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Consideraciones Arquitectónicas en  el diseño (interior/exterior) de  edificaciones para bombas  centrífugas.
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  • 1. CONSIDERACIONES ARQUITECTONICAS EN EL DISEÑO (INTERIOR/EXTERIOR) DE EDIFICACIONES PARA BOMBAS CENTRÍFUGAS.
  • 2. REPASO:  Una bomba centrífuga es un tipo de bomba hidráulica que transforma la energía mecánica de un impulsor rotatorio en energía cinética y potencial requeridas. Aunque la fuerza centrífuga producida depende tanto de la velocidad en la periferia del impulsor como de la densidad del líquido, la energía que se aplica por unidad de masa del líquido es independiente de la densidad del líquido. AQUÍ LES DEJAMOS UN LINK DONDE PODEMOS OBSERVAR EL FUNCIONAMIENTO DE ESTA BOMBA: http://www.youtube.com/watch?v=ycStpC16OwA
  • 3. PARTES DE UNA BOMBA CENTRÍFIGA
  • 4. INTRODUCCIÓN Las estaciones de bombeo son un conjunto de estructuras civiles, equipos, tuberías y accesorios, que toman el agua directa o indirectamente de la fuente de abastecimiento y la impulsan a un reservorio de almacenamiento o al consumo directo. El sistema deberá contar con dispositivos de control de paro y arranque de los equipos de bombeo, además de válvulas aliviadoras de presión o anticipadoras de golpe de ariete, u otros dispositivos para protección de la tubería de conducción contra la sobrepresión.
  • 5.  Durante el proceso del Diseño de una Estación de Bombeo, se ven involucradas una variedad de profesionales, tales como:  ING. CIVIL: Se requerirá el desarrollo de levantamientos topográficos, estudios geotécnicos, hidráulicos, y cálculos estructurales.  ING. ELÉCTRICO: : Diseño del Centro de control de motores, sistemas de fuerza, energía requerida, entre otros.  ING. MECÁNICO: selección de Bombas y motores, instalaciones mecánicas (válvulas, grúas, entre otros accesorios), además el Sistema de ventilación  ARQUITÉCTO: La adecuación arquitectónica y paisajística de la edificación destinada a albergar a la estación de bombeo es uno de los factores que no deben ser despreciados en el diseño
  • 6. COMPONENTES ESTRUCTURALES DE UNA ESTACIÓN DE BOMBEO:  SUBESTRUCTURA.  PISO DE OPERACIONES.  SUPERESTRUCTURA.  INSTALACIONES DE DESCARGA.
  • 7.  SUBESTRUCTURA:  Los pisos de sumidero y losas de base para los pasos de agua, las paredes exteriores de la estructura , y las paredes del separador de sumidero. Los componentes del área de sumidero se analizan en general como un marco que se extiende desde la base hasta el piso de operaciones.  PISO DE OPERACIONES:  Es el equipo de manejo de agua y el control eléctrico y mecánico. El operativo se monta en este piso, sometiéndola al peso muerto de los equipos de bombeo y control, y los empujes hidráulicos generados durante la operación de bombeo .
  • 8.  INSTALACIONES DE DESCARGA:  Estación situada en la línea de protección suele descargar directamente , ya sea por bombeo a mar abierto o en una cámara de descarga construidos monolíticamente con la estación de bombeo .  SUPERESTRUCTURA:  Son comúnmente construidas de concreto armado, o la unidad de mampostería de concreto y / o secciones de pared de ladrillo. En las estructuras de ladrillo o mampostería de concreto, normalmente se proporciona un marco separado dentro de la caja externa para apoyar el puente grúa . A menudo es económico para incorporar este marco en la pared estructural y / o sección del techo para proporcionar resistencia adicional
  • 9. ASPECTOS A TOMAR EN CUENTA PARA EL DISEÑO DE UNA ESTACIÓN DE BOMBEO:  Fuente de abastecimiento de agua: superficial o subterránea.  Lugar a donde se impulsará el agua: reservorio de almacenamiento Estudio de Demanda de agua potable de la población y sus variaciones, población beneficiada por el proyecto: actual y futura.  Características geológicas y tipo de suelo del área de emplazamiento de la estación de bombeo.  Nivel de conocimiento de la población que operara el sistema.
  • 10. ASPECTOS A TOMAR EN CUENTA PARA EL DISEÑO DE UNA ESTACIÓN DE BOMBEO:  Altura dinámica total requerida por el flujo Nombre:  Capacidad de la estación  Energía disponible  Energía requerida  Al volumen de los tanques de almacenamiento se le debe incrementar el equivalente a dos horas de servicio de interrupción de agua (volumen en situación irregular).  En los sectores hidráulicos no deben existir diferencias topográficas superiores a 30 metros.
  • 11. CONDICIONES ESTRUCTURALES Y NO ESTRUCTURALES Los diferentes proyectos en cada una de las actividades lleva al desarrollo de medidas estructurales (obras y elementos que prestan un servicio físico directo) y no estructurales (representadas por la asistencia de planes sociales, educación, cursos formativos e informativos, talleres).  ESTRUCTURALES: a.- Estabilización de márgenes de ríos y arroyos mediante obras longitudinales (en general terraplenes de reducida altura), que incluso pueden incluir obras transversales, tales como espigones que, si bien ayudan a proteger la margen afectada, pueden, si están mal diseñados, trasladar el problema de erosión a la margen opuesta. b.- Construcción de terraplenes de contención que, cuando también se los destina al transito constituyen las obras denominadas “hidroviales”, recomendables para áreas muy planas. El agua embalsada sirve para utilizarse en períodos de sequía y los terraplenes como refugio para el ganado. c.- Canales de drenaje superficial y subterráneo, basados en desplazar el agua a otros terrenos, o bien hacia otros cursos con salida natural los que, si no están dotados de estaciones de control en épocas de sequías, son muy negativos ya que contribuyen a eliminar la escasa agua freática disponible en esas épocas.
  • 12.  NO ESTRUCTURALES: a.- La necesidad de disponer de buena información básica, siendo en la actualidad de particular ayuda la información satelital. b.- La necesidad de un mantenimiento continuo; particularmente las obras de defensa basadas en equipamientos hidromecánicos. c.- Los aspectos descriptos pretenden enmarcar los diferentes usos del agua, su importancia a nivel de la población atendida y la importancia que representa dentro de este esquema las instalaciones de bombeo en sus diferentes formas.
  • 13. CARGAS ESTRUCTURALES:  Suelo (Cargas Laterales)  Cargas Hidrostáticas.  Levantamiento.  Carga Sísmica.  Cargas de Viento.  Carga en el techo.  Cargas producidas por las grúas.
  • 14. CONDICIONES ARQUITECTÓNICAS Y AMBIENTALES En líneas generales, las instalaciones que conforman a la estación de bombeo no deberían afectar al medio ambiente circundante; esto es, que se debe proteger de la generación de olores y ruidos que deterioren la calidad de vida en las parcelas vecinas. En función de esto se deberá:  Adaptar la arquitectura de la estación de bombeo a las características de las construcciones vecinas, a fin de “disimular” su presencia en el urbanismo. En ciertos casos se requerirá la construcción de estaciones de bombeo de aguas servidas en urbanizaciones, lo cual podría depreciar el costo de las viviendas; por lo que es necesario realizar todo lo posible para que la instalación no represente un impacto significativo en este aspecto.  La emisión de ruidos y luz deberían ser controladas mediante el empleo de muros o elementos disipadores del ruido y el empleo de luminarias adecuadas.  Se podría establecer una distancia de 0,80 m como espacio libre mínimo a cada lado de los equipos, siendo el óptimo del orden de 1,00 m. Asimismo elementos como escaleras deberán contar con las protecciones requeridas para garantizar la seguridad del personal (barandas, escalones antideslizantes)
  • 15. BOMBAS CENTRIFUGA HORIZONTAL  La disposición del eje de giro horizontal presupone que la bomba y el motor se hallan a la misma altura; éste tipo de bombas se utiliza para funcionamiento en seco, exterior al líquido bombeado que llega a la bomba por medio de una t ubería de aspiración. VERTICAL  Las bombas con eje de giro en posición vertical tienen, casi siempre, el motor a un nivel superior al de la bomba, por lo que es posible, al contrario que en las horizontales, que la bomba trabaje rodeada por el líquido a bombear, estando, sin embargo, el motor por encima de éste.
  • 16. TIPOS DE ESTACIONES DE BOMBEO 1. ESTACIONES DE BOMBEO PARA AGUA POTABLE: Instalaciones vinculadas con la extracción, tratamiento, almacenaje y distribución de agua potable. Si la fuente de suministro es subterránea, el bombeo se efectúa desde la base, siendo necesaria la instalación de bombas de pozo profundo, con motor sumergido o con eje extendido accionadas desde la superficie.
  • 17. 2. ESTACIONES DE BOMBEO PARA AGUAS RESIDUALES: Se instalan en los puntos colectores de menor cota geodésica con el objeto de elevar el efluente cloacal hacia la cota que permita efectuar su tratamiento y luego descargar el fluido hacia el cuenco o curso de agua receptor. En general son de cámara húmeda, con bomba sumergida y motor acoplado directamente o con eje extendido y motor exterior.
  • 18. 3. ESTACIONES DE BOMBEO PARA AGUAS PLUVIALES: Tienen la misión de efectuar el drenaje superficial de caudales provenientes de lluvias y transferirlos a zonas de mayor cota geodésica. Esta situación responde al drenaje de zonas inundables, protegidas por defensas especialmente dispuestas para tal fin.
  • 19. La casa de bombas se completa generalmente con otros servicios como el sistema de ventilación, escaleras, barandas, rampas para ingreso vehicular, vigas carrileras (en caso de que se requiera puente grúa para maniobras de izaje). Si bien las instalaciones electromecánicas de las estaciones de bombeo puede diferir entre los tres tipos vistos (Estaciones de Bombeo pluvial, cloacal y agua potable), en general puede afirmarse que todas ellas poseen los mismos componentes, aunque difieran en su diseño constructivo según la función desempeñar.
  • 20. ¡DEPENDIENDO DEL TIPO DE BOMBA, TENEMOS EL DISEÑO DE LA ESTACIÓN DE BOMBEO! BOMBAS CENTRIFUGAS VERTICALES BOMBAS CENTRIFUGAS HORIZONTALES
  • 21. ESTACIONES DE BOMBEO SEGÚN LA OBRA DE TOMA  1. La obra de toma en el cauce conjuntamente con la estación de bombeo se recomienda para grandes variaciones del nivel de agua en la fuente de abasto, cuando la terrazas del rio se inundan, cuando la profundidad en la margen no es suficiente o no existan condiciones favorable para la construcción de estaciones de bombeo y la tuberías de acceso en la margen. La utilización de obras de toma en el cauce se recomienda solamente después de la comparación técnico económica con otros tipos de obras.
  • 22.  2. La obra de toma en el cause y la estación de bobeo separadas en la margen, este esquema se debe utilizar si existen inconvenientes de aumentar las dimensiones de la obras en el cauce al unirlas con el edifico de la estación de bombeo o se dificulta el acceso hasta la estación de bombeo en el cause.
  • 23.  3.- La obra de toma en el cause y la estación de bobeo separadas en la margen, este esquema se debe utilizar si existen inconvenientes de aumentar las dimensiones de la obras en el cauce al unirlas con el edifico de la estación de bombeo, se dificulta el acceso hasta la estación de bombeo en la margen y los desniveles no son considerable. En ese caso, si por requerimientos de los organismos de la de la protección de la fauna (protección de peses), la toma debe estar sumergida a gran profundidad y no hay peligro de que se tupan la rejilla.
  • 24.  4. La obra de toma unida al edifico de la estación de bombeo en la margen, se debe utilizar si en la fuente existe suficiente profundidad y condiciones de estabilidad en la margen, la oscilación del nivel de las aguas es inferior a 5 m.
  • 25.  5. La obra de toma y la estación de bobeo ambas en la margen pero separadas ente sí, se utilizan para las mismas condiciones que en tipo 4, pero cuando las terrazas tiene un ancho considerable y las condiciones geológicas no so muy favorable
  • 26.  6. Las obras de toma sencillas en fuentes abiertas con estabilidad en la margen y pequeña oscilación de el nivel del agua, se utilizan para estaciones de bombeo fundamentalmente de pequeño caudal o provisionales. La toma se hace directamente de la fuente con tubería de succión.
  • 27.  7. Cuando la variación de los niveles en un embalse es muy grande se recomienda instalar la estación de bombeo en la salida de la toma de fondo de la presa, tiene la ventaja adicional de utilizar succión positiva
  • 28.  8. En tomas de agua en canales de riego se recomienda la obra de toma unida al edifico de la estación de bombeo, siempre que las condiciones lo permitan.
  • 29.  9. En tomas en canales utilizando succión positiva, cuando es necesario garantizar la estabilidad del edificio de bombas con rehincho alrededor de la estructura o disminuir el tamaño de la antecámara, se utiliza la estación de bombeo separada de la obra de toma
  • 30.  La selección del tipo de obra y su ubicación, deben garantizar la facilidad durante la etapa de construcción y futura explotación de la obra. Los distintos elementos que conforman la ogra deben tener un aspecto arquitectónico acorde al entorno del lugar de emplazamiento, tratando de reducir a un mínimo el área de construcción. Es recomendable prever área verde seleccionando las plantas características del lugar y dotar dotarla de la seguridad requerida mediante cercas, iluminación etc., según los requerimientos del lugar de emplazamiento
  • 31. ESTRUCTURAS ESPECIALES:  OBRAS DE PROTECCIÓN CONTRA PECES: Cuando en la fuente de abasto existen peces, es necesario prever instalaciones para su protección ya sea en la obra de toma o en los canales de acceso. La necesidad de estas obras y su tipo se debe acordar con lo organismos de protección de la fauna de cada lugar Teniendo en cuenta los requerimientos necesarios para la protección de peces la velocidad permisible e entrada es de 0,25 m/seg. y en la fuente de 0,1 m/seg.

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