Principios Fundamentales de la Gestión Avanzada de Sistemas de Saneamiento

La gestión avanzada de sistemas de saneamiento se basa en:

• Conocimiento preciso del sistema.
• Planificación integral (explotación activa y controlada, regulación, gestión integrada y coordinada entre responsables del alcantarillado, depuradoras y medios receptores).

Condicionantes del Sistema de Alcantarillado

Condicionantes Externos

• Precipitaciones intensas.
• Orografías a veces complicadas (relieves, depresiones).
• Medios receptores (ríos, lagos) que fluyen sobre el alcantarillado.
• Territorio lleno de infraestructuras viarias.
• Rápido y poco ordenado desarrollo urbanístico.
• Extensión permanente de la red bajo una visión local y a corto plazo.

Condicionantes Relativos a la Propia Red de Alcantarillado

• Redes muy complicadas.
• Conocimiento limitado de la configuración de la red.
• Conocimiento limitado de su estado de conservación.
• Conocimiento limitado de su funcionamiento en tiempo de lluvia.
• Valor patrimonial elevado.

Condicionantes Relativos a la Gestión

• Déficit generalizado de elementos de captación.
• Ausencia de criterios de gestión.
• Falta de mantenimiento generalizada (deterioro de instalaciones).

Problemática Común en Redes de Alcantarillado

• Acumulación de sedimentos y obstrucción de imbornales.
• Olores.
• Accidentes por socavones y hundimientos.
• Inundaciones urbanas.
• Impacto ambiental por vertidos.

El Plan Director de Alcantarillado (PDA)

El Plan Director de Alcantarillado es el producto tangible de la planificación. Aunque es un fin en sí mismo, también es el inicio de una nueva etapa en la gestión del alcantarillado. Es un documento que:

• Refleja el diagnóstico de la situación actual.
• Fija objetivos y criterios de seguridad y protección para la situación.
• Define las obras necesarias (obras civiles, instalaciones).
• Valora las obras y las prioriza.
• Plantea la explotación y el mantenimiento del sistema.

Aspectos Regulatorios: Tramitación de Autorizaciones de Desbordamientos

La tramitación de autorizaciones para los Desbordamientos de Sistemas de Saneamiento (DSS) presenta las siguientes características:

1. La tramitación de autorización de los desbordamientos de sistemas de saneamiento (DSS) es semejante a la de vertidos en tiempo seco. La solicitud se presenta en formularios específicos.
2. Condicionado de la autorización de DSS: No se limita el caudal (Q) ni se determina el canon de control de vertidos.
3. Los DSS se pueden autorizar en el mismo expediente que la Estación Depuradora de Aguas Residuales (EDAR) o en otra autorización de vertido independiente.
4. Se autorizan las condiciones solicitadas a la espera de que el Ministerio de Medio Ambiente (MMA) defina las normas técnicas.

Criterios Aplicados en la Autorización de DSS al Dominio Público Hidráulico (por ejemplo, en CHC):

• Caudal de admisión hacia la EDAR durante episodios de lluvia: 20 l/s como mínimo por cada mil habitantes equivalentes.
• Elementos instalados en el aliviadero para reducir la evacuación al medio receptor de sólidos gruesos y flotantes, y para retener y evacuar hacia la depuradora las primeras aguas de escorrentía.
• Volumen de retención: No existe una norma definida.

Diseño y Operación de Estaciones de Bombeo (EB)

Cálculo de Cotas de Arranque de Cada Bomba

El proceso para determinar las cotas de arranque incluye:

• Determinar el volumen útil necesario.
• Fijar las dimensiones de la superficie del pozo.
• Calcular el volumen muerto mínimo a partir de las cotas constructivas, de la profundidad mínima de inmersión y de la superficie del pozo. El volumen total es la suma del volumen útil y del volumen muerto.
• Calcular el volumen muerto del pozo a partir del volumen y de la superficie del pozo.
• Calcular las alturas (h) de los volúmenes parciales (V). Estas alturas corresponden a la diferencia de cotas de arranque sucesivas.
• Partiendo de la profundidad del pozo, se calculan las cotas de arranque una tras otra, de arriba abajo. La última cota calculada de esta forma es el nivel de parada.
• Determinar el nivel de la solera del pozo restando al nivel de parada la profundidad mínima de inmersión y la altura mínima constructiva.

Características de las Bombas para Aguas Residuales

• No suelen requerir grandes caudales (Q) ni grandes alturas de elevación (H).
• En muchos casos, existe limitación de espacio.
• Usos predominantemente urbanos.

Tipos Específicos de Bombas

Bomba Centrífuga Vertical de Motor Sumergido

Esta construcción ofrece una solución a la limitación de espacio al permitir que el motor quede sumergido. Sin embargo, presenta desafíos técnicos:

• Problemas de Estanqueidad: Se presentan en el retén o junta mecánica que permite el giro del eje y en el paso y embornado de cables de alimentación.
• Problemas de Refrigeración: Al no poder circular aire o agua por los devanados del motor. La solución es mediante camisas de refrigeración para que el agua pase al gran volumen y baje la temperatura (T) del motor.

Esta construcción se generaliza en bombas de pozo profundo, para aguas residuales y de drenaje.

Bomba Axial

• Elevan grandes caudales (Q) a pequeñas alturas (H).
• Su campo de utilización es el drenaje.
• Por su mayor velocidad relativa, permite que la unidad motriz y la de bombeo sean más pequeñas.
• Utilizan rodetes abiertos o hélices.
• El agua entra de manera axial y los álabes le imprimen una componente rotacional. Los álabes elevan el agua transformando la cota cinemática en cota de presión sin efecto centrífugo.
• La estanqueidad se logra con una caja en el codo de descarga.

Asociación en Serie de Bombas

La asociación en serie se utiliza cuando:

• Se requiere una mayor altura de elevación con bombas de menor altura y potencia (porque se consigue mejor rendimiento y porque no hay bombas en el mercado adecuadas a las necesidades).
• Si se asocian en serie con motores independientes, si uno para, el resto puede seguir elevando el mismo caudal (Q) aunque con una altura (H) inferior; la bomba averiada funcionaría como una turbina.
• No se suele usar para regulación, solo si se requieren alturas de elevación diferentes.

Diseño de Estaciones de Bombeo (EB)

Fraccionamiento del Caudal de Bombeo

El fraccionamiento del caudal de bombeo ofrece múltiples ventajas operacionales:

• Permite adaptar mejor el caudal bombeado al que demanda la red.
• Da mayor seguridad a la explotación, ya que se puede tener algún grupo fuera de servicio sin que se afecte al suministro de agua.
• Los transitorios creados en las maniobras ordinarias de la instalación son más pequeños.
• La sobreintensidad del arranque de los grupos transmitida al centro de transformación y a la línea eléctrica es pequeña.
• La selección de los grupos es más versátil, ya que aumenta el campo de posibilidades y permite elegir grupos que se adapten mejor a las necesidades de la instalación.

Protecciones y Enclavamientos en Estaciones de Bombeo

Protecciones en la Aspiración

• La bomba no puede arrancar si la válvula de aspiración está cerrada.
• La bomba no puede arrancar si el nivel del agua en la cámara es inferior al prefijado.
• Se produce una parada secuencial de los grupos si desfallece el nivel del agua en la cámara de aspiración, o si la presión (P) en la aspiración es inferior al valor prefijado.

Protecciones en la Impulsión

• Al iniciar el arranque, la válvula de mariposa de la impulsión debe estar cerrada.
• Al iniciar el arranque, la presión (P) en el colector de impulsión no debe ser inferior al desnivel geométrico de la impulsión.
• Si durante la marcha de los grupos cae la presión (P) por debajo de un valor prefijado, se debe iniciar la parada programada de toda la estación de bombeo.