1. INTRODUCCIÓN
2. TRATAMIENTOS DE POTABILIZACION
2.1. TRATAMIENTOS CONVENCIONALES DEL AGUA PARA USOS POTABLES
2.2. TRATAMIENTOS ESPECIALES DE AGUAS PARA USOS POTABLES
3. ELEMENTOS CONSTITUYENTES Y FUNCIONAMIENTO.
3.1. TRAZADO DE LA RED
3.1.1. PUNTO DE TOMA
3.1.2. CONDUCCIÓN DE ALIMENTACIÓN
3.1.3. RED DE DISTRIBUCIÓN
3.2. CONDICIONES DE PRESIÓN
3.3. TIPOS DE RED DE DISTRIBUCIÓN
3.4. SEPARACIÓN CON OTRAS INSTALACIONES
3.5. MATERIALES Y ELEMENTOS CARACTERÍSTICOS
4. CIRCUITOS EN INSTALACIONES INTERIORES
4.1. ELEMENTOS INTEGRANTES
4.2. MATERIALES
4.3. GRUPOS DE SOBREELEVACIÓN
4.4. EMPLEO DE FLUXORES
4.5. INSTALACIONES DE AGUA FRÍA
4.6. INSTALACIONES DE AGUA CALIENTE
5. CANALIZACIONES
6. CIRCUITOS DE DEPURACIÓN DE AGUAS
7. CONCLUSIÓN.
8. Bibliografía.
− TECNOLOGÍA DE LA CONSTRUCCIÓN. Ed. Blume.
− ENCICLOPEDIA DE CIENCIA Y TÉCNICA, Editorial Salvat, Navarra.
− NORMAS BASICAS PARA LAS INSTALACIONES INTERIORES DE SUMINISTRO DE AGUA. Ministerio de Industria.
1. INTRODUCCIÓN
El hombre utiliza el agua existente en la naturaleza para multitud de fines. Al principio tenía agua potable cogiéndola de la naturaleza. Hoy día es necesario un embalse de acumulación que permita hacer frente a las fluctuaciones de caudal que aportan agua.
Las características físicas, químicas y biológicas del agua tomada directamente de la naturaleza impiden su utilización directa, y se necesitan una serie de tratamientos que eliminen aquellas impurezas perjudiciales al hombre.
Por otro lado, si el agua una vez utilizada, es devuelta directamente a la naturaleza, pueden producirse una serie de daños ecológicos. El ciclo completo de utilización del agua por el hombre es: Captación de los recursos hidráulicos, Almacenamiento, Distribución, Uso del agua, Sistema de recogida del agua utilizada, Depuración de residuales, y Vertido final.
2. TRATAMIENTOS DE POTABILIZACION
2.1. TRATAMIENTOS CONVENCIONALES DEL AGUA PARA USOS POTABLES
Tiene como fin la clarificación del agua y su seguridad sanitaria. Comprenden las siguientes fases: coagulación, floculación, sedimentación, filtración y desinfección.
La coagulación, floculación y sedimentación son principales del proceso primario de clarificación del agua, siendo la forma más económica de eliminación de partículas coloidales. Como coagulantes se emplean sales de aluminio o hierro. La sedimentación se realiza en planificadores o en tanques de flotación que resultan muy adecuados en el caso de aguas con poca turbiedad y presencia de algas.
La filtración consiste en el paso del agua por un medio poroso que retiene las impurezas contenidas en ella. Como medio poroso suele utilizarse arena, por su eficacia y escaso coste.
La desinfección puede realizarse con cloro, ozono, rayos ultravioleta, cloraminas, etc.
2.2. TRATAMIENTOS ESPECIALES DE AGUAS PARA USOS POTABLES
Son tratamientos que corrigen alguna característica concreta del agua, mediante el empleo de técnicas más avanzadas como estas 3:
– Tratamientos de ablandamiento: reducen la dureza del agua por su influencia negativa en el mantenimiento de tuberías de agua caliente e intercambiadores de calor.
– Tratamientos de desalinización: los más empleados son la ósmosis inversa, destilación y congelación.
– Tratamientos con carbón activo: se elimina ciertas sustancias, por absorción, como grasas, herbicidas, pesticidas, etc, que pueden afectar a la salud o producir olores y sabores desagradables.
3. ELEMENTOS CONSTITUYENTES Y FUNCIONAMIENTO.
3.1. TRAZADO DE LA RED
3.1.1. PUNTO DE TOMA
Si existe un sistema de abastecimiento, la toma se puede hacer de 2 formas:
a) En la conducción que parte de un depósito del sistema y conduce el agua a otros depósitos.
– Si la presión es suficiente la red se conecta directamente a la conducción del sistema.
– Si no lo es, se eleva el agua a un depósito regulador para proporcionar la presión necesaria.
b) En la conducción que alimenta a un depósito del sistema, se deberá instalar un depósito regulador independientemente de la población y de la presión.
Si no existe un sistema de abastecimiento la toma se efectúa en un depósito de regulación y reserva.
3.1.2. CONDUCCIÓN DE ALIMENTACIÓN
Conduce el agua desde la toma a la red de distribución. Cuando es posible se lleva por caminos existentes, señalizando su posición. La conducción es doble en tramos que presentan una mayor probabilidad de avería o de difícil acceso y reparación. Debe seguir un trazado regular formado por alineaciones largas y ángulos abiertos a profundidad uniforme.
3.1.3. RED DE DISTRIBUCIÓN
Está formada por arterias, distribuidores y ramales de acometida. Se diseña siguiendo el trazado viario o espacios públicos no edificables. Los tramos deben ser lo más rectos posible.
Las Arterias: conducen el agua desde la conducción de alimentación hasta los distribuidores.
Las Distribuidores: conectados a las arterias, conducen el agua hasta los ramales de acometida.
Y los Ramales de acometida: conectados a los distribuidores, conducen el agua hasta las arquetas de acometida. Cada ramal abastece a un máximo de 100 viviendas y no sirve a más de 2 arquetas. Los edificios provistos de instalación de protección contra el fuego, disponen de un ramal de acometida para servir exclusivamente a dicha instalación. En edificios en los que una falta de suministro ocasiona graves perjuicios se instalan 2 ramales de acometida conectados.
3.2. CONDICIONES DE PRESIÓN
La presión estática en cualquier punto de la red de distribución no debe ser superior a 60 metros de columna de agua y la presión en cualquier punto de la red se obtiene restando a la presión estática la pérdida de carga.
Cuando la toma se realiza en un depósito o conducción que proporciona, al comienzo de la red de distribución, una presión superior a 60 mcda, se dispone, entre la toma y la red, de una válvula reductora de presión.
Cuando las sobrepresiones se producen en determinadas zonas del núcleo urbano, debido a la diferencia altimétrica entre distintos sectores del mismo, se divide la red en pisos, conectados entre sí por una conducción provista de una válvula reductora de presión. En paralelo con la válvula reductora se conecta una llave de paso que impide el paso de agua en caso de avería en la válvula. Cuando la presión aguas arriba sea igual o mayor al doble de la máxima presión de estática, aguas abajo se sitúan 2 válvulas reductoras en paralelo.
3.3. TIPOS DE RED DE DISTRIBUCIÓN
Las redes de distribución pueden ser ramificadas o malladas.
• Red de distribución ramificada: contiene una arteria principal de la que van saliendo, con diámetros menores, distintas tuberías secundarias, de las que a su vez, se desgajan otras tuberías de tercer orden, y así sucesivamente hasta llegar a todos los consumidores. La ventaja es su economía en la instalación y el inconveniente es que en caso de avería la red quedará en seco aguas abajo del punto averiado. Se utiliza en núcleos residenciales de 1000 habitantes como máximo.
• Red de distribución mallada: establece una auténtica malla cerrada por las arterias, quedando dividido en sectores mediante llaves de paso. Cualquiera de estos sectores puede quedar fuera de servicio sin afectar a la totalidad de la malla. Cada malla abastece a un mínimo de 500 viviendas y a un máximo de 1500.
3.4. SEPARACIÓN CON OTRAS INSTALACIONES
Las conducciones de abastecimiento de agua deben estar separadas de los conductos de otras instalaciones por unas distancias mínimas en cm., medidas entre las generatrices de ambas conducciones, quedando siempre
por encima de la conducción de alcantarillado. En caso de no poder mantener las separaciones mínimas se toleran separaciones menores siempre que se dispongan protecciones especiales.
Algunas distancias de separación de la red de abastecimiento de agua, con el resto de instalaciones son:
− Alcantarillado, de separación horizontal 60 cm y vertical 50 cm.
− Gas, de separación horizontal 50 cm y vertical 50 cm.
− Electricidad- alta, de separación horizontal 30 cm y vertical 30 cm.
3.5. MATERIALES Y ELEMENTOS CARACTERÍSTICOS
• En la conducción de alimentación y en la red de distribución el conjunto está enterrado en una zanja de dimensiones en función del diámetro del tubo. Debajo de la tubería hay una capa de áridos para su asentamiento. Encima de la tubería hay una capa de relleno de tierra apisonada. El tubo será de sección circular con superficies interior y exterior lisas y estará exento de defectos que bajen su resistencia. El tubo puede ser de fundición, con sus superficies protegidas para evitar incrustaciones o corrosión, de fibrocemento o de PVC.
• En ramales de acometida el conjunto está enterrado en una zanja de 80 cm. de profundidad y 60 cm. de anchura. Dicha zanja está formada por la capa de áridos, el tubo y el relleno de tierra apisonada. La tubería es de Polietileno de alta densidad, de sección circular, espesor uniforme y superficies interior y exterior lisas, sin imperfecciones.
• Otros elementos son:
– Reducciones en los cambios de sección.
– Codos en los cambios de dirección.
– Piezas en T en las derivaciones.
– Llaves de paso.
– Tapones en los extremos ciegos de la red.
– Válvulas reductoras de presión.
– Etc.
4. CIRCUITOS EN INSTALACIONES INTERIORES
4.1. ELEMENTOS INTEGRANTES
• La llave de toma se encuentra colocada sobre la tubería de la red de distribución y abre paso a la acometida.
• La acometida es la tubería que enlaza la instalación general interior del inmueble con la tubería de la red de distribución.
• La llave de registro situada sobre la acometida en la vía pública, junto al edificio.
• La llave de paso situada en la unión de la acometida con el tubo de alimentación, junto al umbral de la puerta en el interior de inmueble.
• La batería de contadores divisionarios se instala al final del tubo de alimentación. Los contadores divisionarios miden loas consumos particulares de cada abonado. El contador general mide la totalidad de los consumos producidos en el edificio. Los contadores pueden ser de dos tipos de velocidad o volumétricos. Los de velocidad llevan una hélice que cuenta las vueltas relacionando el caudal y los volumétricos llenan un volumen conocido y cuenta las veces que se vacía.
• La cámara o armario lugar donde se ubica la batería. Debe estar dotada de iluminación eléctrica y desagüe directo al alcantarillado.
• La válvula de retención se sitúa sobre el tubo de alimentación, junto a la conexión con la batería o, en el caso del contador general, después del mismo. Protege a la red de distribución del retorno de aguas sospechosas.
• El tubo ascendente o montante une la salida del contador con la instalación interior particular.
• La llave de paso del abonado se sitúa sobre le tubo ascendente, en un lugar accesible por el abonado.
• La derivación particular parte del tubo ascendente, con objeto de hacer difícil el retorno del agua. Hace su entrada junto al techo a un nivel superior al de los aparatos, manteniéndose horizontalmente a ese nivel.
• La derivación del aparato conecta la derivación particular o una de sus ramificaciones con el aparato correspondiente.
• Grifos, con tres tipos.
1. Grifos de macho, con pieza troncocónica perpendicular al eje y que ajusta en un asiento, dejando pasar agua cuando se alinee con el tubo
2.- Grifos de plato, que actúan por presión de una zapatilla en un asiento de metal y se cierran contra la corriente de agua sin golpe de ariete.
3.- Grifo de cierre automático, que sólo se abren con la presión de la mano.
4.2. MATERIALES
Los materiales empleados en tuberías y grifería en las instalaciones interiores deben tener las siguientes características:
– Deben soportar una presión de trabajo al menos de 15 Kg/cm2 en previsión a la presión de servicio y los golpes
de ariete formados al cerrar los grifos.
– Resistentes a la corrosión.
– Totalmente estables con el tiempo en sus propiedades físicas.
– No deben alterar ninguna de las características del agua.
– En el caso de sustancias plásticas deben tomarse las precauciones oportunas para que tales tuberías queden fuera de la acción del agua caliente.
Las tuberías se clasifican, según su rugosidad en:
• Tuberías de paredes lisas las construidas en plomo, acero, aluminio y materiales plásticos y
• Tuberías de paredes rugosas las construidas en hierro galvanizado.
Las llaves empleadas en las instalaciones deben ser de buena calidad y no producir pérdidas de presión excesivas, cuando se encuentren totalmente abiertas. Se clasifican en:
• Llaves de asiento inclinado y de compuerta: aquellas que estando totalmente abiertas, producen una pérdida de presión menor que una tubería de su mismo diámetro y paredes lisas con una longitud de 50 veces dicho diámetro.
• Llaves de asiento paralelo: aquellas que producen una pérdida de presión mayor que lo indicado en el caso anterior.
4.3. GRUPOS DE SOBREELEVACIÓN
La sobreelevación se consigue acumulando agua en un recipiente de aire a presión o bien en un depósito abierto elevado.
El equipo de agua a presión se sitúa en la planta baja del edificio. La puesta en marcha o paro del grupo motobomba obedece a un presostato encargado de mantener la presión entre 2 valores, que se determinan de manera que garanticen el funcionamiento correcto de los aparatos instalados.
El equipo motobomba con depósito abierto está situado en la parte alta del edificio. La puesta en marcha o paro están mandados por los niveles máximo y mínimo del agua en el depósito, a través de un flotador.
4.4. EMPLEO DE FLUXORES
Un fluxor o válvula de descarga es un grifo de cierre automático que se instala sobre la derivación de una instalación interior de agua para ser utilizada en el inodoro.
Está provisto de un pulsador que produce una descarga abundante de agua, de duración variable a voluntad.
4.5. INSTALACIONES DE AGUA FRÍA
La red interior de agua fría se puede ajustar a uno de los siguientes esquemas. a) Contador único y distribución vertical por grupos múltiples de columnas.
b) Contador único y distribución vertical por grupo único de columnas. c) Contadores divisionarios centralizados.
d) Contadores divisionarios en cada vivienda o local.
Tenemos que tener en cuenta las siguientes 3 consideraciones:
– Cuando existan fluxores, se alimentarán mediante una red independiente de la general.
– Cada columna sirve a 10 plantas como máximo.
– En una red mixta acero-cobre, el acero se situará siempre antes que el cobre, con relación al sentido de circulación del agua. En la unión se pondrá un manguito de latón.
4.6. INSTALACIONES DE AGUA CALIENTE
Puede ajustarse a 4 esquemas:
a) Producción centralizada con contadores divisionarios en cada vivienda o local y distribución vertical por grupo único de columnas.
b) Producción individual a partir de cualquier esquema de agua fría.
c) Producción centralizada, con contador único para cada nivel de presión y distribución vertical por grupos múltiples de columnas.
d) Producción centralizada, con contador único para cada nivel de presión y distribución vertical por grupo único de columnas.
Los sistemas centralizados de contador único se aconsejan en edificios para unificar gastos, como hoteles, hospitales, etc.
Podemos considerar los siguientes 4 productores de agua caliente que son:
1.- Calentadores instantáneos de agua por gas.
2.- Calentadores acumuladores de agua a gas o electricidad.
3.- Calderas mixtas de calefacción y agua caliente sanitaria
4.- Colectores solares.
5. CANALIZACIONES
Se llaman canalizaciones a la red de conductos que, enlazando las bajantes de aguas residuales y aguas pluviales, las conduce al exterior del edificio.
Las canalizaciones se hacen con tubos de cemento, fibrocemento, gres barnizado o resina sintética. Las bajantes de residuales, al no soportar más que una pequeña presión, pueden ser de fibrocemento, acero, plástico o fundición sanitaria. Las bajantes exteriores pueden ser de cinc, cobre, fundición o palastro emplomado o galvanizado.
Cada aparato de servicio debe ir provisto de un sifón u otro dispositivo análogo que impida la salida de olores de la alcantarilla.
Las aguas procedentes de un edificio serán vertidas a una red de alcantarillado. Si la zona no está provista de tal sistema deberán ser tratadas en una fosa antes de ser devueltas a la naturaleza.
Las canalizaciones disponen de sifones que son dispositivos donde se mantiene el agua acumulada impidiendo el paso del aire de la red de evacuación hacia el interior del edificio para evitar los malos olores.
También disponen de tuberías de ventilación que son los tubos que acometen a la red de desagüe cerca de los sifones, para evitar depresiones, así en la descarga del WC con la depresión entraría aire del exterior, sin succionar de tuberías cercanas.
6. CIRCUITOS DE DEPURACIÓN DE AGUAS
El tratamiento de aguas residuales consiste en la aplicación de una serie de procesos cuya utilización y secuencia dependen de las características del agua residual. Dentro de las líneas de tratamiento convencional destacamos las más importantes, como línea de agua, de fangos y de gas.
• Línea de agua: comienza con la llegada de agua bruta a la depuradora y sus fases son las siguientes, pretratamiento, tratamiento primario, secundario y terciario.
– Pretratamiento: se desarrolla en 3 operaciones: el desbaste que consiste en hacer pasar el caudal de agua residual a través de una reja, separando residuos de gran tamaño. El desarenado consiste en disminuir la velocidad del agua para producir la sedimentación de la arena, y separarla así, del agua. El desengrasado consiste en la eliminación de cuerpos flotantes, como grasa, fibras y pelos. El proceso es el mismo que el de las arenas.
– Tratamiento primario: los decantadores primarios son grandes depósitos en los que mediante la disminución de la circulación del agua, se consiguen los mismos efectos que en el pretratamiento pero de manera más fina. Los procesos de este tratamiento son, una decantación, donde al bajar la velocidad del flujo se decanta los fangos, por coagulación, donde se usan sales de aluminio y hierro para que coagulen y luego floculen, por flotación, donde por medio de aire se eliminan grasas y otros métodos como las fosas sépticas que son cámaras en serie donde se deposita el fango y se produce la sedimentación y almacenamiento y los tanques imhoff que es un depósito divido en dos partes, la superior para sedimentación y la inferior para digestión.
– Tratamiento secundario o biológico: se consigue que parte de la materia orgánica en suspensión se agrupe en flóculos y sea capaz de sedimentar. Se puede realizar por 4 procedimientos, fangos activos, lechos bacterianos, biodiscos, y otros métodos.
– Fangos activos: consiste en introducir el agua en un depósito aireado, creando un buen medio para las bacterias contenidas en el agua. Al crecer las colonias forman flóculos que se sedimentan fácilmente.
– Lechos bacterianos: en un depósito relleno de piedras o piezas de material plástico, se rocía el agua residual y la materia orgánica va quedando prendida en la masa bacteriana adherida. Al ir creciendo se desprende, sedimentando en decantadores secundarios.
– Los biodiscos, donde el agua pasa de forma horizontal por el tanque con discos de gran diámetro y superficie que giran sobre un eje para estar en contacto con aire y agua.
– Otros métodos, son por lagunaje, filtros verdes y lechos de turba que se implantan en municipios pequeños.
– Tratamiento terciario, que sirve para eliminar contaminantes específicos, por lo que se utiliza si el agua tiene algún uso específico o proviene de la industria con algún contaminante.
Entre los tratamientos terciarios, está los tratamientos para eliminar nutrientes como nitrógeno y fósforo, la absorción para fijar ciertos materiales, el intercambio iónico, la separación por membrana, la oxidación avanzada para plaguicidas, fenoles, y la desinfección con cloración y ozonización.
• Línea de fangos: su objetivo es agrupar los diferentes contaminantes presentes en el agua. Sus procesos son:
– Espesamiento de fangos: dada la gran cantidad de agua presente en los fangos obtenidos en la etapa anterior, es necesario seguir disminuyendo los volúmenes. Puede hacerse de 2 formas, o por Espesamiento del conjunto, o por Espesamiento separado.
– Digestión de fangos: consiste en la transformación de las sustancias contenidas en los fangos, en otras que no tengan consecuencias nocivas. Se puede llevar a cabo por vía aerobia o por vía anaerobia.
– Deshidratación de fangos: primero se procede a su acondicionamiento, que consiste en aplicación de calor o productos químicos, que facilitan la deshidratación. Por último se someten a una incineración total o parcial.
• Línea de gas y energía: consiste en el aprovechamiento del gas de la digestión anaerobia, es decir del biogás formado por metano y dióxido de carbono. El coste de los equipos necesarios para realizar este proceso de aprovechamiento es muy elevado.
7. CONCLUSIÓN.
En este tema se han visto las instalaciones de una forma general y como se puede entender, hay distintos tipos de instalaciones o distribuciones según su cometido, ubicación, etc. Importante destacar que cualquier habitante debería tener un sistema básico de depuración, pero no es así en parte del globo.