Estación de bombeo para niños
Las estaciones de bombeo son construcciones especiales que sirven para mover líquidos, como el agua, desde un lugar bajo a otro más alto. Imagina que necesitas llevar agua de un río a una ciudad que está en una colina; una estación de bombeo es lo que hace ese trabajo.
Se usan mucho en diferentes áreas:
- Para llevar agua potable a las casas, especialmente en ciudades que no están cerca de montañas con manantiales altos.
- En los sistemas de alcantarillado de ciudades muy planas, para que las tuberías no tengan que ir demasiado profundas.
- En los sistemas de riego para la agricultura, sobre todo si el agua viene de pozos.
- Para drenar terrenos que están por debajo del nivel del agua, como en zonas pantanosas.
- En muchas plantas que tratan el agua, tanto para hacerla potable como para limpiar las aguas usadas, cuando el terreno no tiene suficiente pendiente.
- En muchas fábricas y plantas industriales.
Generalmente, una estación de bombeo tiene estas partes:
- Rejas: Son como filtros grandes que detienen la basura o cosas grandes para que no dañen las bombas.
- Cámara de succión: Es el lugar donde el líquido llega antes de ser aspirado por las bombas.
- Las bombas: Son el corazón de la estación, las máquinas que empujan el líquido.
- Línea de impulsión: Es la tubería por donde el líquido es enviado a su destino.
- Servicios auxiliares: Son sistemas de apoyo como:
* Dispositivos para proteger las tuberías de cambios bruscos de presión. * Sistemas de energía eléctrica o combustible para que las bombas funcionen. * Equipos para vigilar y comunicarse con la estación a distancia.
Contenido
Suministro de agua en canales
En países con muchos canales, las estaciones de bombeo son muy importantes. Los canales se usan para que los barcos naveguen, y cada vez que un barco pasa por una esclusa, se pierde un poco de agua de la parte más alta del canal. Además, las compuertas de las esclusas no son totalmente herméticas y algo de agua se filtra.
Para que los canales no se queden sin agua y sigan siendo navegables, hay que reponer el líquido. A veces, el agua se toma de ríos o arroyos cercanos. Pero si no hay una fuente natural, se usan estaciones de bombeo para mantener el nivel del agua.
Un ejemplo famoso es la Estación de bombeo de Claverton en el Canal de Kennet y Avon en el sur de Inglaterra. Esta estación bombea agua desde el cercano río Avon hacia el canal. Lo interesante es que usa bombas movidas por una rueda de agua, que a su vez es impulsada por el río.
Cuando no hay una fuente de agua externa, se pueden usar sistemas de "retrobombeo". Esto significa que el agua se toma de una parte baja del canal (después de una esclusa) y se bombea de nuevo a la parte alta, lista para el siguiente barco. Estas instalaciones suelen ser más pequeñas.
Drenaje de terrenos
Cuando se necesita secar o drenar áreas de tierra que están muy bajas, el método común es cavar zanjas de drenaje. Pero si el terreno está por debajo del nivel del mar, entonces es necesario bombear el agua hacia arriba para que llegue a canales que finalmente la lleven al mar.
Hace mucho tiempo, en la época victoriana en el Reino Unido, se construyeron estaciones de bombeo con bombas impulsadas por motores de vapor para esta tarea. En Lincolnshire (Reino Unido), grandes áreas de humedales que estaban al nivel del mar, llamadas "The Fens", se convirtieron en tierras de cultivo muy fértiles gracias a este método. La tierra es rica en nutrientes por el lodo que se acumuló allí.
En otros lugares, las estaciones de bombeo se usan para quitar el agua que se acumula en zonas bajas debido a fugas o inundaciones, como ocurre en Nueva Orleans.
Estaciones de bombeo prefabricadas
Hoy en día, existen las "estaciones de bombeo prefabricadas" o "en paquete". Son una forma eficiente y económica de instalar un sistema de drenaje. Son ideales para recoger y bombear líquidos como agua de lluvia, aguas residuales o aguas usadas de lugares donde el agua no puede fluir por sí sola.
Una estación de bombeo prefabricada es un sistema completo que viene dentro de una carcasa resistente, hecha de materiales como hormigón, polietileno o plástico reforzado. La unidad se entrega con las tuberías ya instaladas y lista para ser colocada bajo tierra. Después, se instalan las bombas sumergibles y los equipos de control. Pueden tener controles para funcionar de forma automática, alarmas si el nivel del agua sube demasiado o si una bomba falla, y sistemas para sacar las bombas fácilmente para su mantenimiento.
Los sistemas antiguos se construían en el lugar, con las válvulas en una estructura separada. Esto podía causar problemas, como que las partes se asentaran de forma desigual, dañando las tuberías. Las estaciones prefabricadas resuelven esto al tener todo en una sola carcasa, lo que también reduce el tiempo y el costo de instalación.
Estaciones de bombeo de agua
Las estaciones de bombeo de agua son diferentes de las de aguas residuales porque no necesitan estar diseñadas para manejar flujos máximos tan altos. Pueden clasificarse en cinco tipos principales:
- Bombear agua de una fuente (como un pozo) a un tanque elevado.
- Bombear agua sin tratar de un río o lago.
- Bombear agua para aumentar la presión en una tubería hacia un tanque elevado.
- Bombear agua tratada a alta presión para el servicio público.
- Bombear agua en un sistema de tuberías sin un tanque de almacenamiento.
Estas estaciones se construyen donde la necesidad de agua está clara, considerando el consumo de las personas y lo que se necesita para apagar incendios. El consumo de agua puede variar mucho por el clima, los ingresos de la gente, la población y si hay más casas, comercios o industrias.
Estaciones de bombeo de aguas residuales
Las estaciones de bombeo en los sistemas de recolección de aguas residuales (agua usada de casas y edificios) suelen estar diseñadas para manejar agua sin tratar. Esta agua llega por tuberías subterráneas que usan la gravedad para que el líquido fluya. Las aguas residuales se recogen y guardan en un depósito, llamado "pozo húmedo".
Este pozo tiene sensores que detectan el nivel del agua. Cuando el nivel sube a un punto determinado, una bomba se enciende para empujar las aguas residuales a través de un sistema de tuberías a presión. Si las aguas residuales se transportan a una distancia corta, la estación de bombeo puede simplemente descargarlas en otra boca de alcantarilla que use la gravedad. Desde allí, el ciclo se repite hasta que las aguas residuales llegan a su destino final, que suele ser una planta de tratamiento. De esta manera, las estaciones de bombeo ayudan a mover los desechos a lugares más altos.
Si llega mucha agua residual al pozo (por ejemplo, durante lluvias fuertes), se usan bombas adicionales. Si esto no es suficiente, o si la estación de bombeo falla, el sistema de alcantarillado puede desbordarse, liberando aguas residuales sin tratar al ambiente.
Las estaciones de bombeo de aguas residuales suelen tener una o varias bombas para manejar el flujo normal. Siempre hay bombas de repuesto para que, si una falla, las demás puedan seguir funcionando. El tamaño del pozo húmedo se calcula para que las bombas no se enciendan y apaguen demasiado seguido, pero tampoco para que el agua se quede estancada y se ponga en mal estado.
Las bombas de aguas residuales casi siempre son bombas especiales con un diseño que evita que se obstruyan con basura o materiales fibrosos. Un motor eléctrico las impulsa. Algunas bombas más pequeñas también trituran los sólidos en el agua para que pasen más fácilmente.
El interior de una estación de bombeo de aguas residuales es un lugar peligroso. Pueden acumularse gases que son dañinos. Por eso, solo personal capacitado y con el equipo adecuado puede entrar a estas áreas. Para reducir la necesidad de entrar, las instalaciones suelen estar diseñadas para que las bombas y otros equipos puedan ser retirados desde afuera.
Las estaciones de bombeo de aguas residuales más antiguas tenían un "pozo húmedo" (donde se recoge el agua) y un "pozo seco" (donde estaban las bombas). Las bombas se instalaban bajo tierra en el pozo seco. Aunque estaban separadas del agua, los pozos secos también eran espacios cerrados y peligrosos. Por eso, los motores eléctricos se colocaban a menudo por encima del nivel del suelo, protegidos por pequeñas casetas, y movían las bombas a través de un eje vertical. Estas casetas son la parte visible de las estaciones antiguas.
Las estaciones de bombeo más modernas no necesitan un pozo seco ni una caseta. Solo tienen un pozo húmedo. En estas, las bombas sumergibles, con su motor eléctrico, se instalan dentro del pozo húmedo, bajo el agua. Se montan en rieles verticales y se conectan a una base fija. Para el mantenimiento, las bombas se levantan con una cadena por los rieles hasta el nivel del suelo. Como los motores están sellados y bajo el agua, no les afecta el clima.
Debido a que son mucho más seguras y ocupan menos espacio, las estaciones de bombeo con bombas sumergibles han reemplazado casi por completo a las tradicionales. De hecho, muchas estaciones antiguas se modernizan instalando bombas sumergibles en el pozo húmedo y eliminando el pozo seco y la caseta.
Controladores electrónicos
Los fabricantes de bombas siempre han creado aparatos electrónicos para controlar y vigilar las estaciones de bombeo. Hoy en día, es muy común usar un controlador lógico programable (PLC) o una Unidad Terminal Remota (RTU) para este trabajo. Sin embargo, a veces es mejor usar un controlador específico para bombas debido a la experiencia necesaria para resolver ciertos problemas.
Las RTU son muy útiles para vigilar cada estación de bombeo a distancia desde una sala de control central. Esto se hace con sistemas llamados SCADA (Control de Supervisión y Adquisición de Datos). Esta configuración ayuda a detectar fallas en las bombas, niveles de agua y otras alarmas, haciendo el trabajo más eficiente.
Esquemas de almacenamiento por bombeo
Un esquema de almacenamiento por bombeo es un tipo de central eléctrica que sirve para guardar y producir electricidad cuando hay mucha demanda. Funciona moviendo agua entre dos embalses que están a diferentes alturas.
Normalmente, el agua baja de un embalse alto a uno bajo, pasando por turbinas que generan electricidad. Esto se hace cuando se necesita energía. Durante los momentos en que se usa menos electricidad, como por la noche, los generadores se invierten y funcionan como bombas. Estas bombas suben el agua de nuevo al embalse superior, lista para cuando se necesite más energía.
Estaciones de bombeo importantes
Hay miles de estaciones de bombeo en el mundo. Aquí te mostramos algunas mencionadas en esta enciclopedia:
España
- Estaciones de abastecimiento público de agua en Barcelona. Una de ellas es parte del Museo de Historia de la Ciudad de Barcelona, llamada Casa del Agua. Otra es un museo por sí misma: Museu Agbar de les Aigües (museo Agbar del agua).
Países Bajos
- Drenaje de tierras
- Estación de bombeo Cruquius (Todavía funciona, pero ya no con vapor).
* Tiene un motor de 8 vigas con el cilindro más grande del mundo (3,5 metros de diámetro).
- Ir. D. F. Woudagemaal, (Estación de bombeo de Wouda) (la estación de bombeo a vapor más grande del mundo). Ya fue reemplazada, y desde 1998 es considerada Patrimonio de la Humanidad por la UNESCO.
Irak
- Estación de bombeo de drenaje de Nasiriya, provincia de Dhi Qar.
Véase también
- Cangilón
- Molino
- Motor de riego
- Noria
- Potencia de una bomba hidráulica
- Central hidroeléctrica reversible
- Transporte por tubería
