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Almacenamiento y regulación de agua en el sistema de distribución

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Sobre el blog

Luis de Anda Valades
- Ingeniero civil UANL - Profesional del sector agua potable | Operación del sistema de distribución para COMAPA Nuevo Laredo | Everything do it with passion! | Tamaulipas, México

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  • Almacenamiento y regulación agua sistema distribución

Uno de los aspectos primordiales para cumplir con el suministro de agua potable a una población es su almacenamiento y regulación. Operar un sistema de distribución conlleva a conocer los criterios básicos operativos que se implementan, desde la variación de consumo a lo largo del día por parte de los consumidores hasta el manejo de los sistemas de válvulas y equipos de bombeo que se encuentran en cada uno de los tanques de almacenamiento. Otro punto importante es el criterio. Este se aplica para cada maniobra o decisión que se deba tomar. El personal implicado en estas zonas de trabajo tienen el poder de la "toma de decisiones", que hará, entre otras cosas, que el sistema trabaje de manera eficiente, sin poner en riesgo el suministro y cuidando las instalaciones. Para un observador casual, el objetivo de este tipo de infraestructuras solo sirve para almacenar agua para un incendio, o simplemente para tener agua almacenada. Pero la operación, mantenimiento y objetivo de éstos va mas allá.


La operación debe ser constante, segura y eficiente. 

Por otro lado, es importante mencionar la diferencia entre "almacenamiento" y "regulación". No todos los tanques tienen la capacidad de almacenar agua para eventos extraordinarios. El gasto que reciben es igual, o casi igual al gasto de salida hacia la red. No obstante, hay aquellos que tienen la capacidad (volumen adicional) de bombear agua por un tiempo determinado sin recibir un gasto de la fuente de abasto, ya sea por alguna falla en la conducción o en la planta que suministra (fallas eléctricas). Nos permite el almacenamiento de un volumen de agua cuando la demanda en la población es menor que el gasto de llegada y el agua almacenada se utiliza cuando la demanda es mayor. Esto es parte de la regulación. Generalmente esto se hace por periodos de 24 horas.

  • Balance de suministro y demanda en la red.

La demanda de agua a nivel doméstico e industrial en una ciudad varía a lo largo del día dependiendo principalmente de:

  1. La zona geográfica de la localidad (por el clima que prevalece a lo largo del año).
  2. La época del año.
  3. El uso del agua durante el día y la noche.
  4. El uso de las industrias y su alta demanda en horas pico.

Generalmente, el uso de agua a nivel domestico varía. Por las mañanas el aumento es mayor conforme los usuarios se preparan para el trabajo o escuela, además de que se empiezan a hacer tareas del hogar. Luego el uso decrece al mediodía. Cerca de la hora de la cena la demanda se incrementa porque casi todos están en casa, se riegan jardines, lavan coches y realizan otras actividades que demandan agua.


Variación diaria de la demanda del sistema. Fuente: AWWA

Tomando como base la gráfica anterior, podemos decir que la demanda de hora punta es 175% de la demanda promedio diaria. El llenado de los tanques en ciertas circunstancias debe hacerse durante las horas de demanda mínima, que es de 12:00 am a 6:00 am. Esto con el objetivo de no poner en riesgo el suministro a la red. La modificación de presiones en los sistemas de bombeo es también un elemento que permitirá mantener en buena operación el tanque. Con un almacenamiento adecuado, el agua puede bombearse a una velocidad más uniforme, no teniendo que seguir directamente el uso de los consumidores. 

  • Tipos de tanques de almacenamiento. Conceptos básicos.

Para determinar que tipo y sitio del tanque de almacenamiento se tiene que construir debemos tomar en cuenta la disponibilidad de materiales en la zona, las condiciones de topografía y de geotecnia, la disponibilidad del terreno y las líneas de conducción y redes de distribución, tanto existentes como de proyecto. Es muy importante tomar esto en cuenta por que de ello dependerá la funcionalidad operativa del mismo y la inversión que se debe poner para su construcción. 

- Tanques superficiales.  Estos se encuentran construidos a nivel de terreno. Es uno de los más comunes que se construyen siempre y cuando cuenten con una topografía adecuada. Así mismo, se operan adheriéndoles a éstos sistemas de bombeo, que permiten darle mas dinámica al agua que se suministra. Su mayoría son de concreto reforzado.


Sistema de bombeo en un tanque superficial. (Comapa Nuevo Laredo)

- Tanques elevados.  Estos tanques se utilizan cuando la topografía del terreno es plana. Se pueden construir de concreto o de acero. Generalmente, la mayoría de los tanques elevados se diseñan para operar en conjunto con el sistema, en otras palabras, se conectan directamente a las líneas principales. En nuestra localidad el uso de este tipo de tanques ya no es efectivo. El gasto máximo horario ya no permite almacenar o regular la demanda del sistema. Es por eso que se construyeron tanques superficiales con sistemas de bombeo. 


Tanque elevado "Reservas" (Comapa Nuevo Laredo)

  • Localización de tanques. 

Como comentaba anteriormente, uno de los aspectos claves para construir un tanque es la condición topográfica del terreno. A parte de esto, la hidráulica del sistema y la disponibilidad de terrenos apropiados determinan en gran medida el sitio donde se localizará.  

Consideraciones especiales: 

1. Económicamente, más no funcionalmente en todos los casos, deberían recibir la aportación del gasto por gravedad. En muchos casos esto es casi imposible. 

2. De la misma manera, el suministro a la red debería ser por gravedad, utilizando los tanques elevados. 

3. Cuando se tengan desniveles mayores a 50 m.c.a, es conveniente localizar varios tanques para servir a zonas determinadas, ya sea por gravedad, o por bombeo si el nivel no lo permite. 

4. Muy a menudo, la mejor alternativa es instalar los tanques en ubicaciones intermedias donde el sistema de distribución existente lo pueda soportar. 

En otra oportunidad escribiré como se determina la capacidad de un tanque de almacenamiento, tomando como base el gasto máximo horario, así como los accesorios que se utilizan en éstos. 


El ciclo de regulación.

El tanque debe proporcionar un servicio eficiente bajo normas estrictas de higiene y seguridad. En la casi totalidad de las obras de abastecimiento la aportación o gasto de la conducción generalmente es continua durante las 24 horas y a través del año; en cambio, los consumos del sistema de distribución son variables en todos los casos, incrementándose las demandas a través del tiempo.


Cada caso es especial, y debe haber común acuerdo entre el proyectista y el operador de agua. Pensar en la eficiencia operativa a futuro y el crecimiento futuro de la población debe ser el punto base de este acuerdo. El uso de tecnologías, como la telemetría, debe ser una realidad, la automatización de nuestros sistemas de abastecimiento deben mejorar. 

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