Redes de Distribución de Agua
El objetivo principal de las redes de distribución de agua es asegurar un suministro continuo y suficiente a todos los abonados, teniendo la extensión precisa para cubrir la totalidad de la población.
Depósitos de Regulación y Distribución
Teniendo en cuenta que el caudal de abastecimiento de agua es constante durante las veinticuatro horas del día (en caso de conducción por gravedad) o durante solo ciertas horas (en caso de elevación), y que, en cambio, el caudal de consumo es esencialmente variable, se precisa el uso de depósitos. Estos permiten almacenar el agua sobrante cuando el caudal de consumo es menor que el de abastecimiento y, recíprocamente, aportan la diferencia cuando el caudal de consumo es mayor.
Asimismo, deben cubrir otras necesidades:
- Proporcionar un suplemento extraordinario de H2O en caso de incendios.
- Atender a las necesidades de la población en caso de reparaciones o averías en la red.
Uso Industrial
En la industria, y a menor escala, también se utiliza el depósito como medio de almacenamiento para equilibrar tanto las tasas de bombeo a corto plazo como el suministro y la demanda a largo plazo, y para suministrar agua durante emergencias como incendios y pérdida de capacidad de bombeo.
Almacenamiento Elevado
El almacenamiento elevado puede obtenerse mediante embalses de tierra, acero o concreto en terrenos altos, o por columnas reguladoras o tanques elevados. Los tanques elevados son construidos de acero con una capacidad de hasta 15.000 m3 (4·106 gal).
Tipos de Redes de Distribución
La distribución del H2O almacenada en los depósitos se efectúa por medio de una red de tuberías distribuidas por las diferentes calles, a fin de que en todos los puntos exista el caudal preciso y a la presión conveniente, en los momentos de máximo consumo.
Los sistemas de distribución pueden reducirse a tres fundamentales: ramificado, reticulado y circular.
Sistema Ramificado
Consiste en una tubería principal de la que se derivan arterias secundarias, de las que se desgajan otras de tercero, cuarto o más órdenes, en forma análoga a los nervios de una hoja. Cada punto de la red recibe el agua sólo por un lado, por lo que una avería en un punto deja sin suministro a toda la zona situada a continuación del punto averiado.
Sistema Reticulado (o Mallado)
En la red reticulada, los extremos de los ramajes se unen y el agua puede llegar a un punto determinado por dos o más caminos. Ventaja: En caso de avería, el agua llega al resto de la red por otras tuberías, ya que tiene diferentes puntos de alimentación y múltiples entradas.
Sistema Circular (o Anular)
Consiste en completar la arteria maestra central con otras arterias circulares por las que puede darse paso, en caso necesario, a grandes caudales que abastezcan las zonas servidas por sus extremos opuestos.
Componentes y Mantenimiento de la Red
Válvulas
Las líneas arteriales deben tener válvulas a intervalos no mayores de 1,5 km. Todas las líneas más pequeñas conectadas a ellas deben poseer válvulas, de tal forma que un daño en las líneas menores no requiera el cierre de las grandes. Las grandes tuberías primarias deben estar provistas de válvulas de purga en puntos bajos y de válvulas de vacío y alivio de aire (ventosas) en puntos altos.
Hidrantes
El propósito de los hidrantes es proveer protección contra incendios, aunque también pueden ser usados para expulsar aire en puntos altos y sedimentos en puntos bajos del sistema. El hidrante está conectado a la tubería principal por medio de una extensión lateral de no menos de 150 mm de diámetro.
Control de Calidad del Agua
Una vez descontaminada la tubería tras su instalación, deberán realizarse análisis bacteriológicos del H2O para asegurarse de que el recuento total de bacterias no exceda de 500/ml y de que no se encuentran bacterias coliformes.
Tuberías de Servicio (Acometidas)
Las tuberías de servicio son aquellas que se extienden desde las tuberías principales hasta los medidores de los usuarios.
Las líneas de servicio pueden ser de plástico o metal (cobre) e incorporan un cuello de ganso que permite algún movimiento relativo entre la tubería principal y la acometida. En puntos altos se instalan válvulas de vacío y ventosas para admitir aire cuando la línea esté desocupada o expulsarlo si se acumula.
Materiales de Tuberías, Válvulas y Accesorios
La elección de materiales para accesorios, válvulas y tuberías es crucial y estará en función de las características del agua, del terreno y de las presiones de trabajo. Los materiales comunes incluyen:
- Fundición dúctil
- Acero
- Fibrocemento
- Hormigón (armado o pretensado)
- Acero revestido (asfaltado, cemento)
- Plomo (en desuso por toxicidad)
- Materiales plásticos (PVC, PEAD)
Tuberías de Hierro Fundido
Las tuberías de hierro fundido son extremadamente durables y puede esperarse que tengan una vida de servicio de más de 100 años. Sin embargo, están sujetas a corrosión, dando lugar a un fenómeno denominado tuberculación, en el cual el interior de la tubería es revestido por incrustaciones de óxido, reduciendo su diámetro efectivo e incrementando su rugosidad relativa. La combinación de estos efectos puede producir una reducción en la capacidad hidráulica del 70% o más. Por esta razón, se suele revestir la tubería de metal con cemento o con material bituminoso.
Tuberías de Acero
El acero puede ser usado para tuberías de agua, particularmente en circunstancias donde las dimensiones son largas y las presiones altas. En tales circunstancias, el acero tiene ventajas económicas puesto que es más resistente y, por consiguiente, más liviano para una resistencia dada. En condiciones favorables, su vida puede sobrepasar los 50 años, siendo condiciones desfavorables para este tipo de tubería el agua y el suelo corrosivo.
Revestimientos
El revestimiento interior y exterior con mortero de cemento Pórtland ha demostrado proveer buena protección contra la corrosión externa e interna, incrementar la resistencia al colapso y mejorar las propiedades hidráulicas.
Tuberías de Hormigón
La tubería de cilindro de concreto (hormigón) es a menudo usada en el transporte de agua. Esta es fabricada envolviendo un alambre de alta resistencia a la tensión alrededor de un cilindro de acero que ha sido revestido con un mortero de cemento colocado centrífugamente.
Excepto en aguas ácidas, la tubería de concreto no está sujeta a corrosión y no sufre pérdida de capacidad hidráulica con el tiempo. Su durabilidad estimada es de unos 75 años.
Tuberías de Plástico
Las tuberías de plástico (como PVC o Polietileno de Alta Densidad – PEAD) son fabricadas tanto de materiales termoplásticos como de compuestos reforzados con fibra. Se utiliza tanto en plomería doméstica como en sistemas de distribución de agua, ya que es mucho más fácil de manejar e instalar y, en general, más económica que los materiales tradicionales como el hierro y el concreto.
Sin embargo, fenómenos como el flujo frío (creep), la cristalización o los esfuerzos durante la instalación pueden afectar al servicio del plástico a largo plazo. Suelen ofrecer una garantía promedio de 25 años tanto para el material como para el funcionamiento.
Galerías de Servicios Urbanos
El objeto de la construcción de las galerías de servicios es centralizar todas las canalizaciones del subsuelo de una vía pública (a excepción de las de gas) en un único conducto visitable. Esto consigue varias ventajas:
- Suprimir operaciones de apertura de zanjas en la vía pública.
- Facilitar las reparaciones y el mantenimiento de las diferentes redes (agua, saneamiento, electricidad, telecomunicaciones).
- Minimizar las fugas de agua de las tuberías, que se producen con más facilidad en contacto directo con el terreno debido a la corrosión y a los movimientos de adaptación del suelo.
La sección más empleada es la de tipo A, con 1,90 m de anchura y 2 m de altura máxima desde el andén (y 1 metro más por debajo de este andén). Cuando la anchura de las calles lo permite, se deben emplazar dos galerías, una por debajo de cada acera.