SISTEMA DE COLECTOR DE AGUAS RESIDUALES AL VACÍO ISEKI

Presentación del tema: "SISTEMA DE COLECTOR DE AGUAS RESIDUALES AL VACÍO ISEKI"— Transcripción de la presentación:

1 SISTEMA DE COLECTOR DE AGUAS RESIDUALES AL VACÍO ISEKI
Desde la época de los romanos, las aguas cloacales han sido colectadas por Gravedad, hoy en la actualidad sigue funcionando la cloaca máxima de Roma, Italia. Las Cloacas gravitacionales requieren para su colección de una pendiente constante, para que las aguas cloacales puedan fluir hasta una planta de tratamiento o estación de bombeo. Las excavaciones asociadas con cloacas por gravedad, son frecuentemente anchas, profundas y costosas. Tienen un mayor impacto ambiental. Las boas de visita (registros), pueden ser una de las mayores causas de infiltración, de aguas superficiales al sistema colector gravitacional. La población de Palmarito, del Municipio Tulio Febres Cordero, del Estado Mérida, por su situación a orillas del lago de Maracaibo, presenta un elevado nivel freático, y por su topografía, costoso, ineficiente y con un alto impacto ambiental la colocación de un sistema colector de aguas negras convencional. Nosotros proponemos, para colectar y transportar las aguas cloacales de la población de Palmarito, un sistema que funciona por vacío (presión negativa) eficiente, sencillo y rápido de instalar y que va a producir un menor impacto ambiental a la comunidad de Palmarito.

2 Los Primeros 100 años de Sistemas Colectores de Cloacas al vacío
El principio de usar el vacío para colectar aguas negras y otros líquidos, data de los 1.860’s. Los principales pioneros fueron: CHARLES T. LIERNUR. Holandés El sistema liernur’s e construyó en Inglaterra, Holanda, Francia y Rusia y colectaba solamente excretas humanas, desde una poseta especial y era transportado por tubería de hierro colocados subterráneamente con perfiles en forma aserrada con elevadores investidos y conectaban a un tanque subterráneo. Diariamente las excretas en la poseta eran subsionadas y llevadas al tanque colector subterráneo ubicado en la calle y periódicamente, un carruaje tanquero de vacío sacaba las excretas del tanque, las cuales eran entamborados y se vendían como fertilizantes a los granjeros vecinos. HENRY GANDILLON. Francés 1920´s Colectaba ambas, las aguas negras y aguas superficiales de 304 viviendas, las tuberías no estaba en vació constante. JOEL LILIJENDHAL. Sueco 1950´s Perfecciono el primer sistema cerrado de vacío (vacío constante) utilizado en la actualidad como el pushbutton de las posetas de los aviones.

3 El Sistema ISEKI Un Sistema-Colector de Fluidos al Vació
SISTEMA COLECTOR DE CLOACAS POR GRAVEDAD: Se diseña y opera como un sistema de gravedad convencional. CAMARA DE RECOJIDA: - Cámara sumidero a la cual descargan las aguas residuales provenientes de hasta 4 propiedades o unidades a través de lo convencional. - Cada cámara alberga una válvula interfaz de vacío de 90 mm ISEKI. TUBERÍAS AL VACÍO: -Son tuberías que operan bajo el vacío, de cerca de 0,65 bar (9,72 psi) -Conectan las válvulas interfaces de vacío a la estación colectora de vacío. -Las tuberías son generalmente PVC o Polietileno (PEAD) con conexiones por electrofusíón. -Descansan a una profundidad entre 0,90 m y 1,20 m con perfil en forma aserrada con elevadores invertidos en toda su extensión.

4 ESTACIÓN COLECTORA DE VACÍO:
Comprende un tanque colector al vacío, bombas de vacío, bombas centrífugas de descarga y los controles asociados EN RESUMEN UN SISTEMA COLECTOR DE CLOACAS AL VACÍO OPERA DE LA SIGUIENTE MANERA: Las aguas residuales domesticas provenientes de hasta 4 propiedades o vivientes fluyen por gravedad hasta la cámara sumidero de vacío, cuando el pequeño sumidero ubicado en el fondo de la cámara se llena, la válvula interfaz de vacío abre automáticamente y el líquido seguido por una cantidad de aire es rápidamente introducido en la tubería colectora al vacío Cada porción de flujo, se mueve en incrementos a través de la tubería al vacío por el momentum producido al entrar el líquido y aire admitido a través de las válvulas interfaz al aperturarse. Cuando el momentum producido de cada influjo es consumido, el fluido temporalmente es colectado en el dobles inferior del perfil aserrado de la tubería colectora al vacío, hasta que otra válvula interfaz aguas arriba se opture y se repita el mismo movimiento secuencial.

5 Cuando una porción de líquido llega a la estación de vacío/bombeo, entra a el tanque colector sellado, donde posteriormente es bombeado a una planta de tratamiento de aguas negras. El elemento central de el sistema colector de cloacas al vacío, es la gran apertura de la válvula interfaz de vacío ISEKI, es extremadamente robusta y sus componentes son confiables. Fue diseñada en Inglaterra en los 80 por el Ingeniero Brian Foreman, el cual tuve el honor de conocer en una visita que realizó a Venezuela. La válvula interfaz de vacío, es controlada por un reloj neumáticamente, comienza un ciclo de tiempo programado y funciona sin la necesidad de equipos mecánicos o electricidad. La válvula interfaz ISEKI en conjunto, con el uso de comparativamente diámetros menores de tuberías, de PVC o PEAD, provee una alternativa practica y efectiva en costos, comparado con un sistema convencional por gravedad. En los sistemas de cloacas al vacío, las válvulas interfaz son instaladas en un sumidero de recogida de concreto prefabricado. Pero en el caso de Palmarito, debido al alto nivel freático y la salinidad del Lago de Maracaibo, se colocaran cámaras sumideros de recogida especiales a prueba de infiltración para ambiente marino; prefabricados en poliéster relleno con fibra de vidrio, para evitar infiltraciones de las aguas subterráneas o superficiales además de la corrosión

6 VENTAJAS EN EL COSTO DE INSTALACIÓN
Los sistemas de colección y transporte tienen muchas aplicaciones en las industrias colectando toda forma líquida, incluso aguas de lluvia, efluentes tóxicos y radioactivos. Las tuberías colectoras pueden ser instaladas sobre el terreno o elevadas o en ductos industriales. Otras de las ventajas de el sistema colector al vacío ISEKI: ZANJA MENOS PROFUNDA Y ANGOSTA: 1m de prof, 0.35m.ancho, en toda su extensión. TUBERÍA DE POLIETILENO ( PEAD´) DE PEQUEÑO DIÁMETRO (4”-20”) MAQUINARIA LIGERA PARA LA EXCAVACIÓN (Una Zanjadora de cable óptico) RELLENOS Y COSTES DE RECONSTRUCCIÓN MÍNIMOS: - La alineación de tuberías al vacío, son extremadamente flexible. - No requieren de bocas de visita, al cambiar de gradiente o dirección. - Los colectores de cloacas al vacío pueden instalarse por encima, por debajo, o alrededor de obstáculos, u otros servicios. - Pueden llevar flujo contra pendiente (aguas arriba)

7 VENTAJAS EN EL COSTO DE INSTALACIÓN
Las conexiones o uniones de las tuberías son de polietileno, soldaduras y estancadas de agua. La tubería es flexible y no se agrieta. No hay exudaciones ni infiltraciones. Velocidades de turbulencia de entre 4 y 6 mt / seg son desarrolladas mientras el efluente y aire pasa a través de la válvula que se desintegran los sólidos. Esto reduce el riesgo de cloacas bloqueada, que son desconocidas en sistemas bien diseñados y construidos. El sistema es autolimpiante Bajo mantenimiento. Debido a lo superficial de las instalaciones al vacío, conexiones adicionales pueden ser rápidamente realizadas, por una pequeña cuadrilla de construcción. La válvula interfaz de vacío, no requiere de electricidad, permitiendo al sistema ser instalado virtualmente en cualquier locación.

8 Fracturas de tuberías, pueden no ser detectadas en sistema colectores por gravedad por un largo tiempo. En cambio en un sistema colector al vacío, en cuestión de minutos de la ruptura se conecta una alarma los colectores tienen que ser reparados, para que el efluente continúe sendo transformado, asegurando un mantenimiento diario, eliminándose deterioraciones e infiltraciones. Las válvulas interfaces de vacío de 90mm ISEKI han sido desarrolladas, para soportar condiciones altamente agresivos y todos los materiales y accesorios en las válvulas ISEKI son resistentes al agua salada de mar, corrosión y deterioración por un amplio rango de fluidos corrosivos y tóxicos.

9 COMPONENTES PRINCIPALES DE LA ESTACION DE RECOJIDA
TANQUE COLECTOR DE CLOACAS AL VACÍO: En H.F revestido interiormente con Poliéster reforzado con flora de vidrio (G.R.P) con interruptores, alarmas de nivel, líneas de bombeo y boca de registro. BOMBAS DE VACIO: Bombas de succión de anillo liquido o de deslizamiento mecánico. BOMBAS CENTRÍFUGAS PARA AGUAS RESIDUALES: Son bombas anti – obstrucción, para ambiente marino. GRAFICADOR DE TRAJETA DE REGISTROS DE FUNCIONAMIENTO MENSUAL DEL SISTEMA DE VACÍO Herramienta de diagnostico, el graficador, graba en la tarjeta circular, el número de arranques y paradas de la bomba de vacío (en servicio), los periodos de flujos picos y bajos y la ocurrencia de ellos.

10 COMPONENTES DE MONITOREO DE VÁLVULAS DE VACÍO
Los sistemas colectores al vacío ISEKI, están equipados con un sistema de monitoreo individual para cada válvula interfaz del sistema. Monitorea la operación de cada válvula, apertura y cierre, por medio de un cable doble a una pantalla con una habilidad de poder registrar cuando una válvula se quedo abierta o obstruida. BENEFICIOS DEL SISTEMA; Bajo voltaje, sin riesgos de shock electrónicos (8 volts D.C) El sistema es fácilmente expandible para futuras conexiones Si se requiere, la señal en la estación de vacío puede ser transmitida hacia otro punto remoto Además, se pueden controlar los tiempos de las aperturas de cada válvula, asegurando así que el sistema funcione a máxima eficiencia.

11 Un sistema de cloacas por vacío no depende de la descarga por gravedad instalándose las tuberías paralelas a el nivel del terreno, a una profundidad nominal de 0.5m y 1,20m de profundidad y no requiere de estaciones de bombeo intermedias, este sistema ofrece ahorros en mantenimiento, tiempo y costos. Cada vivienda o propiedad conectaran sus tuberías de cloacas hasta la cámara sumidero ubicada en la calzada en la misma forma que se conecta a una boca de visita en un sistema por gravedad tradicional, los costos de conexión serán igual en ambos sistemas. La colección y transporte de cloacas por gravedad es el método más económico cuando existen pendientes favorables, pero sin embargo si el terreno es plano y/o tiene un nivel freatico alto, el costo de excavación, achicamiento, instalación y reconstrucción de colectores gravitacionales a grandes profundidades pueden ser muy costosos. El sistema de cloacas por vacío ISEKI esta diseñado para reducir los costos que son asociados con esquemas de sistemas de colectores de cloacas por gravendela, grandes profundidades.

12 TEORIA DE OPERACION El sistema de vacío comienza con un sistema de drenaje de cloacas por gravedad que conecta cada vivienda a una cámara-sumidero ubicada en la calzada pudiendo servir hasta cuatro viviendas. Sobre el sumidero en la misma cámara se alberga una válvula interfaz de vacío de 90mm que conecta el sumidero al tubo colector por vacío, son fabricadas en polipropileno con fibra de vidrio y acero inoxidable 316 para evitar sucorrosin. A medida que los usuarios de las viviendas descarga sus aguas residuales el nivel sumidero de la cámara colectora sube incrementando la presión de aire atrapado en el tubo sensor inmerso de 2”diámetros. Cuando la profundidad de las aguas negras acumuladas en el sumidero llega aproximadamente 225mm correspondientes a un volumen de 40 litros un sensor neumático se dispara aperturando la válvula interfase permitiéndolo así que el contenido del sumidero entre en las tuberías colectora de vacío. La válvula se cierra por medio de un reloj neumático ajustable para permitir que entre una cantidad especifica de aire después que las aguas residuales hayan entrado en las tuberías colectoras de vacío.

13 El vacío se mantiene en el sistema en el rango de -0,55 y -0,08 bar, el ciclo de cerramiento de interfase permite que alrededor de 6 volúmenes de aire entren en el sistema por cada volumen de agua residual y la energía de este aire provee el movimiento hacia delante el cual mueve las aguas residuales a través de los perfiles de elevadores invertidos de las tuberías de cloacas por vacío a velocidades entre 5-6mt / seg, hacia la estación colectora de vacío. En la estación de vacío el agua residual entra al tanque colector de vacío que es equivalente a un tanque séptico de una estación de bombeo convencional. El vació se mantiene en el tanque y en el sistema de tuberías colectoras por medio de bombas de vació. Cuando el contenido en el tanque colector llega a un nivel determinado se disparan las bombas centrifugas convencionales que descargan las aguas residuales a una planta de toral. De otra forma las aguas residuales pueden descargar a un sistema de cloacas por gravedad.

14 VENTAJAS DEL SISTEMA COLECTOR DE CLOACAS POR VACIO
La decisión de usar un sistema colector de cloacas por vacío en vez del sistema convencional por gravedad es porque el sistema ofrece tres principales beneficios: 1.- Flexibilidad de diseño 2.- Ahorro en costo capital 3.- Ahorro en el costo operacional La inherente versatilidad de los sistemas por vació dan flexibilidad al cliente en la acometida al resolver sus problemas de recolección de fluidos. Describimos algunos de los tantos beneficios que se pueden obtener a través de la flexibilidad disponible cuando se diseñan sistemas colectores de fluidos por vacío.

15 Sin restricciones en la línea o nivel los colectores de cloacas por vacío pueden instalarse por encima, por debajo, o alrededor de obstáculos u otros servicios para beneficiar las condiciones del sitio. Tuberías livianas de polietileno de pequeño diámetro permitiendo ser instalada donde el acceso es restringido. La naturaleza de autolimpiante de los sistemas por vacío elimina los requerimientos de bocas de visita y ojos rodantes. Con efluentes siendo conllevados por presión de vacío en vez de flujo por gravedad las aguas negras pueden ser transportadas por flujos ascendentes o contrapedientes. Debido a (4) arriba, la estación de vacío no necesariamente debe ser instalada en la parte más baja de un área de desarrollo. La flexibilidad de ubicación de la estación de vacío puede proveer beneficios significantes si la disponibilidad de terreno es restringida o ambientalmente reprimida por imposición con el desarrollo.

16 Ahorro en costos de capital
El desarrollo en el Costo de Capital puede exceder hasta un 40% en la construcción de un sistema colector de cloacas por vacío debido a lo siguiente: 1. La excavación de zanja requerida para construir una red de tuberías son angostas y menos profundas (profundidad máxima de cloacas son de 1,50 metros) 2. La velocidad en construcción es altamente incrementada debido a (1) arriba 3. Altos niveles freáticos pueden ser evitados debido a la poca profundidad de las tuberías de cloacas por vacío 4. No requiere de soporte fundación de cloacas por usar una red de tuberías livianas con las que los colectores son construidos 5. No requiere de bocas de visita al cambiar de dirección el colector, de tal forma que las bocas de visita se reducen en número 6. Las cámaras-sumideros de vacío son instaladas a una profundidad máxima de 2 metros a través de toda la red colectora por vacío

17 7. Reducción en la profundidad de las fundaciones de la estación de
7. Reducción en la profundidad de las fundaciones de la estación de vacío (profundidad típica: 1 metro) 8. Solo se requiere una (01) estación de vacío para un desarrollo que cambio un sistema gravitacional convencional requiere de varias estaciones de bombeo 9. Terreno adicional disponible en el desarrollo debido a (8) arriba Ahorro en el Costo Operacional Ahorro en el costo operacional puede ser reducido hasta en un 30% debido a lo siguiente: 1. Cloacas por vacío son auto - limpiantes de tal forma que no se requiere de limpiar o remover sedimentos provenientes de los colectores por vacío 2. No se requiere de desbaste en la estación de vacío de tal forma que no se requiere de visitas semanales a la estación de vacío 3. Solo una estación de vacío requiere se mantenida, en cambio, un sistema gravitacional tendrá varias estaciones de bombeo que requerirán de atención regular

18 4. No hay infiltración de aguas subterráneas dentro de los colectores
4. No hay infiltración de aguas subterráneas dentro de los colectores de vacío por lo tanto el tamaño de las bombas y subsecuentemente el consumo de energía eléctrica es significativamente reducido 5. El costo de tratamiento es altamente debido a (4) arriba 6. La integridad de los colectores de vacío es mantenida a través de la vida del sistema debido a la robustez de los materiales con que los colectores son construidos (polietileno) 7. No requiere reparaciones por sedimentaciones de tuberías debido a (6) arriba

19 MATERIALES Y EQUIPOS ESTUDIO DE LA VÁLVULA INTERFASE
En orden de satisfacer los requerimientos impuestos en the British Standard document BS EN 1091: 1097 titulado. “Sistema cloacal por vacío fuera de edificios e ISEKI probo sus válvulas interfase como se describen en la sección 7, párrafo 7,1.2. Anexo A.2.A.3 y A.4 del documento que lee como sigue: A.2 La unidad de válvula interfase tiene una habilidad probada para sobre llevar un número específico de sitios sin atención sino lo que los constructores recomienda por mantenimiento y continuo funcionamiento efectivamente. El número especifico de ciclos debe ser mayor de a) El número de sitios que necesita evaluarse son de m³ o b) ciclos

20 Iseki RediVac llevo a prueba basada en la parte (b) de la sección ya mencionada arriba
A.3 La prueba requiere materiales selectos para ser ciclados a través de la válvula interfase, corchos, bolsas plásticas, toallas sanitarias, pañales desechables y otros materiales y fueron arrojándose en la cámara sumidero pieza por pieza en 10 ciclos en ordenes indiferentes. Un registro de cualidad fue llevado a cabo por los Asesores llamado John Edwars&Associates como testigos de la prueba de la válvula interfase hasta su conclusión La válvula fue certificada y se confirmo. Que la válvula completo ciclos sin mantenimientos y sigue trabajando completamente y satisfactoriamente cuando la prueba fue concluida. Subsiguiente desmantelamiento de la válvula revelo un desgaste mínimo en las partes movibles esto equivale a más de quince (15) años de operación normal.