipos de bobas centr%#ugas para aguas residuales que
se utili$an enestaciones elevatorias, se destacan las
siguientes)
a3 1e eje ori$ontal.
b3 1e eje vertical para instalación en po$o edo, esto es, dentro
del po$o debobeo.
c3 1e eje vertical para instalación en po$o seco.
d3 onjunto otorFboba suergible.
Las bobas de eje vertical de los tipos b y c o#recen, #rente a
los otros tipos, laventaja de poder ser operadas por otores
instalados en niveles superioreslibres de posibles inundaciones. La
longitud del eje de accionaiento, que nodebe ser e-agerado, y los
probleas de su anteniiento, son aspectos quedeben ser e-ainados
convenienteente en la Gase de 0royecto.
El tipo conocido de otorFboba suergible, engloba en una sola
carcasa, laboba centr%#uga propiaente dica y el otor elctrico de
accionaiento.Gijado en el eje gu%a, puede ser accionado acia arriba
o acia abajo por ediode una cadena de suspensión.
0ara deterinar la capacidad de una boba centr%#uga y seleccionar
el odelocorrespondiente, es necesario coo en el caso de agua lipia,
conocer#undaentalente) el caudal de bobeo y la altura din&ica
total.
BOMBAS TORNILLO
Las bobas elicoidales constituyen una oderni$ación del llaado
tornillo deArqu%edes. En los ltios a(os, su uso se a intensifcado
principalente enEuropa. 'u #uncionaiento es al aire libre, y por
tanto a presión atos#rica. Laaltura que se puede vencer, equivale
al desnivel e-istente entre lase-treidades del tornillo, colocado
en su posición de #uncionaiento.
'on recoendadas para grandes caudales y peque(as alturas de
elevación.
0ara este tipo de bobas no ay necesidad de calcular la altura
din&ica,solaente se requiere el desnivel geotrico entre la cota
%nia alcan$adapor las aguas residuales en la c&ara de llegada y
la cota del canal receptor oc&ara de salida.
La capacidad de bobeo, en trinos de caudal, es defnida de odo
generalpor el di&etro del tornillo y la velocidad de retención.
La potencia absorbidaes calculada por la #órula general utili$ada
en bobas centr%#ugas.
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P=QHest
75 N
1onde)0 ; 0otencia absorbida en .0.
? ; audal de bobeo L/s.
est ; Altura est&tica de elevación.
H ; Rendiiento 2@8 a 76 I3
El rendiiento es relativaente bajo, debido principalente a #ugas
que severifcan en la separación e-istente entre la lice y la
canaleta que lacontiene.
