添付資料 5 節電対策マニュアル - JICA7.4.1 Procedimiento de Operación de Equipos de Bombeo 163 7.4.2 Registro de la Operación. 166 7.4.3 Curvas Características de Bombas

エルサルバドル国上下水道公社事業運営能力強化プロジェクト

添付資料５

節電対策マニュアル

Administración Nacional de Acueductos y AlcantarilladosPROYECTO DE DESARROLLO DE CAPACIDADES DE ANDA

PARA EL MEJORAMIENTO OPERACIONAL

MANUAL DE MEDIDAS DEAHORRO DE ENERGÍA

ELÉCTRICA

Equipo de Ahorro de Energía

San Salvador, Octubre 2011

EDICIÓN 2011

REVISIÓN 2.0

Administración Nacional de Acueductos y Alcantarillados

PROYECTO DE DESARROLLO DE CAPACIDADES DE ANDA PARA EL MEJORAMIENTO OPERACIONAL

El Salvador 2011 Revisión de documento: 2.0

1

ÍNDICE

AUTORES DEL MANUAL 7

INTRODUCCIÓN GENERAL DEL MANUAL DE AHORRO DE

ENERGÍA 8

PROLOGO 12

OBJETIVO GENERAL 14

OBJETIVOS ESPECÍFICOS 14

DEFINICIONES 15

1.1 FLUJOGRAMA DE METODOLOGÍA 18

1.2 MEDICIÓN 20

1.3 PARÁMETROS ELÉCTRICOS 20

1.4 PARAMETROS HIDRÁULICOS 23

1.5 USO DE EQUIPO DE MEDICIÓN ELÉCTRICA E HIDRÁULICA 25 1.5.1 Mediciones Eléctricas 26

1.5.2 Mediciones Hidráulicas 28

1.5.3 Mediciones de Presión y Nivel 30

1.6 PARÁMETROS MECÁNICOS 31

1.7 CRITERIOS PARA INSTALAR VARIADORES DE FRECUENCIA EN

PLANTAS DE BOMBEO. 34

1.8 PUESTA EN MARCHA DE PLAN PILOTO EN PLANTA CAITES

DEL DIABLO 35

1.9 INDICADORES ENERGÉTICOS 40 1.9.1 Consumo Específico de Electricidad por Bombeo

(KWh/m3) 40

1.9.2 Índices Parciales y Globales 41

1.10 USO DE CÁMARAS TERMOGRÁFICAS 42 1.10.1 Utilización y Análisis de Información Termográfica 42

1.10.2 Temperaturas y Condiciones Normales de Operación 43

1.10.3 Partes de una Cámara Termográfica 46

1.10.3.1 Elementos de la Pantalla 47

1.10.3.2 Software y Documentación de la Información 48

1

METODOLOGíA PARA LA

IMPLEMENTACIÓN DE UN

SISTEMA CON VARIADOR

DE FRECUENCIA



San Salvador 2011 Revisión de documento: 2.0

2

2.0 MANTENIMIENTO PREDICTIVO 50

2.1 ACOMETIDA ELÉCTRICA PRIMARIA 50

2.2 SUBESTACIÓN ELÉCTRICA 52

2.3 ACOMETIDA ELÉCTRICA SECUNDARIA 52

2.4 INTERRUPTOR PRINCIPAL. 53

2.5 PANEL DE CONTROL. 53

2.6 FUENTE 54

2.7 MOTOR ELÉCTRICO 54

2.8 CABEZAL DE DESCARGA 55

2.9 COLUMNA DE SUCCIÓN 55

2.10 TURBINA 55

2.11 LÍNEA DE IMPELENCIA 56

2.12 TANQUE DE DISTRIBUCIÓN 56

2.13 RED DE DISTRIBUCIÓN 56

2.14 VÁLVULAS Y ACCESORIOS HIDRÁULICOS 56

2.15 EQUIPOS Y ACCESORIOS PARA TRATAMIENTO DE AGUA

POTABLE 57

3.1 ACOMETIDA ELÉCTRICA PRIMARIA. 63

3.2 SUBESTACIÓN ELÉCTRICA. 64

3.3 ACOMETIDA ELÉCTRICA SECUNDARIA. 66

3.4 INTERRUPTOR PRINCIPAL. 69

3.5 PANEL DE CONTROL 70

3.6 FUENTE 71

3.7 MOTOR ELÉCTRICO 71

3.8 CABEZAL DE DESCARGA 73

3.9 COLUMNA DE SUCCIÓN 74

3.10 TURBINA 74

3.11 LÍNEA DE IMPELENCIA. 75

3.12 TANQUE DE DISTRIBUCIÓN. 76

3.13 RED DE DISTRIBUCIÓN. 76

3.14 VÁLVULAS Y ACCESORIOS HIDRÁULICOS. 76

3.15 ANÁLISIS DE RESULTADOS 79

3.16 EQUIPOS Y ACCESORIOS PARA TRATAMIENTO DE AGUA

3

MANTENIMIENTO

PREVENTIVO DE EQUIPOS DE

BOMBEO

2

MANTENIMIENTO

PREDICTIVO DE EQUIPOS

BOMBEO




3

POTABLE 81

4.1 REGISTRO Y CONTROL DE LA PRODUCCIÓN DE AGUA POTABLE

DE LA REGIÓN METROPOLITANA. 86 4.1.1 El agua y la Naturaleza 86

4.1.2 Fuentes Principales de Producción de Agua Potable de la R.M. 87

4.1.3 Reducción de la Demanda 89

4.1.3.1 Reducir la Distancia Entre la Demanda y la Necesidad en el Abastecimiento de Poblaciones 90

4.1.3.2 Programas de Ahorro de energía Eléctrica 90

4.1.3.3 Control de Pozos Profundos. 91

4.1.3.4 Control de Captaciones de agua. 92

4.2 DEMANDA DE AGUA POTABLE EN ZONA RESIDENCIAL 92 4.2.1 Demanda y necesidad 93

4.2.2 Distribución de las Demandas de Agua 94

4.2.3 Manejo de Demanda de Agua Potable. 95

4.2.4 Factores que Afectan el Consumo. 96

4.3 RED DE ABASTECIMIENTO 98 4.3.1 Red de Abastecimiento de Agua Potable. 98

4.3.2 Distribución de Agua 99

4.3.3 Principales Sistemas de Abastecimiento de la Región Metropolitana 103

4.3.4 Impacto Ambiental de un Sistema de Abastecimiento de Agua Potable. 107

4.4 FUNCIONAMIENTO DE TANQUE DE ALMACENAMIENTO DE

AGUA POTABLE PARA LA DISTRIBUCIÓN. 108 4.4.1 Información de Tanques de la Región

Metropolitana. 108

4.4.2 Mantenimiento de Lavado y Desinfección de Tanques y Cisternas. 108

4.4.2.1 Actividades Previas al Lavado y Desinfección. 109

4.4.2.2 Procedimiento Para el Lavado y Desinfección. 109

4.4.2.3 Actividades de Seguimiento. 110

4.4.3 Clasificación de los Requerimientos de Almacenamiento. 110

4.4.4 El Uso Diario del Volúmen de Almacenamiento. 112

4.5 SECTORIZACIÓN DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE 114 4.5.1 Objetivos de la Sectorización. 116

4.5.2 Plan de Sectorización 117

4.5.3 Situación de la Región Metropolitana. 118

5.1 MANTENER LA PRODUCCIÓN DE AGUA POTABLE DE

ACUERDO AL PUNTO OPERACIÓN 120

5.2 OPTIMIZACIÓN DE LA OPERACIÓN Y DE LOS NIVELES DE

EFICIENCIA DE LOS EQUIPOS ELECTROMECÁNICOS 120

4

PRODUCCIÓN Y

DISTRIBUCIÓN DE AGUA

POTABLE




4

5.3 DIAGNOSTICO Y MUESTREO DE LOS EQUIPOS

ELECTROMECÁNICOS 122 5.3.1 Condiciones para la prueba 123

5.3.2 Medición de parámetros 123

5.3.3 Determinación de la eficiencia 125

5.4 FACTORES QUE AFECTAN LA EFICIENCIA 125

5.5 CALIBRACIÓN DE SISTEMAS DE BOMBEO Y REDES DE

DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE EN OPERACIÓN 129 5.5.1 Evaluación de equipos de bombeo 129

5.6 ADMINISTRACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA. 135 5.6.1 Definir al equipo que administrará la energía 136

5.6.2 Pasos a seguir para administrar la energía 138

5.6.3 Implementar un programa de capacitaciones para administrar la energía 138

5.6.4 Compromisos de la alta Dirección para Implementar el programa de administrar la energía eléctrica 139

5.6.5 Creacion de línea base para el programa de administración de la energía eléctrica 140

5.6.6 Herramientas necesarias para el programa de administración de la energía eléctrica 140

5.6.7 Establecer mestas claras para el programa de administración de la energía eléctrica 141

6.1 DISEÑO OPTIMIZADO DE SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE 144 6.1.1 Fuente de agua potable 146 6.1.2 Equipo Electromecánico y Eléctrico 146 6.1.3 Tubería de Impelencía 147 6.1.4 Tanque de Distribución 147 6.1.5 Red de Distribución de Agua Potable 147 6.1.6 Sistema de Protección, Control y Medición 148

6.2 ANÁLISIS HIDRÁULICO Y ANÁLISIS DE ARIETE HIDRÁULICO MÉTODOS 148

6.3 PARÁMETROS A CONSIDERAR PARA LA SELECCIÓN DE EQUIPOS EFICIENTES PARA NUEVAS INSTALACIONES. 149

6.4 CRITERIOS PARA REALIZAR DISEÑOS EFICIENTES PARA NUEVAS INSTALACIONES O AMPLIACIONES DE LAS MISMAS 149 6.4.1 Velocidad del agua 150 6.4.2 Material de la tubería 151

6.5 DISEÑO ÓPTIMO DE EQUIPO ELECTROMECÁNICO 151

7.1 MACROMEDICION 158

6

DISEÑO OPTIMIZADO DE

SISTEMAS DE AGUA

POTABLE

5

FORMULACIÓN DE PLAN

ESTRATÉGICO




5

7.2 CAPACITACIONES A OPERADORES Y A PERSONAL DE ÁREA

DE MANTENIMIENTO Y JEFES DE ÁREAS DE DISTRIBUCIÓN

DE REDES. 159

7.3 MANUAL DE OPERACIÓN DE LA PLANTA DE BOMBEO 159

7.4 OPERACIÓN DE EQUIPOS DE BOMBEO Y REBOMBEOS 163 7.4.1 Procedimiento de Operación de Equipos de

Bombeo 163

7.4.2 Registro de la Operación. 166

7.4.3 Curvas Características de Bombas 167

7.4.4 Equipos de Bombeo 169

7.4.4.1 Bombas centrifugas de eje horizontal 169

7.4.4.2 Bombas de turbina de eje vertical 169

7.4.4.3 Electro Bombas Sumergibles 170

8.1 ANÁLISIS DE CONTROL DE FACTURACIÓN DE ENERGÍA

ELÉCTRICA 174

8.2 MONITOREO DE FACTOR DE POTENCIA 177

8.3 DIAGNÓSTICO DE LUMINARIAS Y SU USO EFICIENTE. 180

9.1 HERRAMIENTAS 182 9.1.1 Características de las Herramientas 182

9.1.2 Herramienta Manual 183

9.1.3 Herramientas Mecánicas 186

9.1.4 Herramientas de medición y verificación en fabricación mecánica 187

9.2 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS. 188

9.3 INFORMACIÓN TÉCNICA 188

9.4 CALIDAD. 189 9.4.1 Factores Relacionados con la Calidad 190

9.4.2 Algunos parámetros de calidad que el bien debe cumplir 190

9.5 CAPACITACIONES. 190 9.5.1 Beneficios de la Capacitación a las Organizaciones

191

9.5.2 Beneficios de la Capacitación al Personal 192

9.6 SEGURIDAD. 192 9.6.1 Clasificación de los Factores de Riesgo por Tipo de

Actividad. 194

9.6.2 Algunas Simbologías de Factores de Riesgos. 195

9.6.3 Salud y Seguridad Ocupacional. 196

9

HERRAMIENTAS DE

TRABAJO

8

ADMINISTRACIÓN

7

PLANTA DE BOMBEO




6

ANEXO 1: LISTADO DE TANQUES Y CISTERNAS DEL SISTEMA ZONA

NORTE Y AREA METROPOLITANA DE SAN SALVADOR 198

ANEXO 2: LISTADO DE PLANTAS DE BOMBEO DONDE SE NECESITA

MACROMEDICIÓN 202

ANEXO 3: FORMATOS UTILIZADOS EN PLANTAS DE BOMBEO

PARA REGISTRO DE LA OPERACIÓN 213

ANEXO 4: EJEMPLO DE IMPLEMENTACIÓN DE MEDIDAS DE

AHORRO CON LA INSTALACIÓN DE UN VARIADOR DE

FRECUENCIA PARA CONTROLAR LA VELOCIDAD DEL MOTOR

EN LA ESTACIÓN DE BOMBEO CAITES DEL DIABLO. 215

ANEXO 5: EJEMPLO DE IMPLEMENTACIÓN DE MEDIDAS DE

AHORRO CON LA INSTALACIÓN DE UN BANCO DE

CAPACITORES 219

ANEXOS




7

AUTORES DEL MANUAL

NÚMERO DE CAPÍTULOSPERSONAS QUE TRABAJARON EN LA

ELABORACIÓN DEL MANUAL Y DONDECONTACTAR Foto

Capítulo 1 y 8: Metodología para laimplementación de un sistema convariador de frecuencia. Administración

José Hernán Cortez Bonilla

[email protected]éfono: 2247-2956.

Capítulos 2 y 3: MantenimientoPredictivo y Preventivo de Equipos deBombeo

Miguel Angel González Aparicio


Capítulo 4 y 7: Producción ydistribución de agua potable. Planta deBombeo

Esteban Rutilio Rauda


Capítulo 5: Formulación de planestratégico

Ana Cecibel García de Mayorga


Capítulo 6: Diseño optimizado de aguapotable

Juan Tobías Ramírez


Capítulos 1 y 7: Metodología para laimplementación de un sistema convariador de frecuencia. Planta deBombeo

Marco Antonio Durán


Manual de ahorro de energía de laPlanta Potabilizadora Las Pavas

Mario Vicente Sayes


Capítulo 5: Formulación de planestratégico

Nelson Rolando Torrento Chicas


Capítulo 9: Herramientas de trabajoManuel de Jesús Vásquez Búcaro


Colaboración Sr. Fredy Castro




8

INTRODUCCIÓN GENERAL DEL MANUAL DE AHORRO DE ENERGÍA

El presente manual es una guía metodológica, el cual incluye una variedad de temas relacionadoscon el uso racional de la energía eléctrica y la eficiencia energética, ya que ambos estáníntimamente relacionados aunque no son lo mismo, porque ser racional significa buscar aquellasáreas de ahorro donde se puede estar desperdiciando un recurso en este caso la energía eléctricay la Eficiencia Energética es el conjunto de acciones que permiten optimizar la relación entre lacantidad de energía consumida y los productos y servicios finales obtenidos, esto se puede lograr através de la implementación de diversas medidas e inversiones a nivel tecnológico, de gestión y dehábitos culturales, con planes concreto de implementación en los cuales se incluyen medidas acorto, mediano y largo plazo.

Este manual es el inicio de un conjunto de acciones detalladas que se pretenden implementar,debido a que a nivel nacional ANDA representa el 13% del consumo nacional de energía eléctrica ytodas aquellas acciones que como equipo desarrollemos impactaran directamente en la demandade energía eléctrica del país, modificando la matriz energética, obteniendo otros beneficiosimplícitos como reducción en las tarifas de energía, reducción en la emisión de gases efectoinvernadero y ahorros económicos para la institución.

Gracias al apoyo que se ha tenido de la cooperación JICA, en la cual hemos aprendido unametodología de trabajo, que se ha aplicado en los proyectos que como equipo se handesarrollado, haciendo cada una de las actividades paso a paso o aprendiendo haciendo, en lascuales en general se han realizado las siguientes actividades: selección de un grupo de estacionespilotos tomando como parámetros las de mayor consumo de energía eléctrica (KWh), toma delecturas o mediciones, análisis de los datos medidos, interpretación de estos y tomar accionesconcretas que se pueden aplicar. Posteriormente con este resultado se han desarrollado losproyectos siguientes: Instalación de un banco de capacitores automáticos en la subestacióneléctrica del edificio administrativo central para g evitar que seamos penalizados, instalación de

un variador de frecuencia de 200 HP en el equipo No. 1 de la planta de bombeo Caites del Diablo einstalación de un variador de frecuencia de 100 HP en la planta de Bombeo El Socorro ambasestaciones trabajan directamente a la red y por eso la aplicabilidad de esta tecnología obteniendoreducción en el consumo en Kwh.

El manual cuenta con una serie de medidas desde oportunidades por lo tanto la reducción en suconsumo, incluyen la disminución en la demanda pico, lo que a su vez implica un menor parquegenerador por parte de las empresas productoras de electricidad. La reducción de energíaconsumida es por lo tanto el primer objetivo para ahorrar energía eléctrica. Cada kilovatio horaahorrado de generación térmica implica un ahorro tres veces superior en cuanto a energía térmicaasociada.

El primer paso que como equipo hemos identificado en el ahorro del consumo de energía eléctricaes la concientización de cada uno de los empleados, ya que el ahorro es un beneficio para todos.Utilizando métodos sencillos de ahorro de energía involucran su uso racional, con procedimientos




9

claros y posteriormente continuar con la fase donde se incluyan medidas y acciones concretas, conplanes claros definidos.

El propósito del Manual de Ahorro de Energía es el de entregar una información básicacomprensible a todo nivel, ya sea ejecutivo, administrativo u operativo. Su objetivo principal ofundamental es el de ser una fuente explicatoria, de referencia y consulta de casos pero sobretodo una fuente de ideas que despierten inquietudes respecto a ahorros específicos en cada uno.No es, y en ningún caso pretende ser, un manual que ayude a resolver problemas específicos. Loque pretende es ofrecer una serie de ideas que puedan ser aplicadas inteligentemente en algunassituaciones, siempre teniendo en cuenta las dificultades que se puedan presentar y las distintasvariables que entran en juego en cada caso particular.

El manual está organizado por capítulos en los cuales se desarrollan varios sub temas en particular,cada capítulo puede ser leído independientemente de acuerdo a las necesidades particulares delos usuarios ya que aunque si están relacionados unos con otros, no necesita leerlos todos paraentender el espíritu de ellos. Por lo que a continuación se presenta una idea general de cada unode ellos:

CAPÍTULO 1: Metodología para la Implementación de un Sistema con Variador deFrecuencia

Este capítulo describe la metodología que se debe utilizar para seleccionar una estación debombeo donde se pueda implementar un Variador de Frecuencia, detallando procesosimportantes como son la medición de parámetros eléctricos, parámetros hidráulicos, parámetrosmecánicos, además describe los equipos que se utilizan para estas mediciones. Este capítulodetalla como realizar la puesta en marcha de un Variador de Frecuencia, tomando como ejemplola planta Caites del Diablo, la cual fue seleccionada como planta piloto para este proyecto.

CAPÍTULO 2: Mantenimiento Predictivo de Equipos de Bombeo

Este capítulo es bastante técnico y en el se abordan muchos subtemas muy importantes desde laperspectiva y la importancia de crear programas de mantenimiento predictivo a cada uno de loselementos descritos como: Acometida eléctrica primaria, Subestación Eléctrica, Acometidaeléctrica secundaria, Interruptor principal, Panel de control, Fuente, Motor Eléctrico, Cabezal dedescarga, Columna de succión, Turbina, Línea de Impelencia, Tanque de distribución, Red dedistribución, Válvulas y accesorios hidráulicos, Equipos y accesorios para tratamiento de aguapotable.

CAPÍTULO 3: Mantenimiento Preventivo de equipos de Bombeo

Este capítulo como el anterior son muy técnicos y en el se abordan subtemas que son importantespara crear programas permanentes de mantenimiento preventivos a cada uno de los elementos




10

descritos como: Acometida Primaria, Subestación Eléctrica, Acometida eléctrica secundaria,Interruptor Principal, Panel de control, Fuente, Motor eléctrico, Determinación de eficiencia demotores eléctricos, Cabezal de descarga, Columna de succión, Turbina, Determinación deeficiencia de turbinas, Línea de Impelencia, Tanque de Distribución, Red de Distribución, Válvulas yAccesorios Hidráulicos, Mediciones Hidráulicas, Análisis de Resultados, Equipos y Accesorios paratratamiento de agua potable.

CAPÍTULO 4: Producción y Distribución de Agua Potable

En este capítulo se desarrollan varios subtemas muy específicos relacionados con el Registro ycontrol de la producción de Agua Potable (específicamente de la Región Metropolitana), Demandade agua potable en zona residencial, Redes de abastecimiento, Funcionamiento de tanques dealmacenamiento de agua potable y detalla la importancia de la sectorización de Distribución deAgua Potable.

CAPÍTULO 5: Formulación de Plan Estratégico

Como su tema principal lo manifiesta en él se plantean muchas herramientas relacionadas a larealización de planes de gestión efectivas para llevar a cabo una administración de la energíaeléctrica desde el punto de vista racional como la eficiencia energética, entre los que estándesarrollados: Mantener la producción de agua potable de acuerdo al punto de operación,Calibración de sistemas de bombeo y redes de distribución de agua potable en operación yAdministración de energía.

CAPÍTULO 6: Diseño Optimizado de Sistemas de Abastecimiento de Agua Potale

En este capítulo se abordan varios temas desde la concepción del proyecto o sea desde su diseño,muestra que parámetros son imprensindibles considerar cuando iniciamos un proyecto o cuandoqueremos aplicar una reingeniería, como: Diseño optimizado de sistemas de abastecimiento deAgua Potable, Fuente de agua potable, Equipo electromecánico eléctrico, Tubería de Impelencia,Tanque de distribución, Red de distribución, Sistema de Protección control y medición, AnálisisHidráulico Y Análisis de ariete hidráulico, métodos, Parámetros a considerar para la selección deequipos eficientes para nuevas instalaciones, Criterios para realizar diseños eficientes para nuevasinstalaciones o ampliaciones de las mismas, Velocidad del agua, Material de tubería y Diseñoóptimo de equipo electromecánico.




11

CAPÍTULO 7: Planta de Bombeo

Capitulo que trata sobre la importancia de contar con equipos de medición permanentes y laimportancia de las capacitaciones constantes al personal y algunos criterios importantes para laselección de medidas de ahorro, como: Macro medición, Capacitaciones a operadores y a personalde área de mantenimiento y jefes de áreas de distribución de redes, manuales de operación deplantas de bombeo y procedimientos para operar bombeos y rebombeos, además se hace unadescripción de diferentes tipos de bombas.

CAPÍTULO 8: Administración

El capitulo desarrolla una serie de medidas orientadas a la administración eficiente de cada uno delos parámetros relacionados al consumo de energía eléctrica y aquellos de mayor impacto y queson facturados por las distribuidoras de energía eléctrica como: Análisis de control de facturaciónde energía eléctrica, Monitoreo del factor de potencia y Diagnóstico de luminarias y uso eficiente.

CAPÍTULO 9: Herramientas de Trabajo

Este capítulo es bastante general en el se abordan los siguientes subtemas: EspecificacionesTécnicas, Información Técnica como catálogos, manuales, etc., Calidad, Capacitaciones, Seguridady Uso de Herramientas.




12

PRÓLOGO

A partir de que se conociera que existen oportunidades de ahorrar energía eléctrica y deminimizar el uso de esta, se ha comenzado a desarrollar técnicas y métodos específicos para lautilización eficiente de la energía eléctrica.

Como ya sabemos, actualmente dependemos casi en un 100% de la energía eléctrica paradesarrollar nuestros procesos productivos, particularmente en nuestro país, la producción de aguapotable se realiza con la utilización de motores eléctricos para la extracción del agua, ya sea deríos, manantiales o pozos perforados. Existen pocas, por no decir mínimas, oportunidades deextraer agua para el consumo humano sin la necesidad de utilización de equipos de bombeo.

Esto conlleva hacer un uso racional de la energía eléctrica y del agua potable, siendo amigablescon el medio ambiente, particularmente en el contexto del cambio climático, evitando lageneración de gases de efecto invernadero (CO2), ya que se reduciría la generación de energíaeléctrica por medio de la quema de combustibles fósiles. Al mismo tiempo, identificar lasoportunidades de ahorro de energía para promover la implementación de medidas a corto,mediano y largo plazo, que garanticen la optimización de la energía eléctrica y la reducción de loscostos de operación, manteniendo eficientes los sistemas.

En la ANDA existen lo que llamamos estaciones de bombeo (o plantas de bombeo) tradicionales,son llamadas así debido a su antigüedad y en las que la extracción del agua se hace de pozosperforados y de aquí se envía el agua a tanques de almacenamiento ubicados geográficamente enpartes elevadas para luego ser distribuida a la población por la acción de la gravedad; estasestaciones de bombeo representan un 80% del total. También existen el restante 20% deestaciones de bombeo, particularmente para el área metropolitana de San salvador y algunosmunicipios aledaños como Santa Tecla, Soyapango, San Marcos, Mejicanos, Ayutuxtepeque entreotros, que son abastecidos del vital líquido por sistemas de bombeo interconectados entre sí,estos sistemas poseen varios tanques de almacenamiento, varias estaciones de bombeo yrebombeo y una batería de pozos perforados y además de la extracción de agua del rio lempa .

Los motores eléctricos son necesarios para controlar las bombas, las cuales se instalan en los sitiosde extracción de agua para poder suplir a la población de agua para su consumo; tanto es así, queactualmente en nuestro país el 99% del suministro o explotación del agua potable es por medio deequipos de bombeo que utilizan energía eléctrica y el 80% es con potencias grandes; es decir, queel consumo de energía eléctrica es imprescindible para poder subsistir en nuestro medio.

Del 100% de gastos que tiene la institución, el 60% corresponde al pago por consumo de energíaeléctrica por la operación de los equipos de bombeo instalados; por tal razón, se ha visto en lanecesidad de reducir estos costos por medio de la implementación de técnicas específicas y detecnologías de vanguardia en los sistemas de bombeo.

A partir del año 2008, se gestionó la cooperación con el organismo de cooperación JICA (JapanInternational Cooperation Agency) para el Ahorro de Energía en la ANDA, iniciándose el proyecto




13

denominado “Desarrollo de Capacidades de la ANDA para el Mejoramiento Operacional” a partirdel mes de Mayo del año 2009, con la participación de expertos del Japón en Eficiencia Energética.

Dentro del proyecto, con el apoyo de los expertos del JICA, estaba la elaboración de un Manual deEficiencia Energética, que es el que se les presenta y desarrolla a continuación, en este manual setrata de presentar las partes esenciales para implementar medidas de ahorro de energía en lasestaciones de bombeo, las cuales deben de acompañarse con los respectivos mantenimientos atodos los elementos que conforman un sistema de abastecimiento de agua potable.

Así mismo dentro del cuerpo del manual se detallan los principales equipos de medición yherramientas con los que se debe de contar para elaborar una auditoría energética en un sistemade bombeo, ya que el objetivo final de implementar medidas de ahorro de energía es la de hacereficiente un sistema de bombeo con la utilización de turbinas y motores de la más alta eficienciaproduciendo la mayor cantidad de agua potable para un sistema en particular con el mínimo deenergía eléctrica posible; es decir que el índice de metros cúbicos producidos por el consumo deenergía eléctrica utilizada sea óptimo.




14

OBJETIVO GENERAL

Tener los conocimientos necesarios y conocer las herramientas básicas en el estudio de un sistemade bombeo para implementar medidas de ahorro de energía particularmente en equipos debombeo y hacer un uso racional del agua potable en la transportación, almacenamiento ydistribución.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

1. Tener identificados y definidos los elementos que componen un sistema de bombeo.

2. Identificar los elementos del sistema de bombeo que requieren primordial asistencia enmantenimiento.

3. Diferenciar los tipos de mantenimiento que se deben de aplicar a cada uno de loselementos del sistema, tanto en forma como en periocidad.

4. Aprender a elaborar los planes de mantenimiento y planes de medidas de ahorro deenergía.

5. Conocer las partes, recursos, equipo y personal necesarios para que los mantenimientossean efectivos.

6. Conocer en que consiste un diseño óptimo y eficiente de un sistema de bombeo de aguapotable con la utilización de herramientas, técnicas y tecnologías de vanguardia para elahorro de energía eléctrica.

7. Conocer y aprender cuales son los métodos, recursos, equipo y herramientas necesarias ypersonal idóneo para hacer un análisis energético en un sistema de bombeo.

8. Conocer que ya se cuenta con nuevas herramientas informáticas (software) asistido porcomputadora para análisis hidráulicos tanto para sistemas en operación como paraproyectos nuevos e implementar medidas que ayuden a hacer eficiente un sistema debombeo.

9. Conocer y entender cuál es la importancia de contar con equipos de medición eléctrica ehidráulica en los sistemas de bombeo y la importancia de las mediciones periódicas pararealizar el análisis de los sistemas.

10. Conocer la importancia que tienen los profesionales y técnicos especializados en distintasáreas de la Ingeniería para el desarrollo y operación de sistemas eficientes.




15

DEFINICIONES

1. Acometida eléctrica primaria: conductores eléctricos desnudos de media tensión, susestructuras de soporte y herrajes y postes.

2. Subestación eléctrica: transformadores reductores de voltaje de media tensión a baja tensióno a tensiones con la que operan los motores eléctricos y los dispositivos de control.

3. Acometida eléctrica secundaria: conductores eléctricos forrados de baja tensión, suscanalizaciones y estructuras de soporte, desde los conectores secundarios de la subestaciónhasta las cargas.

4. Interruptor principal: protección termo magnética de entrada y de control de todos loscircuitos secundarios en baja tensión, conectados a él.

5. Panel de control o arrancador: controlador de motor eléctrico, con elementos de medición,protección.

6. Fuente de bombeo: lugar o sitio desde donde se transporta el agua: río, captación, galería deinfiltración, nacimiento superficial o pozo perforado.

7. Motor eléctrico: maquina que transforma energía eléctrica y la convierte en energíamecánica.

8. Cabezal de descarga: elemento de soporte y unión entre el motor eléctrico y la turbina.

9. Columna de succión: elementos (tubería) que transportan el agua desde la turbina hasta elcabezal de descarga y que sirve de unión entre ellos.

10. Turbina: máquina que convierte el agua en reposo en fluido en movimiento dándole presión yvelocidad a una masa de agua.

11. Válvulas y accesorios hidráulicos: elementos de control, protección y medición de un flujo deagua.

12. Línea de impelencia: elementos (tubería) que trasportan el agua en diámetros relativamentegrandes desde el cabezal de descarga hasta un tanque de almacenamiento.

13. Tanque de Distribución: elemento que almacena gran cantidad de agua para su posteriordistribución a los usuarios, el cual es abastecido por un equipo de bombeo.

14. Red de Distribución: elemento (tubería) que transporta agua en diámetros pequeños a losusuarios en caudales y presiones bajas.




16

Parámetros eléctricos e hidráulicos:

Los parámetros fundamentales en un sistema eléctrico son. El voltaje (V), la corriente (I) y laresistencia (R)y se definen así:

1. Voltaje: Es la fuerza o presión que se ejerce desde una fuente de energía sobre las cargaseléctricas o electrones para establecer una corriente eléctrica en un circuito.

2. Corriente: Es el flujo de carga por unidad de tiempo que recorre un material y se debe almovimiento de carga entre electrones en el interior de ese material.

3. Resistencia: Es la oposición al paso de la corriente eléctrica para que desempeñe untrabajo eléctrico y representa en si una carga.

4. Potencia: es la cantidad de trabajo eléctrico que se realiza por unidad de tiempo y suunidad es el watt.

5. Potencia real: Es la potencia que representa la capacidad de un circuito para realizar untrabajo de transformación de la energía eléctrica en trabajo.

6. Potencia reactiva: Es la potencia que necesitan los sistemas que tienen bobinados yreactancias para magnetizarse, pero que no tiene carácter real para ser consumida. Tieneun valor medio nulo por lo que no produce ningún trabajo.

7. Potencia aparente: Es la suma de la energía que se transforma en forma de calor o trabajomas la energía utilizada para la generación de los campos magnéticos que necesitan loscomponentes de un circuito eléctrico.

8. Factor de potencia: Es la relación que existe entre la potencia aparente y la potencia real,fasorialmente representa el coseno del Angulo entre ambos vectores. Es una medida deque tanta energía consumida se está transformando en trabajo eléctrico.

9. Ángulo de fase: Es el ángulo que forman la potencia aparente y la potencia real.

10. Caudal o Flujo: Se representa por la letra Q. Es la cantidad de fluido que atraviesa unasección o área en la unidad de tiempo

11. Presión: Es la fuerza que ejerce un fluido sobre una superficie o área contra la que actúa.

12. Velocidad: Es el desplazamiento que recorre un fluido en la unidad de tiempo.

13. Viscosidad: Es la medida de fluidez que posee un líquido a determinadas temperaturas ypresiones:

14. Temperatura: Es una medida de calor o energía calorífica que posee una sustancia.




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1. METODOLOGIA PARA LA IMPLEMENTACION DE UN SISTEMA CONVARIADOR DE FRECUENCIA

CAPÍTULO No. 1

METODOLOGÍA PARA LAIMPLEMENTACIÓN DE UNSISTEMA CON VARIADOR

DE FRECUENCIA




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1.1 FLUJOGRAMA DE METODOLOGÍA




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1.2 MEDICIÓN

En general un sistema de medición nos permite conocer en primer lugar cual es el estado denuestro equipo o sistema, que tan bien o que tan mal es su desempeño y si su operación estádentro de los límites seguros y de acuerdo a los parámetros nominales.

En el caso particular de equipos de bombeo y para establecer un programa de ahorro de energía,es necesario conocer su régimen de operación para identificar potenciales oportunidades deahorro.

A partir de la recolección de los datos, estos se deben ordenar y se debe verificar las variaciones ytendencias que se suceden, así como los valores máximos, mínimos y promedios porque a partirde esta información se puede determinar cuáles son las oportunidades de ahorro.

Como parte de un diagnostico energético mas integral, con los datos que resulten de lasmediciones se debe hacer un balance de energía que nos permitirá determinar que tan eficientees nuestro equipo, es decir establecer cuanta es la cantidad de energía que entra al sistema,cuanta es la cantidad de energía que el sistema entrega y cuál es la diferencia entre ellas paradeterminar el porcentaje de pérdidas que absorbe el sistema.

En un sistema de bombeo se tiene que definir cuál es la información necesaria para la evaluaciónenergética y por lo tanto el tipo de mediciones a realizar, los parámetros a medir y el equipo demedición a utilizar. Ya que la bomba es un equipo centrifugo cuya función es desplazar un fluidoque para el caso es agua, la información que se requiere es de mecánica de fluidos y por otra partepara el motor eléctrico se requiere información de tipo eléctricos referente al consumo y alsuministro de energía.

La toma de lecturas de los diferentes parámetros eléctricos e hidráulicos de un equipo esimportante porque nos da la medida de cómo es su comportamiento operacional y de consumoenergético. Nos puede dar el grado de confiabilidad que se tenga para realizar un trabajo dentrode los parámetros de diseño originales y su desempeño a través del tiempo. También nos puedeindicar que tan bien o tan mal está trabajando este equipo así como su grado de eficiencia

1.3 PARÁMETROS ELÉCTRICOS

Los parámetros fundamentales en un sistema eléctrico son el voltaje que es la fuerza necesariapara establecer una corriente eléctrica y poner en funcionamiento un equipo eléctrico como es elcaso de un motor eléctrico. Además se tiene la corriente eléctrica que es el flujo de carga porunidad de tiempo que recorre un material y se debe al movimiento de carga entre electrones en elinterior de ese material y también tenemos la resistencia eléctrica que se define como la oposiciónal paso de la corriente eléctrica para que desempeñe un trabajo eléctrico y representa en si unacarga. En la siguiente tabla se presenta los principales parámetros eléctricos:




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V: Voltaje Kw: Potencia Activa F.P.: Factor de Potencia

I: Corriente KVA: Potencia Aparente Ø: Ángulo de Fase

R: Resistencia KVAR: Potencia Reactiva

Tabla 1.1: Parámetros Eléctricos

Además de los parámetros eléctricos fundamentales tenemos otros parámetros importantes quese relacionan con los anteriores, como potencia real, potencia aparente, potencia reactiva,energía, factor de potencia, ángulo de fase. Estos parámetros son importantes porque determinanel consumo o trabajo eléctrico que realiza un equipo.

En la siguiente figura se muestra la relación de fase y senoidal entre el voltaje y la corriente

Diagrama Fasorial Diagrama Senoidal

Figura 1.1 Relación de fase senoidal entre el voltaje y la corriente

En general la potencia es la cantidad de trabajo eléctrico que se realiza por unidad de tiempo y suunidad es el watt. Pero además tenemos que la potencia se divide en tres componentes deacuerdo al triangulo de potencia así:

La potencia real (activa) en Kw: representa la capacidad de un circuito para realizar untrabajo de transformación de la energía eléctrica en trabajo neto.

La potencia reactiva en KVAR: es la potencia que necesitan los sistemas que tienenbobinados y reactancias para magnetizarse, pero que no tiene carácter real para serconsumida. Tiene un valor medio nulo por lo que no produce ningún trabajo.




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Potencia aparente en KVA que es la suma de la energía que se transforma en forma decalor o trabajo más la energía utilizada para la generación de los campos magnéticos quenecesitan los componentes de un circuito eléctrico.

Las potencias antes mencionadas están relacionadas trigonométricamente por el triángulo depotencias que se muestra en la figura 1.2. Por lo que cualquier parámetro puede ser calculado enfunción del resto de parámetros que se conozcan.

Figura 1.2 Triángulo de Potencias

Tenemos también el factor de potencia que es la relación que existe entre la potencia real y lapotencia aparente, fasorialmente representa el coseno del ángulo entre ambos vectores. Es unamedida de que tanta energía consumida se está transformando en trabajo eléctrico y adematenemos el ángulo de fase que es ángulo que forman la potencia real y la potencia aparente. Estarelación viene dada por las siguientes formula:

Factor de Potencia = KW / KVA = Cos Ø

F.P. = Cos Ø =22 )()( KVARKW

KW

Los instrumentos de medición utilizados para obtener estos datos son voltímetro, amperímetro,ohmetro, vatímetro, cosimetro. Además se cuenta con el analizador de redes o analizador depotencia el cual registra todas las lecturas en conjunto. Este instrumento también permite tomarregistros durante un periodo de tiempo y mantener dentro de su memoria los mismos paradescargarlos en el momento que se le solicita. A continuación se muestra en las figuras 1.3 y 1.4,las imágenes de un Amperímetro Digital de Tenaza y un Analizador de Redes.




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Figura: 1.3 Amperímetro Digital de Tenaza

Figura 1.4: Analizador de Redes

1.4 PARÁMETROS HIDRÁULICOS

Son los datos relacionados con las propiedades mecánicas de un fluido. Los más relevantes paranuestro caso, que permiten establecer y predecir el comportamiento de un fluido antedeterminadas circunstancias son: el caudal o flujo, que se representa por la letra Q y es la cantidadde fluido que atraviesa un área o sección por unidad de tiempo. En el sistema internacional susunidades son lts/s y en el sistema ingles sus unidades son GPM. Además se tiene la producción ocaudal acumulado que es la cantidad de unidades producidas durante un periodo de tiempo, para




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el caso de ANDA son los metros cúbicos producidos durante un mes. En las plantas de bombeodonde hay medidores de flujo en buen estado, normalmente se tiene este dato en un recuadro enel Dial. Donde no se tengan medidores se deberá tomar las lecturas inicial y final del periodo ycalcular la producción durante este mismo periodo. También tenemos la presión que es la fuerzaque ejerce un fluido sobre una superficie o área contra la que actúa. En hidráulica oespecíficamente en sistemas de agua potable se puede interpretar como la fuerza que se le debeimprimir a un fluido para que este sea trasladado de un punto hacia otro punto. En el sistemainternacional sus unidades son el bar y en el sistema ingles son la lb. Fuerza por pulgada cuadrada(psi). Además existen otros parámetros como la velocidad, la temperatura y la viscosidad dellíquido a trabajar.

Otro parámetro hidráulico importante es el nivel, que se refiere a la altura que tiene un líquido alestar contenido en un tanque o reservorio. Hay aparatos que miden el nivel de una maneraindirecta, es decir lo que miden es la presión hidrostática y lo traducen a altura de líquido ya queambas medidas están relacionadas.

Entre los instrumentos para medir parámetros hidráulicos están el medidor de flujo que mide flujoy velocidad, el manómetro que mide presiones y el medidor de nivel que mide como se indica elnivel o altura del liquido en un reservorio, tanque o cisterna.

Curva de rendimiento de la bomba

La curva de rendimiento de la bomba nos muestra el comportamiento hidráulico de una bomba yrepresenta la relación entre los distintos valores del caudal proporcionado por la misma con otrosparámetros como la carga dinámica total, la eficiencia, la potencia requerida y la altura de succión,que están en función del tamaño, diseño y construcción de la bomba.

Estas curvas obtenidas experimentalmente en un banco de pruebas, son proporcionadas por elfabricante a una velocidad de rotación determinada.

Se representan gráficamente, colocando en el eje de las abscisas los caudales y en el eje de lasordenadas las alturas, eficiencias, potencias y alturas de succión.

En la figura 1.5 se muestran los principales parámetros contenidos en una curva de rendimiento




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Goulds Pumps

Eficiencia

Caudal

Marca

Velocidad

CDT

Figura 1.5 Curva de rendimiento

1.5 USO DE EQUIPO DE MEDICIÓN ELÉCTRICA E HIDRÁULICA

A partir de que se ha seleccionado una planta como candidata a realizarse en ella mediciones conel objeto de realizar estudios de eficiencia energética, se debe de disponer de los instrumentos demedición para realizar un estudio integral y completo de sus características de operación. En estemomento también se debe tener un levantamiento completo de la planta con su diagrama unifilary la descripción de la carga conectada.




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1.5.1 Mediciones Eléctricas

A continuación nos enfocaremos en los equipos eléctricos, básicamente el motor eléctricotomando en cuenta que las lecturas se toman en el tablero eléctrico que lo controla. Dependiendoel punto eléctrico que se desea medir se toma la lectura en la entrada del tablero o a la salida delmismo.

El equipo mas común para realizar mediciones eléctricas es el llamado amperímetro de tenaza(figura 1.3) que tiene capacidad de medir voltaje y corriente además de otras funciones comocontinuidad y valor de resistencia. El uso de este equipo es sencillo y consiste en introducir el cabledonde se desea realizar la medición de corriente dentro de la pinza o tenaza que censara lacantidad de flujo electromagnético generado y presentara una lectura de la corriente proporcionala este flujo que corresponde a la corriente circulando en el circuito. Para medir voltaje el aparatodispone de un par de terminales que se coloca directamente sobre el conductor a medir formadoun circuito en paralelo que presenta una lectura de la diferencia de potencial o voltaje existenteentre dos puntos. En la actualidad estos equipos son de tipo digital, tanto en su circuito internocomo en la presentación de las lecturas, aunque existen todavía aparatos de tipo analógico concarátula de dial. Una característica importante de estos equipos es que las lecturas que toman soninstantáneas es decir que solo representan los datos del momento que se está efectuando lalectura.

Existe otro aparato utilizado para realizar mediciones eléctricas que es el analizador de redes(Figura 1.4), este equipo es más completo y sofisticado por lo que es el recomendado para realizarmediciones en equipos de bombeo donde se haga un estudio de ahorro de energía como esnuestro caso. Entre sus características y prestaciones está la de tomar una lectura integral detodos los parámetros eléctricos requeridos por lo que dispone de tres elementos. sensores decorriente y tres elementos sensores de voltaje normalmente con forma de tenazas y de pinzasrespectivamente. Este aparato se debe configurar en cada medición que se realice, dependiendode las características de cada sistema y del tipo de información que se desea obtener. El aparatotiene distintos modos de operación, por ejemplo se deberá seleccionar si el sistema es monofásicoo trifásico así como el número de hilos que lo conforman. En una pantalla que se despliega en elaparato también se debe configurar parámetros como la frecuencia, la relación de transformación,el tiempo de frecuencia entre un registro y otro dependiendo del tiempo total de la lectura, etc.Hay que tomar en cuenta la capacidad de memoria del aparato, en nuestro caso el analizador deredes utilizado dispone de 17,474 lecturas en sistemas trifásicos, por lo que hay que calcular elnúmero máximo de lecturas a grabar tomando en cuenta la frecuencia de lecturas y el periodo enel cual se va a llevar a cabo la medición. En este momento es importante definir el periodo detiempo en que se van a tomar las lecturas por ejemplo un día, una semana, un mes o el periodo detiempo que se requiera.

Dependiendo los valores de corriente que se van a medir las tenazas amperimetricas tienendiferentes escalas para el caso de equipo utilizado en ANDA es de 10, 100 y 1000 amperios. En la




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Figura 1.6 a continuación, se muestra el diagrama de conexión del analizador de redes y en laFigura 1.7 se muestra una imagen del analizador de redes conectado en un arrancador.

Figura 1.6 Diagrama de conexión de Analizador de redes

Figura 1.7 Imagen de Conexión de Analizador de Redes

El aparato esta especificado que trabaje a 600 voltios como máximo tomando lecturasdirectamente, pero existe el caso de los sistemas principales de agua potable ANDA cuyo voltajede operación es de 4,160 voltios. Para este caso el aparato tiene una configuración especial paratomar las lecturas a este nivel de voltaje ya que no podría leer directamente y es estableciendo larelación de transformación de los aparatos de instrumentación que están ubicados dentro deltablero de control.

Entonces hay que saber cuál es la relación de transformación de los transformadores de voltaje yde corriente e introducirla en la configuración del aparato para que se tenga una lectura correcta y




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conectarlo de acuerdo a la figura 1.8 . El Analizador de redes del que se dispone y con el cual sehan tomado las lecturas es marca EXTECH Modelo 382095 y puede tomar lecturas en sistemamonofásico y trifásicos de uno, dos tres, y cuatro hilos como se menciono anteriormente.

Figura 1.8 Diagrama de conexión de Analizador de redes con transformadores de instrumentos

Cuando se ha realizado la configuración del aparato se procede a la colocación de los puntos demedición. Los sensores de corriente se colocan abrazando los cables uno por cada fase para captarel flujo magnético proporcional a la corriente para lo cual se deberán colocar en la mismadirección de la corriente para que los flujos no se contrarresten. Además se colocan las pinzassensoras de voltaje puntualmente en cada fase y en paralelo una de la otra. Después de verificarque las conexiones estén firmes y que las lecturas presentan datos congruentes y lógicos seoprime la tecla de grabación y se deja grabando el equipo por el tiempo que se ha estipulado. Esteperiodo dependerá de cual es la muestra que se desea obtener que puede ser un día, una semanao un mes lo cual es importante de definir para determinar el periodo de toma de cada muestra.Cuando se ha terminado el periodo de grabación se dispone a retirar el equipo por lo que primerohay que detener la grabación y luego se apaga el aparato.

1.5.2 Mediciones Hidráulicas

Para efectuar mediciones hidráulicas se dispone de varios aparatos como es el caso del losmedidores de caudal, de presión y de nivel. Si se desea tener un sistema de control para efectosde mejorar la operación de una planta o de instalar un sistema de control de velocidad paraobtener ahorros de energía eléctrica, todos estos aparatos deben de ser de tipo digital, es decirademás de obtener lecturas de los procesos deberán ser capaces de enviar información digital decontrol hacia el elemento que se desea controlar por lo que normalmente están dotados detransmisores de señal.

En primer lugar tenemos el medidor de caudal para medir precisamente el flujo o caudal. Esteparámetro como se menciono es fundamental para conocer el comportamiento y la producciónde una planta de bombeo. En ANDA existen instalados básicamente tres tipos de medidores. El




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medidor de turbina que consiste de un rotor dentro de una capsula o niple metálico normalmentebridado y de el mismo diámetro de la tubería en la que se va a medir. Es importante tener cuidadoen la instalación de este medidor de caudal y cualquiera de otro tipo ya que se debe guardar unmínimo de distancia de tubería lisa que normalmente es de 10 veces el diámetro agua arriba y 5veces el diámetro aguas abajo; esto se debe considerar para que el medidor lea correctamente elflujo debe ser laminar, es decir sin ningún tipo de perturbación. Este rotor gira a una velocidaddirectamente proporcional al caudal del fluido y lleva incorporado un imán permanente y elcampo magnético giratorio que se origina induce una corriente alterna en una bobina captadoraexterior. Este campo proporcional al caudal hace que se mueva una serie de engranes quemuestran la lectura en el dial del aparato. Estos aparatos normalmente muestran lecturas decaudal instantáneo y de la producción acumulada.

Existe también el medidor electromagnético cuya aplicación se basa en la ley de faraday, por locual la tensión inducida atravesando el medio conductor, en este caso el agua, al moverseperpendicularmente a través de un campo magnético, es proporcional a la velocidad del flujo. Enel medidor magnético de caudal el conductor es el líquido y la señal generada es captada por doselectrodos rasantes en la superficie interior del tubo y diametralmente opuestos. Este tipo demedidor se considera prácticamente digital y la señal generada es llevada a un circuitoamplificador y a un display para mostrar los datos de lectura. En este tipo de medidor también sedebe de guardar las distancias mínimas de instalación para evitar lecturas erróneas.

En las figuras 1.9 y 1.10, se muestran imágenes de los macromedidores mencionados

Figura 1.9 Medidor de caudal de propela Figura 1.10 Medidor de caudal magnético

También se tiene el medidor ultrasónico que mide el caudal por medio de la diferencia develocidades del sonido al propagarse en el sentido del flujo y en sentido contrario a este dentrode la tubería. Se aplica a un cristal una energía eléctrica en forma de pequeñas perturbaciones queprovocan un estado de vibración que es la que se transmite al flujo y se propaga a través de el. De




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este tipo son los medidores portátiles de flujo el cual se utilizan para mediciones y aforospuntuales y en donde por lo general no hay medidores de caudal instalados o en mal estado.

1.5.3 Mediciones de Presión y Nivel

Para medir presión en un sistema de agua potable, se tiene el medidor tradicional que es el tipobourdon o de carátula analógica en la cual la aguja indicadora se mueve en una posiciónproporcional a la presión que se está midiendo. Este dispone de elementos mecánicos que hacenesta función de desplazamiento que son el elemento espiar, el diafragma y el fuelle. Este tipo delectura es simple y no conlleva ningún tipo de control mas que el que el operador ejercevisualmente sobre el sistema para realizar alguna acción o para informar a quien corresponda.

Por otra parte se dispone del medidor de presión diferencial llamado también transmisor depresión diferencial ya que además de registrar la lectura también tiene la capacidad de enviar losdatos hacia un lugar en el proceso donde es requerido, de este último se ha instalado en lasplantas pilotos del programa de eficiencia energética. El principio de funcionamiento es que lapresión de entrada se transmite a través de una membrana separadora hasta el sensor de presiónrelativa y esta sufre una desviación. Esta desviación modifica el valor de resistencia que lamembrana posee conectada en un puente de wheastone. La modificación en la resistenciaproduce una tensión de salida de puente proporcional a la presión de entrada. Para conectar estetipo de medidor de presión se debe contar con una toma de muestra de el fluido a medir en latubería donde esta fluyendo y una estructura para soportar el elemento sensor. En las siguientesfiguras se muestran imágenes de los dos tipos de medidores de presión descritos en esta sección:

Figura 1.11 Medidor de presión analógico Figura 1.12 Medidor de presión digital

En cuanto a la medición de nivel los medidores utilizados en el proyecto piloto son del tipohidrostático de nivel, que prácticamente mide la presión de la columna de agua que estásoportando para luego por medio de un circuito transductor convertir esta información en alturade agua.




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El transmisor de presión dispone de un sensor piezoresistivo montado en la cara frontal y dotadode una membrana de acero inoxidable. El transmisor incluye una circuitería electrónica y un cablede conexión. El principio de funcionamiento es que la presión del medio actúa sobre la membranade acero inoxidable, la cual es desviada y transmite la presión al puente piezoresistivo en el sensorde medición. La señal de tensión de salida del sensor es conducida a un circuito electrónico el cualla transforma en una corriente de salida en el intervalo de 4 a 20 mA proporcional a la presión y ala altura del líquido.

Para instalarlo el medidor se monta con el cable colgando hacia abajo, en caso de que le fluidoeste en movimiento el transmisor se debe fijar para evitar errores de medición. En la figura 1.13 semuestra una imagen del medidor de nivel descrito:

Figura 1.13 Medidor de nivel hidrostático

1.6 PARÁMETROS MECÁNICOS

Muchas son las características mecánicas que encontramos en los diferentes equipos de bombeo,algunos parámetros resulta más importante pero todos están relacionados unos con otros, de talmanera que resulta imposible querer obviar parte de ellos.

Los Parámetros, en cualquier forma que se han considerados forman parte de un ordenestablecido y es parte del seguimiento para establecer un buen funcionamiento y así poder llevara cabo las funciones especificas. Estos son los Parámetros Mecánicos a considerar para laimplementación de una Estación de Bombeo.




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Antes de determinar el tamaño de un sistema de bombeo de agua, es necesario entender losconceptos básicos que describen las condiciones hidráulicas de una obra, sus parámetrosmecánicos

El tamaño del sistema está en relación directa con el producto de la carga dinámica total (CDT) y elvolumen necesario

Parámetros Mecánicos:

Carga dinámica total: es la suma de la carga Estática (CE) y la carga Dinámica (CD)

CDT: CE + CD = Nivel Estático + abatimiento + altura de la descarga + fricción

Carga Estática: La primera parte, la carga estática, puede obtenerse con medicionesdirectas. Se trata de la distancia vertical que el agua se desplaza desde el nivel deabatimiento del pozo hasta la altura en que se descarga el agua. La carga estática esentonces la suma del abatimiento, el nivel estático y la altura de la descarga. Todos lospozos experimentan el fenómeno de abatimiento cuando se bombea agua. Es la distanciaque baja el nivel del agua debido a la constante extracción de agua. En la figura 1.14 semuestra un esquema que representan estos conceptos

Figura 1.14

Carga dinámica: La carga dinámica, es el incremento en la presión causado por laresistencia al flujo al agua debido a la rugosidad de las tuberías y componentes comocodos y válvulas. Esta rugosidad depende del material usado en la fabricación de lastuberías. Los tubos de acero producen una fricción diferente a los tubos de plástico PVCde similar tamaño. Además, el diámetro de los tubos influye en la fricción. Mientras másestrechos, mayor resistencia producida.




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Para calcular la carga dinámica, es necesario encontrar la distancia que recorre el aguadesde el punto en que el agua entra a la bomba hasta el punto de descarga, incluyendo lasdistancias horizontales, así como el material de la línea de conducción y su diámetro. Conesta información se puede estimar la carga dinámica de varias maneras.

Abatimiento: es la diferencia de alturas entre la carga estática y la carga dinámica

Carga por fricción: es la resistencia que ejerce un cuerpo a ser deslizado sobre otro.

El agua que fluye por una tubería encuentra resistencia a su peso por la fricción del aguacon las paredes de la tubería. Esta fricción ocasiona una disminución en la presión del aguaen el interior de la tubería y se mide, precisamente como una pérdida de presión porunidad de longitud de la tubería:

Kg/cm por cada 100 m de tubería

m.c.a. por cada 100 m de tubería ó %

La fricción que tiene que vencer el agua que fluye por una tubería, aumenta al aumentar lavelocidad del agua y al aumentar la longitud de la tubería.

Obsérvense los siguientes valores:

Pérdidas por fricción en un tubo de Ho Fo. De 1 1/2 “de diámetro con diferentes gastos:

Gastos en GPM 25 50 100

Pérdidas en % 7.3 28.4 102

Conclusión: El gasto tiene una enorme influencia en las perdidas por fricción.

Las pérdidas por fricción aumentan en proporción al cuadro del aumento del gasto.

Tablas de fricción: Existen tablas publicadas por fabricantes que indican el porcentaje defricción que debe añadirse en base al caudal, diámetro y material de las tuberías. Estaguía incluye en el Apéndice unas tablas de fricción para tuberías de plástico PVC y acerogalvanizado. Estas tablas proporcionan un valor más cercano a la fricción verdadera.

Altura de la descarga: es la distancia vertical a la que hay que subir el agua, medida desdeel nivel del suelo hasta el borde superior del tanque de almacenamiento.

Aforo: es la medición del caudal de una vertiente.

Caudal: es la cantidad de fluido que pasa en una unidad de tiempo. Normalmente seidentifica con el flujo volumétrico o volumen que pasa por un área dada en la unidad detiempo.

Q = A x B




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Vibración mecánica: se llaman vibraciones mecánicas a las oscilaciones de partículasalrededor de un punto en un medio físico equilibrado cualquiera y se pueden producir porefecto del propio funcionamiento de una bomba.

1.7 CRITERIOS PARA INSTALAR VARIADORES DE FRECUENCIA ENPLANTAS DE BOMBEO.

Los variadores de frecuencia son equipos que benefician en el ahorro de energía en vista quereducen la velocidad de los motores, obteniendo como resultado bombear solo el caudalnecesario, controlando la presión en la red y evitando rompimiento en tuberías.

La utilización de variadores de frecuencia es aplicable cuando el bombeo se realice directamentea la red de distribución y que la presión se incremente cuando los usuarios disminuyen el consumode agua, siendo este comportamiento la oportunidad de controlar el caudal y la presión con un VF.

Los principales criterios para utilizar VF son:

a) Equipo de bombeo trabajando directo hacia la red de usuarios.

b) La presión máxima necesaria para abastecer a los usuarios, es superada en determinadosperiodos del día cuando disminuye el consumo, provocando unas sobrepresión (ver figura1.15).

c) El rebombeo no se puede suspender para evitar alta presión, sin afectar el suministro deagua.

d) Alto consumo de energía eléctrica

Figura 1.15 , sobrepresión en red de distribución

Presiónmáximanecesaria

Sobrepresión




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Además de los criterios para utilizar variador de frecuencia, la planta de bombeo seleccionada,debe cumplir los siguientes requisitos:

Delimitación de red de abastecimiento.

Disponibilidad física para instalar macromedidor, medidor de nivel y medidor de presión.

Información sobre presión máxima y mínima, planos eléctricos y eficiencia de las bombas.

1.8 PUESTA EN MARCHA DE PLAN PILOTO EN PLANTA CAITES DELDIABLO

Como se menciona anteriormente el equipo a utilizar en este caso es el analizador de redes oanalizador de potencia. Los parámetros que nos interesa medir y registrar son: el voltaje, lacorriente, la potencia, el factor de potencia y el consumo de energía.

El primer dato que nos registra el aparato es el voltaje de fase a fase y el voltaje de línea. En elcaso de los sistemas de bombeo de ANDA el voltaje de operación mas utilizado por criterios deoperación es 480 V. De acuerdo a la normativa vigente la variación en el voltaje no debesobrepasar al 6 % del valor nominal lo que significa que el rango de variación será entre 451 y 508V. Esta medición nos servirá inicialmente para verificar la calidad de la energía que essuministrada por la compañía distribuidora del sector. El siguiente dato en importancia es lacorriente que está consumiendo el motor eléctrico que en condiciones estables de suministrodepende de la carga del equipo acoplado al motor en este caso la bomba hidráulica. Si el factor decarga con que trabaja el motor es de un 85% que es el recomendado, el valor de la corriente nodebe representar un problema para el funcionamiento del motor ya que tenemos en este casotodavía un 15% de margen de seguridad para llegar a la plena carga.

Luego en el orden de presentación de datos que se tiene en el aparato esta la potencia real, lapotencia aparente y la potencia reactiva. Un análisis integrado de las tres potencias nos da unarepresentación de cómo esta funcionado el equipo, cual es su factor de carga, cual es la variaciónde potencia en función del tiempo. El factor de potencia aunque es un dato muy importante encualquier sistema eléctrico, en el caso de ANDA es un problema prácticamente resuelto ya que entodos los equipos de bombeo se tiene conectado su banco de capacitores para compensar elfactor de potencia. En algunos casos eventualmente estos dispositivos fallan o se dañan por lo queexiste un monitoreo permanente para sustituir los capacitores dañados. En la Figura 1.16 semuestra la pantalla del Analizador de Redes con los datos medidos.




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Figura 1.16, Pantalla de Datos de Analizador de Redes

Por último está el consumo de energía eléctrica en KW-h que está directamente relacionada conla potencia y su importancia radica en que su valor se traduce en un costo en dinero. El dato queregistre el aparato se puede comparar con el dato facturado por la empresa distribuidora deenergía y para un mismo periodo de tiempo debe tener igual valor.

Después de haber recolectado la información del comportamiento eléctrico del equipo, nosconcentraremos en las mediciones hidráulicas que para el caso son el caudal, la presión y el nivel.Cuando un equipo de bombeo tiene un régimen de trabajo hacia la red su comportamiento esvariable de acuerdo a la demanda a lo largo de un periodo de tiempo que puede ser un día paraque sea cíclico y repetitivo. El punto de operación de una bomba está determinado por un caudal ypor una presión particular para ese punto, por lo que si la demanda de la bomba cambia, tambiéncambiara la presión estableciendo un nuevo punto de operación. En la práctica eso es lo quesucede todo el tiempo cuando el comportamiento de la bomba se tiene que ajustar al trabajo parael que es solicitada teniendo un régimen de trabajo variable. Para el caudal y la presión aunquelos aparatos que toman estas lecturas pueden ser de tipo digital, normalmente no tienen lacapacidad de registrar o almacenar datos (para hacerlo deben de tener una configuración especialo estar integrado a un sistema SCADA) por lo que la recolección de datos tendrá que ser manual.Se debe de llevar registro de datos por el mismo periodo de tiempo de las mediciones eléctricas.

Después de haber terminado el periodo de recolección de datos, hay que trasladarlos a unaherramienta informática, que puede ser una hoja de Excel para poder manipular datos, configurardatos, generar curvas, generar gráficos etc. El analizador de redes utiliza su software propietarioque recolecta esta información y la traslada a formato Excel, lo que permite adecuar lainformación de acuerdo a lo que se necesite. En el caso de las lecturas de caudal, presión y nivel sedebe rellenar la información en la hoja Excel de forma manual.

Al mismo tiempo se debe llenar un formulario con toda la información recolectada durante elperiodo y donde se resalte los datos de consumo de energía, producción, presiones, potencia, etc.en síntesis es el resumen con los datos más relevantes de la planta desde el punto de vista




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energético. Con esta información se puede generar una grafica con las variables mas importante ocon las que se requieran, como se muestra en la figura 1.17

Figura 1.17, Curvas de Parámetros Eléctricos

Al tener una gráfica integrada de los principales parámetros eléctricos e hidráulicos, se puedeconstruir una tendencia del comportamiento del equipo de bombeo en todo el periodo delectura, dividiéndolo en ciclos de 24 horas ya que el comportamiento de la demanda tiende a serrepetitiva. Como se ha establecido para los equipos que trabajan hacia la red, es sucomportamiento variable el que ofrece una oportunidad de ahorro de energía; estecomportamiento se puede interpretar de la siguiente manera: En el horario de máxima demandael caudal tiene que ser suministrado a la presión en ese punto de operación para garantizar queeste llegue a todos los usuarios, pero cuando la demanda disminuye, el punto de operación semueve hacia el otro extremo de la curva por lo que ahora el caudal disminuye y por lo tanto lapresión aumenta ya que la bomba tiende a no salirse de la curva de operación. Este es el puntoclave de la oportunidad de ahorro ya que el servicio de agua hay que proporcionarlo pero nonecesariamente a esta presión que corresponde a un nuevo punto de operación, ya que con unapresión menor este servicio puede ser abastecido. Si la presión de alguna manera puede serdisminuida, el producto de la presión por el caudal que es el que determina la potencia y elconsumo de energía eléctrica, deberá será menor. Esta presión en todo caso deberá ser la mínimaque garantice que el servicio será suministrado a todos los usuarios. Esta situación de llevarse acabo conllevaría a una reducción en el consumo de energía y a los costos asociados. En laactualidad se dispone del equipo llamado variador de frecuencia para realizar este tipo de trabajoque vendría a sustituir al tablero eléctrico convencional, donde los equipos no pueden serregulados ni controlados, es decir trabajan de un modo “directo” independiente deldesplazamiento de la bomba a través de su curva de operación. En la figura 1.18 se muestra una




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imagen de una Variador de Frecuencia, el cual fue instalado en el Reb. 1 de la estación de bombeoCaites del Diablo

Figura 1.18, Variador de frecuencia instalado en Caites del Diablo

Después de todo este proceso y cuando se tiene identificada plenamente la planta que escandidata a implementarse las mejoras para obtener ahorro de energía, entonces se formula elproyecto a ser desarrollado. La parte central del proyecto a implementar consiste en la instalaciónde un variador de frecuencia, llamado también variador de velocidad, como el nombre lo dice,para variar el régimen de trabajo del equipo de bombeo de acuerdo a lo que se necesite y asíobtener ahorros de energía. También se debe instalar un sensor de caudal, un sensor de presión yun sensor de nivel para formar un lazo de control que retroalimente el variador de frecuencia.Estos equipos son del tipo digital con salida 4-20 mA. para que el parámetro censado seaconvertido a una señal digital que sea enviado al variador de frecuencia. Dependiendo el grado decomplejidad de la disposición del equipo, también el sistema podrá tener incorporado uncontrolador lógico programable (PLC) que centraliza y automatiza toda la información digital delsistema.

Nos vamos a referir ahora al funcionamiento del variador de frecuencia, debido a que es eldispositivo central de un proyecto de ahorro de energía de estas características.

En muchas ocasiones es preciso trabajar mucho tiempo en condiciones de caudal inferiores alnominal. En esta situación se puede utilizar planteamientos que permitan ahorros energéticossignificativos, implantando sistemas de regulación de caudal apropiado.

El método que se utiliza para regular el caudal es el de modificar la curva carga-capacidad de labomba. Esto se logra variando la velocidad de operación de la bomba, como se muestra en lafigura 1.19




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Aquí se nota que variando la velocidad de la bomba N1 a N2, podemos pasar de un caudal Q1 a uncaudal Q2 sin incrementar la carga. Este comportamiento de la curva de la bomba es lo que selogra con el variador de frecuencia.

Figura 1.19, Variación de la curva de la bomba con el variador de frecuencia

En muchas aplicaciones las condiciones de bombeo de diseño son modificadas debido a ladisminución en la producción o a la disminución del consumo. De acuerdo a esto, en los sistemasde bombeo se hace necesario aplicar un sistema de regulación de consumo de acuerdo a lasnecesidades del sistema. Bajo todos estos conceptos se enmarca el funcionamiento del variadorde frecuencia, que hace que el motor que maneja la bomba trabaje a máximo esfuerzo cuando sele solicite pero que disminuya este esfuerzo cuando las condiciones de consumo han cambiado esdecir cuando este ha disminuido.

Como ya se menciono para implementar un sistema de este tipo además del variador se necesitatener instalado un sensor de presión, un sensor de caudal, un sensor de nivel, para que todosjuntos logren por medio de señales de retroalimentación de tipo analógico o digital, controlar lavelocidad el motor de acuerdo a valores de consigna preestablecidos. Al controlar y disminuir lavelocidad del motor, se está disminuyendo el consumo de energía eléctrica, puesto que el equipode bombeo pasa de una carga completa a un porcentaje de esa carga, obteniéndose con ellomenor consumo de energía.

Esta disminución el trabajo de la bomba están determinadas por las leyes de afinidad de acuerdoa la siguiente relación:

Donde N1 y N2 son las velocidades iniciales y finales y Q1 y Q2 son los caudales iniciales y finales

El funcionamiento interno del variador de frecuencia es un tanto complejo, debido a unmicroswitcheo a alta velocidad provocado por un banco de tiristores, pero si se simplifica por undiagrama de bloques el equipo viene a sustituir al arrancador normal en su función, aunque con la




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ventaja que proporciona un arranque y paro suave. El tablero que contiene al variador tambiénestá provisto de un reactor de línea y de un filtro que van a recortar las señales armónicas y lasperturbaciones de campo. Además como cualquier otro arrancador tiene sus protecciones y elbanco de capacitores para corregir el factor de potencia.

Ya que se tiene el sistema conectado con todas las señales llegando al variador, este se debeprogramar o configurar según el caso, y si el modo de operación es de presión constante, estosignifica que la presión nunca va a sobrepasar el valor preestablecido. Este valor de presión comoya se menciono anteriormente debe garantizar el normal abastecimiento de agua en los usuariosmas críticos. Esto se determina con datos de campo y con simulaciones del sistema.

En el Anexo 4 se detalla el ejemplo de implementación de medidas de ahorro con la instalación deun variador de frecuencia para controlar la velocidad del motor No. 2 de la estación Caites delDiablo, detallando los consumos de energía que se tenían antes y después de la implementación,así como diagrámas eléctricos con la instrumentación instalada y gráficas del comportamiento dela presión y los KW consumidos.

1.9 INDICADORES ENERGÉTICOS

Los indicadores son medidas de la eficiencia y eficacia de los sistemas de abastecimientos de aguacon respecto a determinados aspectos de la actividad del abastecimiento y del comportamientodel sistema. La eficiencia es la medida de hasta qué punto los recursos del abastecimiento seutilizan de manera óptima para dar el servicio, mientras que la eficacia es la medida de en quégrado se han cumplido los objetivos marcados.

En los abastecimientos de agua potable, la evaluación y uso de indicadores de eficiencia permitentener una respuesta más rápida y de mayor calidad de la operación del sistema de abastecimientoy facilitan una monitorización más fácil de los resultados del funcionamiento. El término indicadorhace referencia a calificaciones cuantitativas y con magnitud, que permiten conocer el estado delas cosas, procedimientos o variables comparadas con aspectos reales que nos interesa conocer ómejorar.

Los indicadores energéticos muestran la relación entre el consumo de energía eléctrica y loscostos asociados con este consumo y la producción de bienes o servicios obtenidos a partir de esteproceso. Nos indican que tan bien se está utilizando el recurso energético en la producción deagua potable en una planta de bombeo. De acuerdo a la interpretación de estos índices podemostomar medidas correctivas para mejorarlos en caso que sea necesario.

1.9.1 Consumo Específico de Electricidad por Bombeo (KWh/m3)

El indicador energético (IE) que representa el consumo especifica de electricidad por bombeo(KWh/m³) , es la relación entre la energía utilizada por los equipos de bombeo en un sistema deagua potable y la producción del volumen total del agua suministrada a la red de distribución. El




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índice de consumo específico de electricidad por bombeo, tiene la finalidad de identificar y evaluarla forma en cómo operan los sistemas de bombeo de la Institución.

Este índice se obtiene de una manera directa al instalar un analizador de redes en el equipo debombeo a analizar y la producción total de agua de ese equipo por medio de un medidor decaudal.

Su cálculo se basa en la siguiente operación

Índice de consumo energético (IE) = [Consumoenergético anual (KWh)]/ Producción anual (m3)

El analizador de redes nos proporcionara el consumo de energía eléctrica en KWh durante unperiodo de tiempo y el medidor de caudal nos dará la producción acumulada de agua en M3

durante el mismo periodo de tiempo. El método para instalar estos equipos están indicados en lasección 1.5.1 de este manual.

En caso de que no se disponga de alguno de estos aparatos(o los dos), se tomara el consumo deenergía eléctrica de la facturación entregada por la empresa distribuidora, para la obtención deldato de producción de agua, la ANDA tiene el control aproximado de la producción de cada equipode bombeo y de cada planta de bombeo. Este dato se basa en el aforo realizado a cada equipo;aunque es inexacto puede en algún momento servir como un dato de producción. También esimportante que las lecturas sean durante el mismo periodo de tiempo.

Aún cuando existen valores promedios de este indicadores, su valor no puede ser comparado deun organismo operador a otro, debido a que las condiciones de extracción, conducción,disponibilidad y costo de energía varían de una región a otra

Sin embargo este índice puede ayudar al organismo a compararse consigo mismo y evaluar lasacciones de los proyectos de eficiencia energética que se han puesto en marcha o en proceso deimplementación.

Así mismo, este indicador es un margen de referencia para la operación comercial, ya que sepuede tomar como uno de los factores base al definir un esquema tarifario para los usuarios.

1.9.2 Índices Parciales y Globales

En general un objetivo de la ANDA para mejorar su eficiencia energética, es determinar el índiceenergético global a nivel nacional. De acuerdo a los métodos descritos anteriormente es posibledeterminar el índice energético para un equipo de bombeo. Si una planta de bombeo estácompuesta de varios equipos, posiblemente estos tendrán diferentes índices energéticos, ya quepueden ser de diferentes potencias, diferentes características, diferente forma de operación, etc.Entonces se debe obtener el índice energético de la planta a partir de los índices individuales.




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Luego de obtener el índice de cada planta, hay que plantearse luego la necesidad de tener uníndice a nivel de sistema como es el caso del Sistema Zona, Norte, Sistema Rió Lempa, Tetralogía ode ciudades medianas y pequeñas como Santa Ana, San Miguel, Santa Tecla, Sonsonate, etc.

A partir de que se cuenta con los índices por sistemas, hay que determinar el índice energético porcada región operativa en las que se divide la ANDA para luego obtener el índice global nacional.

Estos índices parciales y globales nos interesan conocerlos, ya que nos indican a escala global quetan eficiente es la ANDA con sus consumos energéticos en relación con la producción de agua ynos pueden dar la pauta en los aspectos que hay que mejorar.

1.10 USO DE CÁMARAS TERMOGRÁFICAS

La cámara termográfica o de termovisión es un dispositivo que nos permite medir temperaturasexactas a distancia sin que para ello exista un contacto físico con el objeto que se desea medir.Esto lo logra mediante la captación de la radiación infrarroja del espectro electromagnético de unobjeto y genera una imagen térmica. La cámara permite captar y grabar imágenes de ladistribución de temperaturas de un objeto o área captada en la imagen y por medio de estaimagen se obtiene la distribución superficial de temperatura del objeto a estudiar donde sevisualizan puntos fríos y calientes. Estos puntos fríos y calientes están relacionados en una escalade colores donde a cada punto le corresponde una temperatura en particular. Por ejemplo elamarillo, el anaranjado y el rojo corresponde a las temperaturas más altas y el gris el azul y engeneral los colores oscuros corresponden a las temperaturas mas bajas. Las característicastécnicas a tomar en cuenta para seleccionar una cámara termográfica están el campo de visiónque es la abertura angular de la cámara, límite de acercamiento, sensibilidad térmica, rangoespectral, resolución, rango de temperaturas y precisión.

Este análisis termográfico es importante porque nos ayuda a definir de manera directa el estadogeneral de una instalación en cuanto a su estado térmico, a conocer los puntos de falla y por lotanto a posibles puntos de actuación, para establecer un programa de mantenimiento predictivoy para obtener una mayor eficiencia energética.

En cuanto a su modo de operación la cámara termográfica nos puede servir para obtenerinformación instantánea y también podemos guardar esta información para ser analizada yeditada posteriormente al ser descargada esta información a una computadora por medio de laayuda de un software facilitado por el fabricante de la cámara.

1.10.1 Utilización y Análisis de Información Termográfica

La importancia de conocer y entender los puntos de alta temperatura, es que por lo generalindican que están siendo provocados por un defecto que de no detectarse y corregirse a tiempo sepuede convertir en una falla al sistema. Estos puntos de alta temperatura pueden provocar




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además de fallas francas y ruptura del aislamiento, que se reduzca la vida útil de este aislamientoasí como causar accidentes en los equipos y en el personal expuestos a los mismos. Además unincremento en la temperatura hará que la eficiencia del equipo disminuya.

El incremento de la temperatura en un circuito eléctrico puede originarse por una mala conexióno problemas de rodamiento en el caso de equipos mecánicos, en general indican que loscomponentes de un sistema que muestran un incremento de temperatura se deben a un malfuncionamiento o a una falla.

Los puntos calientes que son detectados por la cámara termográfica son el resultado de unincremento en la resistencia en un circuito, sobrecargas en el mismo o fallos en el aislamiento. LaFigura 1.20 muestra un punto caliente generado por una mala conexión en el sistema dedistribución de potencia. La consecuencia de una falla de este tipo como es de esperar son seriande daños en el equipo, en el sistema así como daños de tipo personal.

Figura 1.20, Imagen termográfica de punto caliente en conexión

Es necesario mantener un control y un monitoreo constante del control de la temperatura de lasinstalaciones y de los dispositivos o artefactos dentro de las mismas.

Tener de primera mano información del estado y del comportamiento térmico nos permitepredecir el comportamiento y el estado de nuestros equipos y por consiguiente minimizar el riesgode falla con la reparación o sustitución del elemento comprometido en lugar de incurrir en costosmas elevados por otro tipo de reparación. Esto evita dentro de lo posible las consecuencias queesto acarrea como paros prolongados de todo el sistema y pérdidas por paros en la producción.

1.10.2 Temperaturas y Condiciones Normales de Operación

Un ambiente con temperatura normal, es aquel que proporciona una temperatura apropiada parael buen desempeño de un equipo o artefacto. Este ambiente permite que el equipo desarrollemejor su trabajo con una buena eficiencia y con el cual su tiempo de vida no se vea disminuidopor el factor temperatura.




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Este concepto es importante para poder medir y comparar correctamente con los estándaresestablecidos para tomar las medidas correctivas que proporcionen este ambiente en caso que nose disponga de el.

Para iniciar un estudio termográfico se debe conocer con anticipación el comportamiento de lamáquina o dispositivo al que se le van a tomar mediciones. Es decir, el equipo que se va ainspeccionar debe presentar un comportamiento térmico determinado que se debe conocer conanterioridad. También se debe de conocer la temperatura de referencia es decir los valores detemperatura con los que se va a comparar, en los que el equipo debe de trabajar sin considerarque corre peligro de falla es decir la temperatura normal de trabajo o estándar.

DATOS NOMINALES

Dentro de los datos de placa o datos nominales de un motor o equipo eléctrico esta la clase deaislamiento que significa el esfuerzo térmico que puede soportar un aislamiento sin sufrir daño odegradación en su calidad o en el tiempo de vida

Las clases de aislamiento se han estandarizad por su grado de resistencia a la temperatura en claseA, B, F y H de acuerdo al estándar NEMA. Cada clase de aislamiento está definido por latemperatura máxima a la que el aislamiento puede ser operado arriba de los 40 ° C durante20,000 horas.

Esta clasificación se muestra a continuación en la tabla 1.2 :

Clase de Aislamiento Valor de Temperatura Temperatura Ambiente

A 105 ° C

B 130 ° C 40 ° C

F 155 ° C

H 180 ° CTabla 1.2, Clases de Aislamiento NEMA

También a continuación se muestra en la Tabla 1.3 los valores máximo de temperatura permitidospara distintos equipos eléctricos

Equipo Punto de Medición Límite de TemperaturaInterruptor de desconexión Punto de Contacto 65 ° CFusible Punto de Conexión 75 °CCortacircuitos Terminal 75 °C

Unidad Mecánica 110 ° CTransf. de Corriente Terminal 75 ° CTransf. de Potencial Bobinado 90 ° CTransformador inmerso

en aceite

Terminal 75 ° CAceite Aislante 90 ° C

Capacitor Terminal 75 ° C




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Carcaza 70 ° CConexión de Cable Conductor duro de cobre 70 ° C

Conductor de cobre 90 ° CPanel Baja Tensión Punto de Medición 65 ° C

Punto de Contacto 75 ° CTabla 1.3, Temperatura permisible de equipo

Estos valores nos sirven entonces para comparar entre las lecturas obtenidas con los valoresnominales y verificar si estamos operando en los límites seguros o recomendados

A continuación en la Figura 1.21 se muestra los datos de placa o valores nominales a los que debetrabajar el motor, donde aparece la clase de aislamiento que es F, luego en la Figura 1.22 semuestra los datos de placa de una subestación eléctrica cuya clase de aislamiento es OA.

Figura 1.21, Datos de placa de un motor

Figura 1.22, Datos de Placa de Transformador de 750 KVA




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Para tener una mejor representación de los equipos y accesorios que se están midiendo y realizaruna buena comparación se recomienda presentar las imágenes reales (fotografías) a la par de lasimágenes térmicas capturadas con la cámara termográfica, en las Figuras 1.23 y 1.24 se muestranun par de ejemplos.

Figura 1.23, imagen termográfica Figura 1.23, imagen real

1.10.3 Partes de una Cámara Termográfica

También es importante mencionar las partes de las que se compone una cámara termográficapara poder utilizarla y esta son el lente, disparador de imágenes, comportamiento de baterías,conectores y ranura de tarjeta de memoria. En la figura 1.23 se muestra la figura de la cámarautilizada en el proyecto piloto que es la i5 de la marca FLIR

Figura 1.23, Cámara Termográfica ¡5, marca FLIR




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1.10.3.1 Elementos de la Pantalla

Funciones Funciones

1 Lente de infrarrojos 1 Botón de archivos

2 Palanca para protección de lente 2 Botón flecha izquierda

3 Disparador para guardar imágenes 3 Botón selección izquierda

4 Cubierta de conectores 4 Botón + de navegación

5 Compartimiento de baterias 5 Botón flecha derecha

6 Punto de conexión 6 Botón selección derecho

7 Botón encendido

8 Botón – de navegación

En la figura 1.24 se muestra el menú principal de la cámara termográfica y el significado de losdiferentes iconos y opciones en pantalla.

1 Sistema de menú

2 Resultados de medición

3 Indicador de alimentación

4 Fecha y hora

5 Valor limite de la escala detemperatura

6 Escala de temperatura

7 Valor de emisividad

8 Función actual boton de selecciónderecho

9 Función actual boton de selecciónizquierdo

Figura 1.24, Menú principal de Cámara Termográfica




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1.10.3.2 Software y Documentación de la Información

Para obtener buenos resultados y procesar con éxito la información requerida hay que utilizarcorrectamente las funciones básicas y la configuración de la cámara. El software de procesamientode la imagen permite guardar y eliminar imágenes y archivos. Las imágenes pueden editarse ycolorearse utilizando las paletas de colores disponibles. La medida de la temperatura puedeajustarse a puntual, máximo, mínimo y promedio de áreas y perfiles. El software permite variar laemisividad y la temperatura de fondo y además mejora los filtros, la imagen y el zoom

El software del que se dispone permite elaborar informes para documentar la información. Estegenera una copia escrita de la imagen térmica que se puede acompañar de una imagen fotográficaimportada y con cualquier información de interés.




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2. MANTENIMIENTO PREDICTIVOCAPÍTULO No. 2

MANTENIMIENTOPREDICTIVO




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2.0 MANTENIMIENTO PREDICTIVO

Este tipo de mantenimiento consiste primordialmente en recopilar información constante yperiódicamente y enlistar lo observado a cada uno de los elementos que componen el sistema,tomando en consideración las observaciones o sugerencias hechas por las personas que operan,vigilan o monitorean la operatividad del sistema y centralizarlo, para posteriormente solventar unproblema que solo con la simple gestión se resuelve o mejorar algún proceso que con indicacionesprecisas se atienden o hacer una programación ordenada de mantenimiento preventivo a cadauno de los componentes del sistema e involucrar al personal idóneo en cada especialidad parahacer eficiente el sistema.

2.1 ACOMETIDA ELÉCTRICA PRIMARIA

Consiste en verificar las condiciones físicas de: los conductores eléctricos primarios (conductoresdesnudos), los aisladores y los herrajes que soportan todas las estructuras primarias; paranuestro caso, desde el punto de entrega de la distribuidora de energía de la zona hasta lasubestación propia.

Como ejemplo podemos mencionar que, muchas veces las ramas de los árboles crecen rápido,especialmente en la época invernal y estas (las ramas) pueden alcanzar los conductores oestructuras primarias, pudiéndo ocasionar cortocircuitos o fallas a tierra y suspender lacontinuidad del servicio de energía eléctrica y como consecuencia se suspende el bombeo y elsuministro de agua.

¿Qué se debe hacer?

Como primera acción es importante tener u obtener los planos de las líneas eléctricas primariasque alimentan a cada una de las estaciones de bombeo y de preferencia conocer la ruta deltendido de dichas líneas con sus respectivas estructuras, para poder determinar o predecir en quepuntos es necesario poner mayor atención y programar inspecciones periódicas y oportunas paraevitar fallas.

Para este mantenimiento, generalmente no se requiere desenergizar la línea, pero a veces esnecesario hacerlo (o por seguridad, es recomendable).

En las figuras 2.1 y 2.2 se muestran acometidas eléctricas primarias.




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Figura 2.1, Acometida eléctrica primaria trifásica a 46 KV, con estructuras doble remate.

Figura 2.2, Acometida eléctrica primaria trifásica a 46 KV, con seccionadores.




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2.2 SUBESTACIÓN ELÉCTRICA

Este mantenimiento consiste primordialmente en verificar las condiciones en las que se encuentra(en operación): los transformadores ya sea monofásicos o trifásicos y todos los elementos deprotección de ellos (pararrayos y corta circuitos), incluyendo: las estructuras, los herrajes,retenidas, la red de tierra, así como también verificar las conexiones y empalmes de losconductores (primarios y secundarios) y los pernos que sujetan los herrajes y conexiones y predioo terreno aledaño.

Como ejemplo se puede mencionar, que por la carga que poseen los transformadores, estospueden presentar derrame o fugas de aceite, por el sitio de instalación los transformadorespueden presentar oxidación prematura (en las costas o cerca del mar) o exceso de maleza en elpatio de la misma si esta está en el piso (terrenos con mucha vegetación), etc.


Como ya se ha mencionado, primordialmente es necesario tener u obtener los planos de lasubestación eléctrica y de preferencia conocer el sitio de instalación de cada una, para poderdeterminar o predecir en cuales son necesarias poner mayor atención y programar inspeccionesperiódicas y oportunas para evitar fallas.

Para este mantenimiento generalmente no se requiere desenergizar la subestación, pero a veceses necesario y por seguridad se recomienda hacerlo.

2.3 ACOMETIDA ELÉCTRICA SECUNDARIA

Consiste en verificar físicamente las condiciones de los conductores eléctricos (forrados)secundarios, las canalizaciones de estos y las conexiones desde el lado secundario de lostransformadores hasta la protección térmica principal, verificando los aprietes de los pernos(cuando se pueda).

Como ejemplo, podemos citar que ciertas acometidas son subterráneas y en tuberías, por que quese puede verificar por simple inspección los puntos de posible filtración de agua o animales, quepudieran dañar los conductores o la misma ductería y causar cortocircuitos o fallas a tierra y conello ocasionar problemas en los equipos que son alimentados.


Se recomienda programar inspecciones periódicas y contínuas para verificar las condicionesactuales de cada una de las acometidas, poniéndose énfasis en los puntos más vulnerables de lainstalación, con el objetivo de preveer soluciones inmediatas antes que ocurra un problemamayor.

Para este mantenimiento generalmente no se requiere desenergizar la acometida, pero a veces esnecesario y por seguridad se recomienda hacerlo.




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2.4 INTERRUPTOR PRINCIPAL

Consiste en verificar físicamente, la continuidad de cada una de las fases y los aprietes de lasconexiones de los conductores con este, así como también la limpieza del gabinete en el que seencuentra instalado el interruptor y las tuberías o canalizaciones de los circuitos que se derivan deeste así como su propia alimentación.

Para mencionar un ejemplo, estamos acostumbrados a que si los equipos de bombeo seencuentran operando, todo se encuentra bien; pero muchas veces, los equipos se encuentrantrabajando bajo condiciones no aceptables de tensión o presentar disparon contínuos orepetitivos a ciertas horas específicas del día, esto puede deberse u originarse por falsos contactosen los cepos del interruptor o por recalentamiento de los conductores que llegan o se derivan deeste, también puede deberse a la suciedad existente en el gabinete en que se aloja este.


Se recomienda programar inspecciones periódicas y contínuas para verificar las condicionesactuales de cada uno, poniéndose énfasis en los puntos de conexión que son los más vulnerablesde la instalación, con el objetivo de preveer soluciones inmediatas antes que ocurra un problemamayor.

Para este mantenimiento generalmente no se requiere desenergizar el interruptor, pero a veces esnecesario y por seguridad se recomienda hacerlo.

2.5 PANEL DE CONTROL.

Consiste en verificar las condiciones de funcionamiento y verificar como están trabajando todoslos elementos que componen el panel, como son: interruptor termo magnético, contactores, relésde tiempo, relés de protección, auto transformador, plc, voltímetro, amperímetro, analizador deredes, botoneras, indicadores lumínicos, alarmas, ventiladores, reactores, borneras, circuitoselectrónicos, gabinete, tuberías o canalizaciones que se deriven de este, conductores eléctricos defuerza y de control, etc.

Existen paneles de control o arrancadores que pueden ser operados sin carga para verificar loscircuitos de control, por lo que es importante hacerlo.

Para mencionar un ejemplo, es indispensable estamos acostumbrados a que si los equipos debombeo se encuentran operando, todo se encuentra bien; pero muchas veces, los equipos seencuentran trabajando bajo condiciones no aceptables de tensión o presentar disparon contínuoso repetitivos a ciertas horas específicas del día, esto puede deberse u originarse por falsoscontactos en los cepos del interruptor o por recalentamiento de los conductores que llegan o sederivan de este, también puede deberse a la suciedad existente en el gabinete en que se alojaeste.





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Se recomienda programar inspecciones periódicas y contínuas para verificar las condicionesactuales de cada uno, poniéndose énfasis en los puntos de conexión que son los más vulnerablesde la instalación, con el objetivo de preveer soluciones inmediatas antes que ocurra un problemamayor.

Para este mantenimiento generalmente no se requiere desenergizar el interruptor, pero a veces esnecesario y por seguridad se recomienda hacerlo.

2.6 FUENTE

Consiste en verificar las condiciones físicas de calidad y de cantidad de explotación en las que seencuentra la fuente de producción, ya sea esta un río, galerías de infiltración, manantial o pozo.Así mismo, monitorear la cuenca del sector aledaño a la fuente.

Se recomienda que este mantenimiento sea realizado periódica y constantemente, ya que nuestropaís es tan vulnerable a cambios, que se requiere atención casi a diario; como ejemplo se puedeestablecer las fuentes de río que en época invernal arrastran gran cantidad dearena y suciedad, lasque contaminan las captaciones y dañan los equipos de bombeo.

2.7 MOTOR ELÉCTRICO

Consiste en verificar las condiciones del motor en funcionamiento, observando y palpando algunascondiciones o características anormales, como pueden ser: vibración, temperatura, goteo y ruidoesta verificación se recomienda hacerla los operadores de las estaciones de bombeo, ya que ellosestán a diario operando los equipos y se familiarizan con las condiciones normales de ellos; perono hay que dejarles toda la responsabilidad a ellos ya que esta actividad también la debe hacerpersonal técnico especializado.

Un ejemplo de este mantenimiento puede ser que cuando al poner a operar un motor, se observaque este presenta una excesiva vibración, vibración que no es habitual ni normal, esta condicióndebe dar lugar a la suspensión inmediata del equipo e informar al área indicada de la situación,para que el personal especializado revise y corrija dicha anormalidad.


Se recomienda programar inspecciones contínuas y verificar las condiciones a diario, con elobjetivo de preveer soluciones inmediatas antes que ocurra un problema mayor.

Para este mantenimiento generalmente se requiere que el equipo este operando, pero a veces esnecesario apagarlo para verificar las posibles causas.




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2.8 CABEZAL DE DESCARGA

Consiste en verificar las condiciones físicas de sus partes como lo es la estopera, las bridas, la basedel motor y los anclajes (base de concreto).

Para este mantenimiento es recomendable que el equipo de bombeo se encuentre en operaciónya que así se puede observar o palpar alguna fuga o calentamiento excesivo. Esta actividad deberealizarse a diario, ya que los equipos de bombeo trabajan todos los días y debido a esto sufrendesgaste las piezas donde hay partes en movimiento, como lo es la pieza estopera.

Se recomienda programar inspecciones contínuas y verificar las condiciones a diario, con elobjetivo de preveer soluciones inmediatas antes que ocurran problemas mayores.

2.9 COLUMNA DE SUCCIÓN

Esta solamente puede ser verificada físicamente cada uno de los tubos tanto su cuerpo como lasroscas o las bridas, pernos y empaques de ellos y válvulas de retención (check), antes de lainstalación de la turbina en el inicio de un proyecto en particular o cuando se realice algún tipo demantenimiento a futuro a la bomba.

Una forma de verificar la condición de la columna de succión sin necesidad de desmontarla, escorroborar el caudal de bombeo periódicamente, si este ha disminuido sustancialmente, se puedepensar en problemas en la tubería de columna.

2.10 TURBINA

Este mantenimiento solamente puede ser realizado en el inicio de un proyecto en particular ocuando se realice algún tipo de mantenimiento preventivo; las condiciones físicas de la turbinadeben realizarse a cada uno de los componentes, como lo son: impulsores, tazones, eje, caja desucción, caja de salida, colador, funda del eje (si tuviera), anillos de aprete, etc.

Al igual que en la columna de succión, si se puede observar una disminución sustancial oconsiderable en la producción también puede pensarse en problemas de la bomba, lo que ameritala suspensión del equipo e informar al área indicada de la situación, para que personalespecializado revise y corrija dicha anormalidad.


Se recomienda programar inspecciones contínuas y verificar las condiciones a diario, con elobjetivo de preveer soluciones inmediatas antes que ocurra un problema mayor.

Para este mantenimiento generalmente se requiere que el equipo este operando, pero a veces esnecesario apagarlo para verificar otras posibles causas.




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2.11 LÍNEA DE IMPELENCIA

Consiste en verificar si no existen fugas en toda su longitud, verificándose también las condicionesde las válvulas que existieran en ese tramo y las de llegada al tanque. Estas inspecciones debenrealizarse por lo menos una vez a la semana y la puede realizar la persona encargada de ladistribución del agua, ya que si llegara a encontrar alguna falla, este debe informar al área indicadade la situación, para que personal especializado corrobore y corrija dicha anormalidad.

2.12 TANQUE DE DISTRIBUCIÓN

Consiste en verificar las condiciones físicas estructurales del o los tanques de distribución, asícomo sus componentes como los son escaleras, tapaderas, respiraderos, predio, acceso, terrenosaledaños, cerco, etc.

Este mantenimiento debe realizarse por lo menos una vez a la semana y la puede realizar lapersona encargada de la distribución del agua, ya que si llegara a encontrar alguna anormalidad(falla), este debe informar al área indicada de la situación, para que personal especializadocorrobore y corrija dicha anormalidad.

2.13 RED DE DISTRIBUCIÓN

Consiste en verificar si no existen fugas en toda su longitud, verificándose también las condicionesde las válvulas que existieran en toda la red hasta la llegada a los usuarios.

Este mantenimiento debe realizarse todos los días y la puede hacer la persona encargada de ladistribución del agua, ya que si llegara a encontrar alguna anormalidad (fuga), este debe informaral área indicada de la situación, para que personal especializado corrobore y repare dicha fuga.

2.14 VÁLVULAS Y ACCESORIOS HIDRÁULICOS

Consiste en verificar las condiciones de operación de todos los elementos que componen la sartahidráulica, es decir si abren o cierran correctamente, si no existen fugas o si registran conexactitud los aparatos de medición de acuerdo a lecturas anteriores.

Como un ejemplo de esta actividad podemos mencionar que cuando una válvula aliviadora depresión presenta derrame de agua constante siempre que los equipos de bombeo están operando,aún y cuando la línea se encuentra trabajando a la presión de diseño, es obvio pensar que estapresenta fuga, lo que debe reportarse inmediatamente para su pronta revisión y solventar la falla.


Este mantenimiento debe realizarse todos los días y la puede hacer la persona encargada de laoperación de los equipos de bombeo; el trabajo consiste en tomar nota a diario del




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funcionamiento de las válvulas y accesorios hidráulicos instalados en la estación de bombeo,reportando al área correspondiente cualquier anormalidad o falla que se observe, para queposteriormente se envíe al personal especializado a verificar y corregir el problema.

2.15 EQUIPOS Y ACCESORIOS PARA TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE

En las plantas de bombeo del Área Metropolitana de San Salvador, el tratamiento del Aguapotable se realiza con el propósito de ofrecer agua apta para consumo humano, utilizando paraeste fin equipos y accesorios que a su vez utilizan productos para desinfectar el agua. Estosequipos es necesario realizarles un mantenimiento predictivo periódicamente para garantizar subuen funcionamiento y optimizar su desempeño verificando su operación para determinaraquellos elementos que podrían afectar el trabajo de estos aparatos. Cabe mencionar que por suimportante función dentro del proceso de bombeo de agua a la población, la falla en estos equiposprovocará suspensión en el abastecimiento de agua potable.

Para realizar un mantenimiento predictivo, se deben conocer las especificaciones del equipodosificador que tengamos trabajando en cada lugar y las características de la fuente donde seutiliza, para determinar si el equipo utilizado es el idóneo.

Los principales equipos utilizados son bombas dosificadoras de diafragma y pistón, para aplicarproductos como cloro granular (HTH) y Quelante, siendo el primero el mas utilizado para ladesinfección del agua.

El Cloro granular (HTH), se utiliza para desinfectar el agua, la concentración aplicada depende dela demanda de cloro de la fuente, el equipo utilizado se le denomina bomba hipocloradora. En elcaso del Quelante se utiliza para secuestrar el hierro y manganeso y es aplicado solamente en 6pozos del AMSS. Las principales características de los equipos utilizados son:

Bomba de diafragma hidráulico, alimentación 120 VAC

Rango de potencia: ½ HP a ¾ HP

Presión de trabajo: 0 a 1000 psi

Tolva de mezcla tipo bidón de polipropileno de 100 gls, con agitador eléctrico

Para la conducción de la solución desde la bomba dosificadora hasta el punto de inyección, seutiliza el siguiente material:

Tubería PVC de 250 psi, medidas de 3/4", 1/2" y 1”, el diámetro dependerá del caudal quese necesita inyectar.

Manguera o tubería flexible plástica tipo parflex de 125 a 300 psi, diámetro de 1/2" o 3/8”

Válvula check de acero o pvc de alta presión para el punto de inyección




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En el caso de aplicación de productos químicos, donde la presión de la tubería donde se inyecta esrelativamente alta, se utilizan bombas de diafragma y pistón.

En el mantenimiento predictivo se deben revisar los siguientes aspectos:

1. Protocolo de operación de las bombas dosificadoras

2. Cables de alimentación eléctrica de bombas dosificadoras

3. Arrancador o dado térmico

4. Bidón de mezcla y agitador

5. Fugas de producto químico en bomba dosificadora o tubería de inyección

6. Fugas de aceite en motor de bomba dosificadora

7. Estado general del dosificador y sus elementos

8. Regulación de la dosificadora con respecto a resultado de prueba de cloro residual

9. Registro de consumos diarios, entregas y existencias de producto químico

10. Existencia en buen estado de equipo de protección para el personal

En caso se detecte que alguna de los aspectos revisados está defectuoso, funcionando en malascondiciones o el protocolo de operación no se está realizando debidamente, se debe profundizarpara determinar el motivo e iniciar las gestiones correspondientes para que se reparen las fallas yse realice correctamente la operación del las bombas.

En el protocolo de operación de las bombas, deben verificarse que se estén realizandocorrectamente las siguientes actividades:

1. Preparación en bidón de la mezcla (agua mas producto químico) según dosis previamenteestablecida.

2. Arrancar el dosificador antes de iniciar la operación del pozo.

3. Operar el dosificador durante el pozo o fuente este trabajando, con una regulación quepermita mantener la concentración del producto químico, dentro de la norma salvadoreñade agua apta para consumo humano.

4. En el caso de cloro granular (HTH) se deben realizar periódicamente pruebas de clororesidual, utilizando pastillas DPD y comparador portátil de cloro, para verificar laconcentración en el agua que se está bombeando, en caso de detectar concentracionesfuera de la norma salvadoreña, se verifica el motivo y se corrige. La persona que realiza lamuestra de cloro debe estar capacitada en el método utilizado y selección del punto demuestreo.

5. Si existe falla en la operación del dosificador que impida la aplicación del productoquímico, principalmente del cloro granular o fuga de este producto químico en cualquiera




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de los accesorios, se debe suspender el pozo o fuente inmediatamente hasta que se corrijael problema.

6. Si durante la operación del pozo o fuente, se termina la mezcla del bidón, en caso de nohaber bidón de reserva, se suspenderá el pozo o fuente mientras se prepara una nuevamezcla, considerando la limpieza del bidón y desechar el residuo antes de hacer la nuevamezcla, en el sitio destinado para esto.

7. Suspender el dosificador al mismo momento que se suspenda el pozo o fuente, cuandohaya cumplido su trabajo diario o cuando ocurran fallas que provoquen la suspensión delpozo o fuente.

En el mantenimiento predictivo, se debe sugerir las siguientes mejoras, dependiendo de lascondiciones de operación de las bombas dosificadoras:

1. Utilización de arrancador con switch o botonera, para arranque y paro manual de lasbombas dosificadoras.

2. Arranque en paralelo de equipo de bombeo o pozo, con el dosificador, temporizado en elcaso de los pozos que realizan ceba

3. Enclavamiento eléctrico entre la bomba dosificadora y el arrancador del pozo o rebombeo,de tal forma que no pueda operar el pozo o rebombeo si la bomba dosificadora estásuspendida.

4. Apagado automático del dosificador cuando el pozo o rebombeo se suspenda porcualquier motivo.




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3. MANTENIMIENTO PREVENTIVO

CAPÍTULO No. 3

MANTENIMIENTOPREVENTIVO




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3.0 MANTENIMIENTO PREVENTIVO

La planificación previa es una necesidad en este tipo de mantenimiento y consisteprimordialmente en recopilar la información periódicamente de mediciones de los parámetroseléctricos e hidráulicos hechas a cada uno de los elementos que componen el sistema, tomandoen consideración las mediciones hechas y plasmadas en bitácora por otro personal especializado alos mismos componentes, para posteriormente analizar dicha información y proponer alternativasde mejora y/o correcciones a fallas o a posibles futuras fallas a casos particulares, así comotambién evaluar y elaborar una programación oportuna, adecuada y eficaz de reemplazo dealgunos elementos que componen el sistema, para hacerlo eficiente, involucrando y apoyándoseen el personal técnico idóneo en cada especialidad.

Para esto, es necesario medir antes de suspender la operación del sistema para el respectivomantenimiento preventivo y también después de haber realizado el mantenimiento de todos loscomponentes. También, se requiere que el personal que realice estas actividades de medición seapersonal técnico o Ingenieros especializados, que posean criterios, conocimientos y experiencia enequipos de bombeo y en aparatos de medición, así como contar con equipos de medición precisosy en buen estado para verificar parámetros eléctricos e hidráulicos: amperímetro, analizador deredes eléctricas, cámara termográfica, estetoscopio industrial, caudalímetro portátil, termómetro,probador de relés, manómetro, tacómetro, medidor de vibraciones, cinta métrica, correladorultrasónico, etc. sin olvidar otros recursos mínimos básicos.

Debe realizarse una programación a los elementos a los que se les realizará el mantenimiento,para determinar el período entre cada inspección, basados en: el tiempo de operación, lasestaciones climáticas y el medio ambiente (condiciones de trabajo), ya que estas se pueden dividiro hacer a diario, semanal, mensual, trimestral, semestral o anual.

Para todo esto es imperativo hacer reuniones o mesas de trabajo para planificar las estrategias aseguir, involucrando a miembros del personal especializado en cada área de trabajo, con elobjetivo de: analizar la información de las mediciones, elaboración de protocolos demantenimiento, unificar criterios, minimizar recursos, maximizar el tiempo, coordinar lassuspensiones de operación, toma de decisiones, etc. Estas reuniones deben realizarse antes ydespués de cada mantenimiento preventivo, es decir que las reuniones deben ser periódicas yconstantes, ya que el fin último es hacer eficiente los sistemas de abastecimiento de agua potabley como consecuencia de esto implementar los verdaderos planes de ahorro de energía.




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3.1 ACOMETIDA ELÉCTRICA PRIMARIA.

Consiste en medir los parámetros eléctricos de: tensión, corriente, aislamiento, continuidad ytemperatura de: los conductores eléctricos primarios (conductores desnudos), las protecciones(pararrayos y cortacircuitos), los aisladores, seccionadores, (reclosers), etc. y las condiciones de losherrajes que soportan todas las estructuras primarias; para nuestro caso, siempre desde el puntode entrega de la distribuidora de energía de la zona hasta la subestación propia y efectuar lalimpieza de maleza o ramas en las cercanías de las líneas y estructuras de soporte y tensión y de lapropia subestación (transformadores). En las figuras 3.1, 3.2 y 3.3 se muestran imágenes deacometidas eléctricas.

Figura 3.1, Acometida eléctrica primaria trifásica, con estructuras doble remate y cortes.

Figura 3.2, Acometida eléctrica primaria trifásica, para subestación de transformador trifásico.




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Figura 3.3, Acometida eléctrica primaria trifásica con estructura de doble remate, cruce horizontal yseccionadores.

3.2 SUBESTACIÓN ELÉCTRICA.

Consiste en medir todos los parámetros eléctricos de: voltaje, corriente, factor de carga, factor depotencia, aislamiento, continuidad, secuencia de fases, rigidez dieléctrica del aceite y temperaturade: los transformadores (monofásicos o trifásicos) y todos los elementos de protección de ella,estructuras de soporte (los herrajes) y tensión incluyendo la red de tierra.

Para este mantenimiento se requiere desenergizar la subestación para tomar muestras del aceite(para analizar sus condiciones) además, de equipo de medición y herramienta especial para tomarmuestras de ciertos valores eléctricos y de aislamiento de todos los elementos; así como tambiénverificar las conexiones de conductores, empalmes y los aprietes de los pernos que sujetan losherrajes, sin olvidar las tensiones en las retenidas y limpieza de maleza o ramas de árboles en lascercanías de la subestación y de los elementos de la subestación misma. No hay que olvidar quetambién es inprescindible la utilización de equipo de protección especial con aislamiento paraniveles altos de voltaje.

Hay que tomar en consideración que también se debe verificar las condiciones físicas y defuncionamiento de la medición eléctrica de la compañía distribuidora de la zona, ya que estapuede estar instalada en el lado primario (medición primaria: para potencias mayores de 300 KVA)o en el lado secundario (medición secundaria: para potencias menores o iguales a 300 KVA); yaque estos medidores también poseen transformadores de corriente y de potencial.

¿Cómo hacerlo?




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Se recomienda elaborar hojas o reporte de mediciones de los parámetros a registrar, así comotambién de los elementos a verificar (check list) con el objetivo de no dejar pasar por alto ningúndetalle que sea necesario para el análisis de la operación del sistema. En las figuras 3.4, 3.5 y 3.6 semuestran imágenes de subestaciones eléctricas.

Figura 3.4, Subestación eléctrica trifásica en piso, compuesta por un transformador trifásico.

Figura 3.5, Subestación eléctrica trifásica en piso, compuesta por transformadores monofásicos.




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Figura 3.6, Subestación eléctrica trifásica aérea, compuesta por transformadores monofásicos en estructura“H”.

3.3 ACOMETIDA ELÉCTRICA SECUNDARIA.

Consiste en medir parámetros eléctricos de: tensión, corriente, aislamiento, continuidad ytemperatura de: los conductores eléctricos (forrados) secundarios, las canalizaciones de estosdesde el lado secundario de los transformadores hasta la protección térmica principal y desde lospáneles de control hasta los motores eléctricos, verificando los aprietes de las conexiones,aisladores y que no existan filtraciones de agua o presencia de animales en las canalizaciones; yaque este tipo de acometidas pueden ser aéreas o subterráneas (en canaleta o en tuberías).

Así mismo, es necesario hacer limpieza general de toda la acometida, con el propósito de que nointerfiera ningún elemento ajeno o extraño (ramas de árboles, animales, basura, etc.) que puedadañar los conductores y la canalización, para que estos se mantengan operando en condiciones dediseño. En las figuras 3.7 a 3.10 se muestran acometidas eléctricas secundarias.




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Figura 3.7, Acometida eléctrica secundaria de subestación a Main.

Figura 3.8, Acometida eléctrica secundaria de Main a Panel de Control.




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Figura 3.9, Acometida eléctrica secundaria de Main a Sub tablero de distribución.

Figura 3.10 Acometida eléctrica secundaria a motor eléctrico.




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3.4 INTERRUPTOR PRINCIPAL.

Consiste en medir y verificar el nivel de aislamiento, la continuidad de cada una de las fases y losaprietes de las conexiones, la temperatura, los niveles de voltaje y corriente de operación asícomo también realizar la limpieza del gabinete en el que se encuentra instalado el interruptorincluyendo las barras de cobre (si tuviera) y las tuberías o canalizaciones de los circuitos que sederivan de este. En las figuras 3.11 y 3.12 se muestran imágenes de interruptores.

Figura 3.11, Interruptor principal (Main) en gabinete con protecciones de circuitos derivados.

Figura 3.12, Mediciones eléctricas a un Interruptor principal.




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3.5 PANEL DE CONTROL

Consiste en verificar las condiciones de funcionamiento y medir los niveles de tensión, corriente ytemperatura con que trabajan todos los elementos que componen el panel, como son: interruptortermo magnético, contactores, relés de tiempo, relés de protección, auto transformador,voltímetro, amperímetro, analizador de redes, selectores, indicadores lumínicos, alarmas,ventiladores, reactores, borneras, circuitos electrónicos, gabinete, tuberías o canalizaciones que sederiven de este, conductores eléctricos de fuerza y de control, etc.

Existen paneles de control o arrancadores que pueden ser operados sin carga para verificar loscircuitos de control, por lo que es importante hacerlo; así como también realizar la limpiezageneral de todos los elementos, y reemplazar aquellos no se encuentren en buenas condiciones,además realizar pequeños ajusten en algunos elementos de protección y control que lo requieran(interruptores, temporizadores, censores de voltaje, relés, etc.), con el objetivo de dejarlo enóptimas condiciones de funcionamiento para protección del motor que está controlando. En lasfiguras 3.13 y 3.14 se muestran paneles de control para equipos de bombeo.

Figura 3.13, Paneles de control de 200 HP, con arranque electrónico tipo suave.




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Figura 3.14, Vista interior de panel de control de 200 HP, con arranque tipo suave.

3.6 FUENTE

Consiste en verificar las condiciones físicas en las que se encuentra y medir la calidad y cantidad deexplotación de la fuente de producción, además de realizar limpieza de la zona cercana a la fuente.

En lo referente a la explotación de la fuente, si esta es un pozo perforado, lo recomendable esefectuar aforos periódica y constantemente, con la respectiva limpieza del mismo y contar con losregistros en una base de datos actualizada.

Para cuantificar la calidad del agua es necesario contar con personal especialista o con experienciaen laboratorio químico, ya que se requiere tener un especial cuidado en la toma de muestras;además, la toma de muestras para análisis físico químico y bacteriológico del agua se debe derealizar frecuente y periódicamente, con el objetivo de contar inmediatamente con resultados dela calidad de la fuente y determinar las proporciones de químico (hipoclorito de calcio, hipocloritode sodio, permanganato de potasio, etc.) adecuadas que se debe aplicar al proceso de purificacióndel agua de acuerdo a la producción para dicha fuente.

3.7 MOTOR ELÉCTRICO

Consiste en verificar las condiciones de funcionamiento de los motores de los equipos de bombeo,midiendo los parámetros eléctricos y mecánicos antes y después del mantenimiento, como son:voltajes, corrientes, factor de potencia, aislamiento de bobinas, vibración de las cunas de losrodamientos, temperatura de estator y rodamientos, velocidad de rotor, factor de carga, etc.;tanto en vacío como con la carga; realizando una limpieza general de sus partes, cambiando el




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aceite o grasa a los rodamientos y aplicando barniz aislante al embobinado, aplicándoleposteriormente pintura anticorrosiva a la carcaza.

No hay que olvidar que los aceites y grasas que utilizan los rodamientos de los motores, sonespeciales para las características del motor (número de polos, clase NEMA, eficiencia, etc.), por loque es necesario conocer de antemano las especificaciones técnicas de los lubricantesrecomendados por del fabricante de los motores antes de la aplicación de uno determinado; asímismo, tener mucho cuidado con las características de los rodamientos.

Es importante verificar las condiciones de los terminales eléctricos del motor y su caja deconexiones, de ser necesario aplicar más aislamiento a cada empalme o sustituirlo, para evitardaños por la filtración de agua, ya que la caja de conexiones debe quedar herméticamentecerrada.

En el caso de motores sumergibles verificar la denominada coleta de ser posible aplicarle másaislamiento sellador al igual que a los empalmes del cable sumergible y las conexiones en la cajade conexiones ubicado cerca del cabezal de descarga, para lo cual se necesita desmontar el equipode bombeo o constatar antes de instalarlo, así como medir los niveles de resistencia deaislamiento.

Este se debe de realizar periódicamente, con el objetivo alargar la vida útil y de poder contar conun catastro y estadísticas actualizadas de la operatividad del motor en las que se reflejen losresultados de la calidad del mantenimiento y determinar nuevas técnicas de medidas de ahorroenergético. En las figuras 3.15 y 3.16 se muestran imágenes de motores eléctricos.

Figura 3.15, Motores eléctricos de 200 HP, instalados en cisterna.




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Figura 3.16, Elementos de protección instalados a motor eléctrico (sensor de temperatura y sensor devibración).

3.8 CABEZAL DE DESCARGA

Consiste en realizar una limpieza general de sus partes: prensa estopa y quijadas, bridas, base delmotor y base de concreto así como los anclajes y tensores; aplicándole posteriormente pinturaanticorrosiva en general.

Cuando el equipo de bombeo se encuentre en operación es necesario medir el nivel de vibración oruidos anormales, la temperatura de la prensa de estopera, el nivel de aceite (para cuando elequipo de bombeo es lubricado por aceite), apretar las tuercas que se encuentren flojas o sueltas,cambiar el empaque de la pieza estopera, aplicar aditivos antioxidantes a pernos y tuercas yremover cualquier suciedad u oxido de cualquier parte del mismo. En la figura 3.17 se muestraimagen de cabezal de descarga de un equipo de bombeo vertical.




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Figura 3.17, Cabezal de descarga de equipo de bombeo vertical.

3.9 COLUMNA DE SUCCIÓN

Esta solamente puede ser verificada físicamente tanto los tubos como las roscas o las bridas,pernos y empaques de ellos y válvulas de retención tipo check, al efectuar este tipo demantenimiento o uno del tipo correctivo a la bomba; también se puede estimar las condiciones deesta, efectuando mediciones de caudal o aforo en la salida del cabezal de descarga, consistiendoprincipalmente en evitar fugas de agua en las uniones entre tubos (camisas) aplicando aditivosselladores o apretando más las uniones y en remover cualquier suciedad u oxido.

3.10 TURBINA

Consiste en efectuar una limpieza general de la turbina y a cada uno de los componentes, removercualquier suciedad u oxido, verificando y/o rectificando los: impulsores, tazones, eje, caja desucción, caja de salida, colador, funda del eje (si tuviera), anillos de aprete, etc., cambiando lospernos que se encontraran dañados, aplicándole posteriormente pintura anticorrosiva en general.

Además, es necesario efectuarle mediciones de presión y caudal a la descarga y elaborar la curvade rendimiento para determinar si cumple las condiciones de trabajo y la adecuada instalación enese sistema. En la figura 3.18 se muestra imagen de una turbina de 7 etapas.




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Figura 3.18, Turbina de siete etapas, lubricada por agua, para instalación en pozo.

3.11 LÍNEA DE IMPELENCIA

Consiste en medir la presión y caudal tanto en punto de inicio de la línea como en la llegada altanque, verificándose si no existen fugas en toda su longitud, además, haciendo una inspección alas condiciones de las válvulas que existieran en ese tramo y las de llegada al tanque, removercualquier suciedad u oxido, cambiando los pernos que se encontraran dañados, aplicándoleposteriormente pintura anticorrosiva en general. En la figura 3.19 se muestra imagen de línea deimpelencia de 10 pulgadas.

Figura 3.19, Línea de impelencia de Ao. Fo. de 10 pulgadas.




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3.12 TANQUE DE DISTRIBUCIÓN

Consiste en efectuar una limpieza general de todos los elementos que lo componen y de él mismo,desinfectándolo para posteriormente aplicar pintura en general, sin olvidar realizar limpieza alpredio, acceso, terrenos aledaños así como también las estructuras de resguardo. En la figura 3.20se muestra imagen de tanques de distribución.

Figura 3.20. Tanque de distribución

3.13 RED DE DISTRIBUCIÓN

Consiste en medir las presiones y caudales de trabajo en distintos puntos de la red, realizandolimpiezas o sustituciones de los elementos, accesorios y válvulas que se encuentren dañados entoda su longitud hasta la llegada a los usuarios.

3.14 VÁLVULAS Y ACCESORIOS HIDRÁULICOS.

Consiste en efectuar una limpieza general de todos los elementos que componen la sartahidráulica, cambiando empaques o pernos que se encuentren dañados, evitando que existan fugaso sustituyendo el elemento que no opere adecuadamente o no mida con exactitud dentro delrango de tolerancia permitido por el fabricante.

Es necesario que todos los equipos de bombeo posean a la salida o en la línea de impelencia por lomenos un medidor de caudal y un medidor de presión así como también dependiendo del sistemade bombeo los elementos de protección y control idóneos y calibrados para las condicionesparticulares de operación.




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Estos elementos de protección y control como las válvulas anticipadoras de onda, válvulasaliviadoras de presión, válvulas de flotador, válvulas de cierre lento, válvulas reductoras osostenedoras de presión, válvulas reductoras de caudal, válvulas motorizadas, etc. debendiseñarse de acuerdo a la presión que se desea controlar y por consiguiente deberán ser deldiámetro adecuado, por lo que se debe consultar los catálogos de los fabricantes y losproveedores para determinar cual es la válvula que más cumpla con los requisitos de presión ycaudal de diseño. En las figuras 3.21 a 3.25 se muestran imagenes de diferentes tipos de válvulas yaccesorios.

Figura 3.21, Valvula de compuerta clase 150 de 8 pulgadas.

Figura 3.22, Válvula de aire automática y combinada.




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Figura 3.23, Válvula aliviadora de presión clase 150 de 3 pulgadas.

Figura 3.24, Válvula de retención hidráulica clase 250 de 4 pulgadas.




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Figura 3.25, Manómetro analógico e interruptor de presión electrónico.

3.15 ANALISIS DE RESULTADOS

Después de haberse tomado todas las mediciones eléctricas e hidráulicas de un sistema debombeo, viene la etapa de consolidación de la información tanto de dichas mediciones como delos datos técnicos (datos de placa) de los principales elementos del sistema (motor, bomba,arrancador, subestación eléctrica, tuberías, válvulas, medidores, etc.) e información de laoperatividad o administración del bombeo, agregando a todo esto: catastro de usuarios, ubicaciónde todos los elementos del sistema, topología de la red, fotografías, diagramas y esquemas delsistema.

Una vez consolidado los datos, viene la etapa de análisis de la información, elaborando gráficos,tablas, diagramas, esquemas o planos, que nos ayuden a conocer a detalle con cuales elementoscuenta y como está funcionando el sistema.

En esta etapa, se verifica los parámetros con que opera cada elemento del sistema de bombeocomo son: voltajes, corrientes, potencias, factor de potencia, velocidad, temperatura, vibración,factor de carga, presión, caudal, velocidad del fluido, horas de trabajo, fugas, etc.

Con los datos finales y los promedios de cada parámetro, se llega a la etapa de análisis de losresultados de la auditoría realizada y se determina el índice energético y el costo específico, queservirá de referencia para la implementación de medidas y realización de mediciones futuras.

En la parte eléctrica se analiza si el motor eléctrico o el equipo de bombeo esta trabajando dentrodel rango permisible de: tensión, corriente, potencia, carga y eficiencia; en la parte hidráulica seanaliza si la bomba, las tuberías y las válvulas están trabajando adecuadamente dentro de sus




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puntos de diseño como es: el caudal, la presión y la velocidad del fluido; para posteriormenteelaborar:

Planes de mantenimiento preventivo (con ejecución diaria, semanal, mensual trimestral,semestral y anual de todas las instalaciones y equipos).

Planes de mejoras o planes de inversión para el que se necesite.

Elaboración de políticas institucionales.

Elaboración de reglamentos o normativas institucionales (legislación).

Planificaciones estratégicas.

Arreglos presupuestarios oportunos y a largo plazo.

Relaciones públicas.

Para lo cual se requerirá el involucramiento de personal profesional especializado y la utilizaciónde recursos para obtener resultados satisfactorios a corto y/o mediano plazo y tener la capacidadde presentar reportes a las áreas de importancia de la empresa con poder de toma de decisionespara con dichos planes.

La parte final del análisis de resultados consiste en la implementación de las medidas de ahorro deenergía y el seguimiento de la operatividad del sistema con dichas medidas, las cuales debenllevarse a cabo siempre que las autoridades de la institución estén conocedoras e involucradas enel tema de eficiencia energética, con lo cual se logrará facilitar los resultados, proyectando losahorros que se tendrán con la consecuente obtención de beneficios.

Estos beneficios incluyen:

Reducción de costos de operación.

Mayor Productividad.

Sistemas eficientes.

Continuidad en el servicio.

Mayor Cobertura.

Reducción de mantenimientos correctivos.

Una mínima inversión (en algunos casos).

Minimizar o eliminar las pérdidas por agua no facturada (fugas y conexiones ilegales).

Alargar la vida útil de los equipos.

Reducción de reparaciones de tuberías por fugas.

Actualización de catastros técnicos.

Automatización del sistema.




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3.16 EQUIPOS Y ACCESORIOS PARA TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE

El mantenimiento preventivo de equipos y accesorios para tratamiento de agua potable, en lasplantas de bombeo de la Región Metropolitana se realizará periódicamente para evitar fallasmayores que provoquen la suspensión de la dosificación de productos químicos y por lo tanto lasuspensión de pozos o rebombeos.

La cantidad de mantenimientos preventivos que se realizará en cada equipo de dosificación deproductos químicos, principalmente donde se dosifique cloro granular (HTH), será por lo menos 3mantenimientos mensuales, establecidos en un Programa de mantenimiento Preventivoperiódicos.

Las principales actividades que se realizarán en los mantenimientos preventivos, son lassiguientes:

Nivelación de cantidad de aceite de motor del dosificador

Cambio de aceite de motor de dosificador, según recomendación del fabricante.

Limpieza de grifo de inyección y válvulas check.

Limpieza de bidones donde exista bidón de reserva

Regulación de inyección de producto químico

Sustitución de elementos que se observen deteriorados, tales como: manguera flexible,tubería PVC, faja de motor, abrazaderas, válvulas de PVC y dados térmicos.

Prueba de cloro residual, para verificar que se está cumpliendo con la norma salvadoreña

Limpieza del área donde está el dosificador y donde se almacena el producto químico

Retiro de residuo de las mezclas realizadas por operadores

Otras consideraciones importantes que se deben tomar en cuenta son:

Durante la realización del mantenimiento preventivo, se debe apagar el dosificador delquímico y suspender también el pozo o fuente que suministra el agua a la cual se le datratamiento.

El personal que realiza el mantenimiento preventivo, debe ser especializado en el área yutilizar herramientas y equipo de protección adecuado.

En las figuras 3.26 a 3.29 se muestran diferentes elementos de los sistemas de cloración con HTH.




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Figura 3.26, Tolva de preparación de HTH y motor de agitador

Figura 3.27, Dosificadores de HTH y motor de agitador




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Figura 3.28, Switch de arranque de dosificador y motor de agitador

Figura 3.29, Sistema completo de cloración (Tolva, agitador y dosificador)




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4. PRODUCCION Y DISTRIBUCION DE AGUA POTABLECAPÍTULO No. 4

PRODUCCIÓN YDISTRIBUCIÓN DE AGUA

POTABLE




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4.1 REGISTRO Y CONTROL DE LA PRODUCCIÓN DE AGUA POTABLE DE LAREGIÓN METROPOLITANA.

4.1.1 El agua y la Naturaleza

Una red hidrográfica no es sólo un conjunto de reservorios y canales de transporte de agua, sino elsoporte vital de variados ecosistemas en los que habitan numerosas especies de animales yplantas. A medida que extraemos agua de la superficie o subsuelo para satisfacer diferentesnecesidades, queda menos agua disponible y el ecosistema original cambia drásticamente. Portanto, es necesario reservar una cierta porción de agua (caudal ecológico) para permitir el buenfuncionamiento de los ecosistemas fluviales.

La producción comprende los diferentes factores que determinan el volúmen disponible para elservicio considerado. El volúmen disponible lo es a partir de las instalaciones llamadas de“Producción” cuyo papel es recuperar o extraer del medio natural las aguas necesarias para elservicio. Estas instalaciones suelen conllevar obras de transporte hasta el origen de la red dedistribución; se trata de la aducción. En otros casos hay que elevar el agua.

Volúmenes de la Producción.

Volúmen movilizado. Se trata del volumen resultante de la acción del hombre paramodificar las reservas naturales. Es el caso del volumen acumulado en los embalses y deque se utiliza para rellenar las capas freáticas.

Volúmen Extraído. Es el volumen tomado del medio natural para las operaciones previstaspara la producción. A veces incluye los volúmenes de agua cruda importados o exportadosde uno a otro sistema.

Volúmen de pérdidas en aducción. Este volumen representa esencialmente las fugas deagua hacia el exterior. Las perdidas pueden ser conocidas cuando existen aparatos demedición en el punto de extracción y a la entrada de la planta de tratamiento.

Volúmen entrante en las plantas. Se trata del volumen de agua medido a la entrada de lasinstalaciones de producción. Es el mismo volumen que el extraído cuando las instalacionesde aducción no presentan fugas o cuando la toma se efectúa en el mismo lugar deproducción.

Volúmen para las necesidades de las plantas. Se trata del volumen necesario para elfuncionamiento de las plantas de producción y vertido en el exterior. Este volumenrepresenta las cantidades de agua necesarias para el lavado de los filtros, de losdecantadores, purga de ciertos aparatos, riego de zonas verdes etc. Este volumen secalcula mediante la diferencia entre el volumen extraído o entrante en las plantas (aguacruda) y el volumen producido (agua potable).




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Volúmen producido. Se trata del volumen de salida de las instalaciones de producciónpara ser introducido en la red de distribución. La noción de volumen producido implicaque el agua proviene de instalaciones precedidas o no de las plantas de tratamiento.

El volumen producido = V. extraído – V. de pérdidas en aducción – V. necesario en lasplantas.

4.1.2 Fuentes Principales de Producción de Agua Potable de la R.M.

La Región Metropolitana que la constituyen los municipios de; San Salvador, Antiguo Cuscatlán,Nueva San Salvador, Panchimalco, San Marcos, Soyapango, Ilopango, San Martín, Apopa, CiudadDelgado, Cuscatancingo, Mejicanos y Ayutuxtepeque son abastecidos de agua potable de lassiguientes fuentes, conocidas como:

Sistema Las Pavas: agua superficial captada del Río Lempa, cuya producción promedio esde 6, 296,250.00 M³ por mes (promedio de enero a Diciembre de 2010).

Sistema Guluchapa: cuenta con agua captada del Río Cuaya y diez pozos profundos cuyaproducción promedio es de 834,526.08 M³ por mes (Promedio de Enero a Diciembre de2010).

Sistema Zona Norte: cuenta con dos captaciones de agua y 15 pozos profundos cuyaproducción promedio es de. 3,155,004.70 M³. (dato promedio de Enero a Diciembre de2010).

Sistema Tradicional: cuenta con 11 captaciones de agua y 70 pozos profundos cuyaproducción promedio es de. 5,310,711.40 M³. (dato promedio de Enero a Diciembre de2010).

Se puede decir que la Producción promedio mensual de agua potable es de 15,596,492.18 M³para la Región Metropolitana, la cual para hacerla llegar a la población, dispone de Estaciones debombeo, Rebombeo, de Tanques de almacenamiento de agua potable ubicados en lugaresestratégicos y de la Red de Distribución.

En la tabla 4.1 se presenta la producción mensual de cada uno de las principales fuentes deproducción de agua potable de la Región Metropolitana y en la Figura 4.2 se presentan graficadosestos datos.




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VOL. m3

MES LAS PAVAS ZN, GULUCHAPATRADICIONAL

TOTAL

ENERO 6,897,600 9,152,381 16,049,981FEBRERO 6,219,900 8,968,274 15,188,174MARZO 6,907,300 8,159,209 15,066,509ABRIL 6,079,300 9,085,313 15,164,613MAYO 6,188,100 9,076,692 15,264,792JUNIO 5,671,100 9,260,588 14,931,688JULIO 6,278,300 9,192,593 15,470,893AGOSTO 6,071,000 9,413,577 15,484,577SEPTIEMBRE 6,196,500 9,526,876 15,723,376OCTUBRE 6,344,800 9,326,545 15,671,345NOVIEMBRE 6,145,300 10,263,387 16,408,687DICIEMBRE 6,555,800 10,177,471 16,733,271TOTAL 75,555,000 111,602,906 187,157,906PROMEDIO 6,296,250 9,300,242 15,596,492

Tabla 4.1, Producción mensual de principales fuentes

Figura 4.2, Grafica de producción mensual

La sobre explotación de los acuíferos deja menos agua disponible, en verano los aportes son muyreducidos y más abundantes en invierno, ANDA para cumplir con la demanda, la mayor parte depozos son explotados las 24 horas del día.




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Para el control de la producción, se cuenta con un programa de aforos, que se realizan a lasfuentes en verano y en invierno, de esta manera se obtienen valores cercanos a la producción real,lo cual se hace mediante el uso de un caudalimetro ultrasónico (puntuales), volumétricos y con elPitot. En algunas plantas de bombeo se cuenta con Macro Medidores instalados a la salida de lafuente.

En cada estación de bombeo el operador de la planta de bombeo lleva registro de la operación,donde incluye las horas de operación por cada día de los equipos de bombeo, dato que alrelacionarlo con el de aforo, se determina la producción de las fuentes.

La medición de los caudales debe ser realizada por caudalímetros instalados a la salida de cadafuente de producción para contar con una información confiable, que pueda servir de insumo paralas proyecciones de abastecimiento y control de las fugas, así mismo se puede evaluar la eficienciade los equipos de bombeo, detectando a tiempo las fallas y por consecuencia ahorrando energíaeléctrica y desgaste del mismo.

Pérdidas en la Producción.

Volumen extraído menos volúmen producido = Pérdidas en la Producción.

Comprenden principalmente las fugas en tubería de aducción, los consumos internos por lavadode filtros y sedimentadores.

Cuando el volúmen producido es constantemente superior a las necesidades, en el caso de unafuente, las pérdidas no se tienen en cuenta, pero en muchos casos, en periodo de verano, sevuelve indispensable preocuparse de ellas, ya que este periodo corresponde a menudo con lamayor demanda. Usar caudalimetros para medir las pérdidas.

4.1.3 Reducción de la Demanda

Para cumplir con la demanda de agua potable con los recursos en disminución, es necesariopromover la reducción del consumo de agua de los usuarios finales es una accióncomprobadamente rentable de los organismos operadores, por el enorme potencial de ahorroen inversiones para nueva infraestructura y reducción de costos de producción de agua potableincluyendo los costos energéticos.

Ayudar a los consumidores a reducir sus consumos de agua implica el usar tecnologías comocajas de sanitario de bajo consumo, regaderas de bajo flujo y lavadoras de ropa eficientes en suconsumo, por mencionar solo algunas. Si se realiza una evaluación especifica, se podríaencontrar que invertir junto con los usuarios en estas tecnologías es frecuentemente unamedida de alto costo beneficio y una de las formas más rentables de ahorrar energía.

Estos procesos conocidos como Administración de la Demanda, son aplicables para validar losproyectos tanto de ahorro de energía como de ahorro de agua, aun más cuando ambos




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conceptos se combinan y se administran conjuntamente. Un parámetro práctico que semaneja es que la inversión en eficiencia es aproximadamente un tercio de la inversión requeridapara crear la nueva infraestructura para abastecer el mismo nivel de demanda.

Una actividad clave para estimular el consumo eficiente del agua son los Programas de Cultura delagua, dichos programas, bien realizados y establecidos a largo plazo, repercuten en reduccionesper cápita de agua en las zonas urbanas.

Otro factor básico en la reducción del consumo es la implementación de micro medición, sinduda el incentivo de pagar menos es un estimulo inobjetable para ahorrar agua por parte delusuario

En esta sección se cuenta con algunas guías y casos de estudio útiles que se enumeran acontinuación:

4.1.3.1 Reducir la Distancia entre la Demanda y la Necesidad en el Abastecimiento dePoblaciones

Existe un amplio margen para acercar la demanda de agua a las necesidades reales en el sectordoméstico. La sustitución de las cisternas de los inodoros convencionales por modeloseconomizadores (ya muy avanzada en algunas localidades) puede suponer un 20% de reducción enel consumo. La grifería economizadora y otros dispositivos en duchas y lavabos alcanzanfácilmente ahorros de un 10% sobre el total. También están disponibles sistemas de riegoahorrador de agua en zonas verdes y jardines. En conjunto, el margen de aproximacióndemanda/necesidad es todavía amplio.

El consumo total de agua potable contabilizada a los diferentes sectores de la RegiónMetropolitana durante el año de 2010 ascendió a los 187,157,906 millones de metros cúbicos.

4.1.3.2 Programas de Ahorro de Energía Eléctrica

En la Región Metropolitana con la ayuda de los expertos de JICA, se instaló un VARIADOR DEFRECUENCIA para el equipo de rebombeo No. 1 de la Estación de Bombeo “Caites del Diablo”, estaexperiencia se detalla en la sección 1.8, con este equipo que cuenta con un medidorelectromagnético y sensor de presión se ha logrado disminuir los costos de energía eléctrica,enviar al usuario en las horas de menos consumo de agua potable, la cantidad necesaria, lo cualhace disminuir el consumo de energía y la reducción de roturas de tuberías en la red dedistribución lo cual se traduce en ahorro de costos por mantenimiento.




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Además, se instaló otro variador de frecuencia en el Rebombeo 2 de la Estación de bombeo “ElSocorro”, siempre con el apoyo de JICA, donde se espera obtener los mismos resultados de Caitesdel Diablo.

A partir del 15 de octubre de 2010 se ha implementado un plan de ahorro de energía eléctrica,mediante la suspensión de 43 equipos de bobeo de producción del Sistema Tradicional entre 2 a 4horas por día, en las horas de menor consumo de agua potable que es la media noche, de estamanera se logra recuperar nivel de los pozos, ahorro de energía eléctrica y desperfectos en lastuberías de distribución por las altas presiones que se generan por la noche.

Otra manera de ahorro de energía eléctrica es el uso de tanques de distribución, procurandomantener almacenamiento suficiente en las horas de menor consumo y suspender los bombeosde abastecimiento a los tanques y reactivándolos en las horas de mayor demanda.

4.1.3.3 Control de Pozos Profundos

El estudio hidrogeológico nos proporciona:

Las características y capacidades del suelo que va a soportar las presiones incluido el pesode la nueva línea de impulsión sin que corra riesgos de desplazamientos por condicionesde operación o eventos sísmicos.

Las condiciones actuales del pozo (dimensiones).

Las reservas totales y explotables actuales del acuífero.

El rendimiento del pozo.

Los niveles estáticos y dinámicos del pozo.

La Profundidad del pozo.

La calidad del agua que suministra el acuífero.

La información necesaria para la selección del equipo de bombeo y del diseño de la línea deimpulsión obtenida de los estudios se plasma en el siguiente cuadro.

Información básica para el diseño

Cotallegada

reservorio(m.s.n.m)

Cota Pozo(m.s.n.m)

Nivel Bombeo(m.s.n.m)

DiámetroPozo (mm)

ProfundidadPozo (m)

NivelEstático

(m)

NivelDinámico

(m)

Caudalbombeo

(l/s)

HorasBombeo




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Debe de revisarse periódicamente el nivel estático, el nivel dinámico y el caudal de bombeo, paraconocer el estado del pozo y poder evaluar la explotación adecuada. El nivel estático serviría paraestudios de la hidrología de los mantos acuíferos explotados para el AMSS, mientras que el niveldinámico permitiría establecer con precisión los principales parámetros de las bombas instaladas;caudal, carga dinámica total y rendimiento.

La limpieza y recuperación del pozo profundo es importante debido al bajo rendimiento, lo cualpuede ser originado en algunos casos por la sobre-explotación de los acuíferos y en otros casospor las incrustaciones en los sectores captantes del pozo.

4.1.3.4 Control de Captaciones de Agua

Se deben limpiar por lo menos cuatro veces por año, procurando mantenerlas libres de raíces ymaterial extraño, medir el caudal de producción y protegerlas del entorno ante La amenaza decontaminación.

4.2 DEMANDA DE AGUA POTABLE EN ZONA RESIDENCIAL

Las obras de agua potable no se diseñan para satisfacer solo una necesidad del momento actualsino que deben prever el crecimiento de la población en un periodo de tiempo prudencial quevaría entre 10 y 40 años; siendo necesario estimar cual será la población futura al final de esteperiodo. Con la población futura se determina la demanda de agua para el final del periodo dediseño. La dotación o la demanda de agua, es la cantidad de agua que requiere cada persona de lapoblación, expresada en litros/habitante/día. Conocida la dotación, es necesario estimar elconsumo promedio diario anual, el consumo máximo diario y el consumo máximo horario. Elconsumo promedio diario anual servirá para el cálculo del volumen del reservorio dealmacenamiento y para estimar el consumo máximo diario y horario.

El agua es considerada hoy en día como un importante patrimonio, y como un medio de vida alque hace falta preservar tanto en cantidad, en calidad y diversidad. Sus usos deben serorganizados para permitir satisfacer óptimamente la totalidad de las necesidades, evitar eldespilfarro, asegurar su renovación e impedir las degradaciones irreversibles. Por lo tanto, elconocimiento del recurso en términos de cantidad, calidad y disponibilidad resulta indispensablepara el desarrollo, uso adecuado y sostenible del mismo. En ese sentido, una gestión hídricaracional requiere poder acceder, de manera fiable y continua, a la información sobre el recurso ysus usos.

En cuanto a la demanda del agua, es importante generar información y datos sobre la demandaactual y proyectada de sector de usuarios, así como de las agrupaciones de usuarios en lasdistintas regiones hídricas con el fin de operar el sistema hídrico y proyectar situacionespotenciales de conflicto sobre los usos actuales y potenciales del recurso y las medidas que




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permitan controlar, limitar o reducir la demanda. Esta información debiera incluir el uso del aguamunicipal y agrícola y la planificación del uso de la tierra

La demanda de agua potable de cada población está determinada por distintos factores, como sonel Clima, la hidrología, la clasificación del usuario, las costumbres locales, la actividad económica,etc.

El Consumo se clasifica según el tipo de usuario:

Doméstico.

Comercial.

Industrial.

De servicios públicos.

El tipo Doméstico se divide a su vez en Popular, Medio y Residencial, dependiendo del niveleconómico del usuario.

El Industrial se divide en Turístico e industrial, cuando las demandas parciales sean significativascon respecto a la total.

Los climas extremosos incrementan el consumo, en el cálido para satisfacer las necesidadeshumanas y en el frío aunque disminuye el consumo humano se incrementa el consumo por lasfugas.

La disponibilidad del agua también repercute en el consumo, a mayor dificultad de obtenciónmenor cantidad distribuida.

Las Localidades que cuentan con red de Alcantarillado su consumo se incrementa.

4.2.1 Demanda y necesidad

La necesidad mínima de agua de una persona es de unos pocos litros diarios. Es la cantidad diariaprecisa para evitar la deshidratación y para que los procesos metabólicos funcionencorrectamente. A partir de esta cantidad mínima por persona, podemos ir sumando necesidadesmás o menos perentorias: una cierta cantidad de agua es necesaria para la limpieza corporal, otrapara el aderezo y cocinado de los alimentos, otra más para la limpieza de la casa, etc.

Las demandas de agua son un concepto distinto. Están determinadas tanto por estas necesidadesperentorias como por la tecnología disponible y los hábitos sociales. Por ejemplo, no necesitamosagua para arrastrar desechos corporales en el inodoro: podemos utilizar un sistema químico, obien de tubos de vacío. Pero si se opta por el inodoro convencional con sistema de arrastre poragua (potable) a razón de 10 litros por descarga, estableceremos una demanda para este uso demuchos litros por persona y día. Lo mismo se puede decir de los procedimientos agrícolas oindustriales: es posible llevar el agua gota a gota a las raíces de las plantas, siendo en este caso la




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demanda equivalente a la necesidad; pero también podemos usar un sistema de riego a manta y,en este caso, la demanda superará a la necesidad.

Con la implementación de la sectorización de la distribución del agua potable, se logrará un ahorroimportante de agua, servicio equitativo, control de perdidas por fuga y ahorro de energía.

4.2.2 Distribución de las Demandas de Agua

En un solo kilómetro cuadrado del área metropolitana podemos sumar una serie de demandasagrícolas, residenciales e industriales que ascienden a muchos hectómetros cúbicos. Por elcontrario, la demanda de agua en la misma superficie de un municipio rural puede ser mil vecesinferior.

En la zona poniente y oriente de la capital se superpone:

Una gran densidad de población, con algunos núcleos urbanos muy grandes (coloniaEscalón, Mejicanos, Apopa, Soyapango, Ilopango, San Martín, etc.).

Actividad turística.

Algunas concentraciones industriales.

Sumando todas las demandas de agua de estos usos, obtenemos un mapa de densidad dedemandas que se puede medir, por ejemplo, en hm3 anuales por km2. Ni de lejos se podríansatisfacer estas demandas empleando el agua que cae de forma natural en cada sector de terreno.Es necesario acudir en busca de “recursos lejanos” o “no evidentes” de agua.

La demanda de agua para el abastecimiento, a su vez, se compone de una serie de usos concretos(se indican porcentajes y cantidades de consumo en litros por habitante y día, para un consumototal de 150 l/hab/día):

Agua para la limpieza, corporal o doméstica (duchas, fregaderos y limpieza de superficies):40% (60 l).

Agua para el arrastre de desechos corporales: 30% (45 l).

Agua para electrodomésticos (lavadoras y lavavajillas): 10% (15 l).

Agua para cocinar y manipular los alimentos: 18% (27 l).

Agua para beber: 2% (3 l).

Como un indicador más para conocer factores de presión sobre el recurso hídrico por parte de lapoblación, se puede emplear el Indicador de Consumo Doméstico Estimado de agua, el cualexpresa los consumos domésticos para cada territorio o subdivisión del mismo, de manera tal que




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se pueden hacer comparativos entre las subdivisiones para distinguir donde se dan los mayores ymenores consumos y a la vez comprar los resultados con umbrales de consumo tras los cuales sepuede hablar de exceso de consumo de agua.

El consumo domestico de agua es la cantidad de agua que se consume en un territorio por partede la población para beber, lavarse, cocinar, lavar los utensilios y otros usos domésticos, incluidoel riego de jardines.

La división de la población por condición socioeconómicas permite diferenciar los tipos deconsumo domestico, ya que, por ejemplo, no consume lo mismo la población en zonas popularesque la de zonas residenciales (genéricamente, en estas últimas el consumo es mayor porrefrigeradoras de mayor tamaño, cuentan con albercas, etc.,). Por otro lado, el empleo de lastemperaturas medias anuales permite distinguir diferentes grados de demanda de agua paraconsumo domestico, por las condiciones de mayor o menor calidez del territorio.

4.2.3 Manejo de Demanda de Agua Potable

Por manejo de la demanda de agua se entiende el uso de las medidas que permitan controlar,limitar o reducir la demanda.

Estas medidas incluyen el control del uso del agua para todos sus usos (doméstico e industrial yagrícola) su objetivo es reducir el incremento de la demanda en zonas deficitarias limitando el usourbano e industrial o desplazando a usuarios altamente consumidores o contaminantes haciazonas con mayor disponibilidad del recurso y finalmente desarrollar un proceso de planificacióndel uso de la tierra. Entre las principales medidas tenemos:

a) Control del uso doméstico e industrial:

Reducción de capacidad y presión del sistema de distribución -uso de equipos demedición.

Reducción de fugas en el sistema - alza en las tarifas.

b) Reducción de la demanda del agua para uso agrícola:

Incremento de la eficiencia de conducción y aplicación - uso y métodos más eficientesde aplicación del agua.

Reducción de la evapotransportación.

Instalación de equipos para el control automático del tiempo de riego y de loscaudales a suministrar.

c) Planificación del uso de la tierra:

Regulaciones de uso del suelo - áreas restringidas y de protección - definición de uso.




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4.2.4 Factores que Afectan el Consumo

Los principales factores que afectan el consumo de agua son: el tipo de comunidad, factoreseconómicos y sociales, factores climáticos y tamaño de la comunidad. Independientemente que lapoblación sea residencial, rural o urbana, se debe considerar el consumo residencial, el industrial,el comercial, el público y el consumo por perdidas.

Las características económicas y sociales de una población pueden evidenciarse a través del tipode vivienda, siendo importante la variación de consumo por el tipo y tamaño de la construcción. Elconsumo de agua varía también en función al clima, de acuerdo a la temperatura y a ladistribución de las lluvias; mientras que el consumo per cápita, varía en relación directa al tamañode la comunidad.

Los métodos mas utilizados en la estimación de la población futura son:

a) Métodos analíticos

Presuponen que el cálculo de la población para una región dada es ajustable a una curvamatemática. Es evidente que este ajuste dependerá de las características de los valores depoblación censada, así como de los intervalos de tiempo en que estos se han medido.

Dentro de los métodos analíticos tenemos el aritmético, geométrico, de la curva normal,logística, de la ecuación de segundo grado, el exponencial, de los incrementos y de losmínimos cuadrados.

b) Métodos comparativos

Son aquellos que mediante procedimientos gráficos estiman valores de población, ya seaen función de datos censales anteriores de la región o considerando los datos depoblaciones de crecimiento similar a la que se está estudiando.

c) Método racional

En este caso para determinar la población, se realiza un estudio socioeconómico del lugarconsiderando el crecimiento vegetativo que es función de los nacimientos, defunciones,inmigraciones, emigraciones y población flotante.

El método mas utilizado para el cálculo de la población futura en las zonas rurales es el analítico ycon más frecuencia el de crecimiento aritmético. Este método se utiliza para el cálculo depoblaciones bajo la consideración de que estas van cambiando en la forma de una progresiónaritmética y que se encuentran cerca del límite de saturación.

En la figura 4.2 se presenta un gráfico con el comportamiento de consumo diario de agua en litrospor segundo durante un año y en la figura 4.3 se presenta un gráfico con el comportamiento delconsumo de agua en litros por segundo durante un día; en ambos casos se puede comprendermediante el comportamiento de la curva, los máximos y mínimos caudales.




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Figura 4.2, comportamiento de consumo en un año

Figura 4.3, comportamiento de consumo en un día

Donde:

Qm= Consumo promedio diario (l/s)

Pf = Población futura (hab.)

d = Dotación (1/hab/día)




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4.3 RED DE ABASTECIMIENTO

La red de abastecimiento de agua potable es un sistema de obras de ingeniería, concatenadas quepermiten llevar hasta la vivienda de los habitantes de una ciudad, pueblo o área ruralrelativamente densa, el agua potable. En la figura 4.4 se muestra un esquema de una red deabastecimiento general.

Figura 4.4, Red de abastecimiento

4.3.1 Red de Abastecimiento de Agua Potable

Se conoce como red de abastecimiento de agua potable al sistema que permite que llegue el aguadesde el lugar de captación al punto de consumo en condiciones correctas, tanto en calidad comoen cantidad. Este sistema se puede clasificar por la fuente del agua en: agua de mar, aguasuperficial; esta procede de lagos o ríos, agua de lluvia almacenada, agua subterránea y las aguasprocedentes de manantiales naturales. Es importante tener en cuenta que esta agua antes de serenviadas a las viviendas se transformará en agua potable, dependiendo el origen de estas, se lehará un proceso de saneamiento y desinfección. Ahora bien, el sistema que utiliza aguassuperficiales consta de cinco partes principales como son la captación, el almacenamiento de aguabruta, el tratamiento, almacenamiento de agua tratada y red de distribución. Este sistema seconsidera como la red de abastecimiento de agua potable más completa.

Las redes de abastecimiento están conectadas a las plantas de tratamiento, a partir de las cuales,el agua potable llega al usuario. Estas plantas de tratamiento tienen instaladas unos depósitos,llamados estaciones de bombeo, donde el agua circula a presión para que pueda llegar a cualquierusuario

Almacenamiento de agua bruta: este se utiliza cuando la fuente de agua no tiene un caudalque le supla el agua necesaria durante todo el año. Para ello es que se construyen losembalses, este puede almacenar el agua de los arroyos y ríos que no garantiza en todomomento el caudal.




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Captación: es el puesto inicial del sistema de abastecimiento, para la captación de aguassubterráneas se realiza en pozos, para aguas superficiales se realiza mediante las bocatomas,estos dos tipos de aguas son las más empleadas para abastecer agua a las poblaciones.

Tratamiento: aquí se procede a purificar las aguas. Este tratamiento cambiará dependiendo lacalidad del agua bruta. Para el tratamiento del agua potable se debe tener en cuenta lossiguientes componentes:

Reja: gracias a este se evita el paso del material grueso ya sea flotante o de arrastre defondo.

Desarenador: evita el paso de materiales de tamaño fino.

Floculadores: aquí se le añade químicos para la decantación de materiales muy finos.

Decantadores: este separa una porción elemental del material fino.

Filtros: gracias a este el material en suspensión se retira totalmente.

Dispositivo de desinfectación.

Almacenamiento de agua: este almacena un volumen necesario de agua, el cual seráutilizado para casos de emergencia, un ejemplo de estos casos son los incendios. Esta agua sealmacena en tanques, estos pueden ser elevados o apoyados en el suelo.

Red de distribución: esta red comienza en los tanques de agua tratada y termina en el hogarde la persona que utilice el sistema.

4.3.2 Distribución de Agua

La red de distribución se inicia en la primera casa de la comunidad; la línea de distribución se iniciaen el tanque de agua tratada y termina en la primera vivienda del usuario del sistema. Consta de:

Estaciones de bombeo.

Tuberías principales, secundarias y terciarias.

Un sistema de Distribución de Agua debe ofrecer un suministro seguro de agua potable encantidad suficiente y a una presión adecuada para usos domésticos y de protección contraincendios.

Los sistemas de Distribución suelen tenderse en forma de Red, con conexión transversales adiversos intervalos. Este sistema de Red de Tuberías que forman el Sistema de de Distribución deagua potable consiste en:

Las Conducciones Primarias, llamadas con frecuencia arterias principales, las cuales forman elesqueleto del Sistema de Distribución. Se sitúan de tal modo que transportan grandes cantidadesde agua desde la estación elevadora a los depósitos y de estos a las diferentes partes del áreaabastecida. En ciudades pequeñas deben formar un anillo de unos 1,000 mt o las dos terceras




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partes de la distancia desde el centro de la ciudad a sus alrededores. Deben instalarse válvulas, aintervalos no superiores a 1.5 Km, y las tuberías que de ellas derivan deben también de irequipadas con válvulas, de modo que las interrupciones en las mismas no obliguen al cierre de laarteria principal.

Las conducciones Secundarias, transportan grandes cantidades de agua desde las arteriasprincipales a las diferentes áreas para cubrir el suministro normal. Forman anillos más pequeñosdentro de las arterias principales entrelazándose entre sí.

Las Pequeñas conducciones de distribución forman una malla en el área que abastecen ysuministran agua para las tuberías particulares de las residencias y otros edificios. Sus tamañosvendrán determinados generalmente por los requerimientos del servicio.

La instalación del número suficiente y la adecuada localización de las válvulas es una necesidadineludible para el funcionamiento y control correcto de la red.

Una red de Abastecimiento de agua potable es un conjunto de elementos hidráulicos (bombas,depósitos, tuberías, uniones, etc.) utilizados para distribuir agua en una zona determinada. Unanálisis de redes consiste en dadas las características físicas de las conducciones, diámetros,rugosidades, longitudes, así como de los restantes elementos de la red como válvulas, depósitos,etc., y sus características funcionales, como las válvulas y presionadores, grado de apertura de lasválvulas, etc., y conocida al menos una altura piezométrica en uno de los nudos del sistema,determinar el caudal trasegado por cada una de las conducciones así como la altura piezométricaen todos los nudos restantes. Dentro de una red de abastecimiento podemos distinguir lossiguientes componentes:

Elemento: Componente de la red, como puede ser un tramo de una conducción, unaválvula, una bomba, de tal manera que se tenga un comportamiento hidráulico muy biendefinido.

Línea: Conjunto de elementos de una red conectados entre dos puntos, a los cuales se lespuede asociar una ecuación constitutiva que permita caracterizar el comportamientoglobal de los elementos que constituyen la línea. Es decir, una relación entre el caudalcirculante y la diferencia de alturas piezométricas existente entre ambos extremos de lalínea.

Nudo: Cada uno de los extremos de una línea. O bien, punto de la red en la que seconectan dos o más líneas. Los Nudos los podemos clasificar como:

Nudos Fuentes: Punto de la red que recibe un aporte externo de caudal.

Nudos de Consumo: Punto de la red en el que se realiza una extracción de caudal.

Nudo de Conexión: Punto en el que no existe ninguna aportación o extracción decaudal, o lo que es lo mismo, sólo existe una transferencia de caudal entre dos omás líneas.




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En la figura 4.5 se muestra un esquema con los componentes de una red de abastecimiento.

Figura 4.5, Esquema de Elementos Hidráulicos de una Red

También los podemos designar como:

Nudo de Caudal: Punto en el que el caudal demandado es conocido.

Nudo de Presión: Punto en el que se conoce la altura piezométrica.

Senda, Trayecto o Serie: Sucesión de líneas conectadas sin formar ramificaciones.

Malla: Se trata de un circuito cerrado formado por varias líneas. Puede tener o no otrasmallas en su interior.

Las líneas se caracterizan por mantener a lo largo de su longitud unas característicasuniformes de sección y material. Las formas que en que estas se asocian dan lugar a redes,las cuales se clasifican como ramificadas, malladas o mixtas.

Redes Ramificadas: Una red ramificada intuitivamente se pude reconocer por su formaestructural de árbol. Las propiedades topológicas de una red ramificada son:

1. No posee mallas

2. Dos nudos cualesquiera sólo pueden estar conectados por un único trayecto

3. A cada nudo sólo le incide una línea, o lo que es lo mismo sólo le aporta caudal unalínea.

Redes Malladas: Se caracterizan por la existencia de mallas básicas, y cualquier par depuntos de la red puede ser unido por al menos dos trayectorias distintas.

En el momento de decidir el diseño de una red de Abastecimiento de agua potable, debemostener en cuenta lo siguiente:




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Distribución en planta: Decidir el trazado de la misma, así como que elementoscolocaremos, como válvulas, depósitos, conexiones, materiales, etc.

Dimensionado: Determinar las dimensiones de los elementos, sobre todo el diámetrointerior.

Obviamente, ambas fases están entrelazadas, y se retroalimentan en el proceso de diseño.

Es evidente que cuando diseñamos una red lo hacemos para algo, por lo que debemos conoceruna serie de datos de antemano, como:

Necesidades de caudal.

Necesidades de presión.

Posibles trazados.

Situación y caracterización de los elementos de inyección y almacenamiento de fluido a lared.

Topología.

Velocidades de circulación permitida o aconsejable.

Diámetros comerciales de los que se dispone.

Material a emplear.

A continuación en la figura 4.6 se muestra un esquema de un sistema de distribución de AguaPotable.




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Figura 4.6, Sistema de distribución de agua potable

4.3.3 Principales Sistemas de Abastecimiento de la Región Metropolitana

Sistema Las Pavas: es construido en los años 90 para cubrir la demanda de agua potable en laRegión Metropolitana, observando que en aquella fecha la demanda fue satisfecha. ElSistema las Pavas se ubica en el cantón las Pavas, del municipio de Tacachico, Departamentode la Libertad, construido desde la Oria del Rio Lempa, donde se ubica la boca toma, desdedonde se impulsa el agua cruda hasta la planta de tratamiento. Desde este punto es enviadapor medio de línea de impelencia de Ø48” a la EB-2 luego a la EB-3 y seguidamente laproducción de agua potable es depositada en los Tanques Terminales, desde donde da iniciola distribución de agua potable con un fuerte aporte a los municipios de Apopa, Mejicanos,Ayutuxtepeque, San Salvador desde la 25 avenida hacia el oriente de la Ciudad, parte deSoyapango, Ilopango y San Martín. Para llegar a todos estos lugares ha sido necesario el usode tanque tales como; Bella Vista, sistemas de rebombeo de Alta vista, de las Margaritas, deMontes de San Bartolo IV.




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Sistema Guluchapa: se ubica en el cantón Shangallo, del municipio de Ilopango,Departamento de San Salvador, construido a principio del año 1972, el cual ha crecido eninfraestructura a partir del año de 1982 con la incorporación de la Planta de tratamiento JoyaGrande y la Etapa 3, para el abastecimiento de agua potable a los municipios de Ilopango,Soyapango, San Marcos y Monte Limar. Para el abastecimiento de la zona sur a partir de JoyaGrande se llega a la Estación de bombeo el Cafetal, donde se cuenta con 7 equipos debombeo de los cuales los No. 1, 2 y 3 bombean al municipio de San Marcos, No.4 y 5 haciaSanto Tomas y 6 y 7 hacia Monte Limar. Por el sector norte bombea el agua hacia la estaciónde bombeo Santa Lucia, desde aquí se bombea directamente a la red de Santa Lucia, Ilopangoal estación de bombeo Sel Sut para hacer llegar el servicio al tanque la Palma, en el municipiode San Martín del cual se distribuye por gravedad.

Sistema Tradicional: fue construido desde los inicios de la formación de la ciudad Capital,inicialmente era el único abastecimiento de agua potable a la ciudad, mediante la captaciónde agua de los nacimientos del Coro, La Chacra la Danta. A medida que crece la población ylos centros urbanos se expanden, se perforan más pozos. Actualmente el área de influenciadel sistema tradicional comprende todos los Municipios que conforman el AMSS, mediante eluso de estaciones de bombeo, de rebombeo, de tanques de almacenamiento para ladistribución de agua potable y con el aporte de los sistemas de las Pavas, Zona Norte yGuluchapa.

Sistema Zona Norte: fue construido en los años 80 para cubrir la demanda de agua potable enla Región Metropolitana, dicho sistema se origina en el Cantón Agua escondida del municipiode San Juan Opico, donde se dispone de 5 pozos profundo que convergen sus aguas en untanque y torre de aireación, luego por una tubería de H.D. de 24” llega a la Estación debombeo San Lorenzo, una masa de agua se mezcla con la del manantial para ser impulsada entubería de impelencia hasta la Estación Central de bombeo, Nejapa, pasando antes por laEstación de bombeo la Toma, en este sitio se capta el agua de los manantiales, el aguaprocedente de los pozos; Playón No.2, Jabalí, Colombia No.2 y Colombia 3. También a lacámara seca llega el agua procedente de los pozos; Playón No.1, Chanmico y Colombia No.1,toda la producción tanto de cámara húmeda y seca es impulsada para incorporarse a la líneade 42” de San Lorenzo-Estación Central. A partir de la Estación Central se bombea hacia lostanques de San Ramón “A” y el Carmen.

En la Estación de bombeo San Ramón “A” el agua es distribuida por gravedad hacia la red dedistribución, a los tanques de San Ramón “B” y Miralvalle, también por bombeo se sirve a lostanques; San Antonio Abad y Escalón “A”. A partir de este último el agua es distribuida porgravedad a la Red de distribución y hacia los tanques; Maquilishuat, Mirador Escalón,Campestre y San Benito. Por bombeo hacia los tanques de Escalón “B” y Santa Tecla “A” (2tanques).




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Por gravedad desde los tanques de Santa Tecla “A” se distribuye hacia la red de distribución ya los tanques; Buenos Aires, Santa Tecla “B” y los Chorros; a las estaciones de bombeo LasDelicias I y II.

El gasto de energía eléctrica para hacer llegar el agua potable al usuario es alto, por este motivodebe de analizar la red actual y aprovechar al máximo la gravedad, el 63% de la factura de energíaeléctrica a nivel nacional, corresponde a la Región Metropolitana.

En la figura 4.7 se presenta el plano de los sistemas Las Pavas y Zona Norte, desde su origen en susfuentes de agua hasta su llegada a la ciudad.

Figura 4.7, Diagrama General de sistema Las Pavas y Zona Norte

A continuación se presenta las figuras 4.8, 4.9 y 4.10, correspondientes a esquemas de la red dedistribución del sistema Alta Vista.




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Figura 4.8, Esquema de Red de Abastecimiento a la Urb. Alta vista 3ª. Etapa

La figura 4.8, es un esquema típico de abastecimiento de agua potable proveniente de la Planta deBombeo Alta vista No.2. Desde este lugar se da un nuevo impulso hasta el Tanque Delicias, paraser distribuida por gravedad a los usuarios.

En la figura 4.9 se presenta el Tanque la Delicias, a partir de este tanque la distribución es porgravedad y continúa impulsando por bombeo a otro tanque elevado.

Figura 4.9, Esquema de Red de Distribución de agua potable a la Urb. Alta vista 3ª. Etapa, Tanque Delicias




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Figura 4.10, Esquema de Red de Distribución de agua potable a la Urb. Alta vista 3ª Etapa

4.3.4 Impacto Ambiental de un Sistema de Abastecimiento de Agua Potable

Los proyectos de agua potable incluyen los siguientes elementos: la construcción, expansión orehabilitación de represas y reservorios, pozos y estructuras receptoras, tuberías principales detransmisión y estaciones de bombeo, obras de tratamiento y sistemas de distribución; lasprovisiones para la operación y mantenimiento de cualquiera de las instalaciones arribamencionadas; el establecimiento o fortalecimiento de las funciones de colocación de medidores,facturación y colección de pagos; y el fortalecimiento administrativo global de la empresa de aguapotable.

Si bien un sistema de abastecimiento de agua potable tiene sin lugar a dudas un impactosumamente positivo en la salud y el bienestar de muchas personas, la construcción de sus diversoscomponentes acarrea, potencialmente, algunos problemas que son los mismos que se describen acontinuación:

Manejo de recursos terrestres e hidráulicos

Represas y reservorios

Sistemas de recolección, tratamiento, reutilización y eliminación de las aguas servidas




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4.4 FUNCIONAMIENTO DE TANQUE DE ALMACENAMIENTO DE AGUAPOTABLE PARA LA DISTRIBUCIÓN.

Cuando el agua es potable, debemos guardarla, esto permite que tengamos reservas de agua. Lafunción básica del tanque es almacenar agua en las horas de bajo consumo, de tal forma que en elmomento en que la demanda es mayor, el suministro se completa con el agua almacenada.

El tanque permite disponer de almacenamiento en caso de reparaciones o para atender incendiosy regula las presiones en la red de distribución.

4.4.1 Información de Tanques de la Región Metropolitana.

Para el abastecimiento de agua potable de la Región Metropolitana, la Administración Nacional deAcueductos y Alcantarillados cuenta con los siguientes tipos de almacenamiento de agua potable:

2 Reservorios de almacenamiento de agua potable con capacidad de 25,000 y 200,000 M3

cada uno.

85 Tanques de Almacenamiento de agua potable de diferentes capacidades enfuncionamiento, cuya sumatoria es de 270,599.33 M3.

56 Cisternas de almacenamiento de agua potable de diferentes capacidades

El listado de tanques y cisternas de los sistemas Zona Norte y Área Metropolitana de San Salvador,se detalla en Anexo 1.

4.4.2 Mantenimiento de Lavado y Desinfección de Tanques y Cisternas.

Dada la importancia que tiene el mantenimiento de Tanques y Cisternas de almacenamiento deagua potable en la calidad del agua que se distribuye a la población, se ha elaborado esta guía parael lavado y desinfección de estas estructuras de almacenamiento.

El presente manual comprende todas las actividades necesarias, para un adecuado lavado ydesinfección de tanques y cisternas, detallando lo más amplio las mismas y presentándolas en laforma mas clara posible.

El objetivo que se persigue es evitar que el agua para consumo humano se deteriore, a causa desedimentos que se incrustan en el fondo y al pie del muro de las estructuras que almacenan elvital líquido y de esta manera mantener la calidad del agua que se sirve a los usuarios.

Para que el lavado y desinfección alcance los objetivos deseados se debe desarrollar las siguientesactividades.




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1. Actividades previas al lavado y desinfección.

2. Procedimiento para el lavado y desinfección.

3. Actividades de seguimiento.

Todas las actividades a efectuarse que se detallan a continuación, se han adecuado a nuestraslimitaciones y necesidades.

4.4.2.1 Actividades Previas al Lavado y Desinfección

a) Elaborar programa anual y mensual de lavado y desinfección de todas las estructuras dealmacenamiento de agua potable, considerando que los tanques deben lavarse por lomenos una vez por año y las cisternas dos veces por año.

b) Verificar el estado de cada tanque y cisterna programada a fin de optimizar los recursos.

c) Avisar a la población que será afectada, por lo menos un día antes de realizar la actividad,sobre la suspensión del suministro de agua potable, su duración y objetivo a través de losmedios de comunicación.

d) Que no queden Tanques y Cisternas de almacenamiento de agua potable sin lavar ydesinfectar.

4.4.2.2 Procedimiento Para el Lavado y Desinfección

a) Retiro de tapaderas de la cubierta del tanque, cierre de válvulas de distribución, colocartapón a la boca de cada tubo de distribución al interior del tanque.

b) Preparación de las instalaciones, suministro del equipo de protección personal, deldesinfectante, cepillos de cerda, escobas, cuerdas, mangueras para el suministro de agua apresión y otros elementos requeridos para la limpieza.

c) Ingreso del personal al interior de la estructura para remover sedimentos y materialesextraños que se encuentren dentro del tanque, mediante el barrido, chorro de agua apresión en la superficie de paredes, columnas y piso hasta cuando por inspección visual nose detecte suciedad adherida al fondo y paredes del tanque y el agua de lavado salgalimpia.

d) Una vez que sean removidos los lodos, debe llevarlos al sitio previsto que no afecte elmedio ambiente para su disposición final. No permita que los desechos los dejen dentrodel perímetro del tanque.

e) Para la desinfección se utilizará solución de hipoclorito de calcio de 20 mg/l, utilizando elequipo de protección personal se puede hacer rociando o pintando, arrojando guacaladasde solución a todas las superficies de la estructura en contacto con el agua, luego se




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vuelve a lavar, se debe dejar drenar el tanque unos 5 minutos. Después de este tiempo sepuede proceder a llenar el tanque de nuevo para dejarlo operando de forma normal.

f) Cuando las actividades de limpieza haya concluido, deberá retirar los tapones de los tubosde distribución, limpiar y colocar la tapadera de visita, en caso se encuentren corroídasdeberá lijar para colocar una nueva capa de pintura, o sustituir dicha tapadera por unanueva. Proceder abrir válvulas de distribución.

g) Verificar los cedazos de los respiraderos y de cualquier otra tubería abierta, que seencuentre en condiciones óptimas para prevenir el ingreso al interior del tanque deinsectos, aves u otra posible fuente de contaminación.

h) Elaborar y enviar informe de la actividad realizada.

4.4.2.3 Actividades de Seguimiento

a) Mantener un permanente plan de inspección de tanques y cisternas afín de realizar lalimpieza en el momento apropiado, así como evitar posible contaminación debido afenómenos naturales que pueden darse, verificar en la salida del tanque que la lectura decloro residual sea de 1.00 ppm y en las zonas mas alejadas de la red alcanza un mínimo de0.30 mg/l de acuerdo a la norma Salvadoreña.

b) Algunos tanques tienen la boca del tubo de limpieza a ras de piso, en este caso se puedenremover los sedimentos cada dos o tres meses, sin necesidad de introducir personal alinterior de la estructura, es suficiente con la apertura de la válvula de purga y drenar elagua hasta que salga limpia, de esta manera no se interrumpe el servicio de suministro deagua potable al usuario.

c) Todos los componentes metálicos de tanques y cisternas, como tapaderas, escaleras,tuberías expuestas, etc. Deben protegerse con pintura anticorrosivo cada tres años. En lostanques metálicos debe prevenirse la corrosión pintando las superficies exteriores einteriores con una capa protectora y terminando con la aplicación de pintura de aluminiogranítico o pinturas asfálticas.

4.4.3 Clasificación de los Requerimientos de Almacenamiento

En sistemas de abastecimiento de agua donde se bombea contra la red es necesario compensar lasfluctuaciones de las demandas construyéndose depósitos de almacenamiento antes o después dela planta de tratamiento. Estos depósitos generalmente se construyen de concreto reforzadosobre el suelo y bajo de este, la capacidad recomendable es el equivalente a 4 o 6 horas deabastecimiento.

Cuando estos depósitos se construyen a nivel de tierra es esencial eliminar la posibilidad deinfiltración, así como también de contaminación. El diseño de estos tanques se utiliza




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comúnmente estructuras de concreto reforzado y pretensado; de forma circular o rectangular. Enla figura 4.11 se presenta los niveles de almacenamiento de un tanque.

Figura 4.11, Clasificación de niveles de almacenamiento de tanque

Los requerimientos de volúmen de almacenamiento se encuentra clasificados por función:Operación, igualación o cualquier tipo de emergencia y volúmenes muertos de almacenamiento.Se debe considerar La combinación de los componentes de estos volúmenes individuales paradeterminar el volumen total de capacidad de almacenamiento que es requerido para cualquiersistema. El almacenamiento total requerido es típicamente la suma de todas las funciones.

Al considerar estas funciones se pueden obtener bajos costos de bombeo, operando los equiposcuando es necesario.

Almacenamiento de Operación: Este es la diferencia del volumen entre los niveles debomba encendida y la bomba apagada cuando el tanque está siendo usado normalmentey las fuentes de las bombas de abastecimiento al tanque de almacenamiento cuando seencuentran apagadas.

Almacenamiento de Igualación: Este componente de almacenamiento es usado cuando lacapacidad de la fuente de la bomba es menor que la demanda extrema del sistema. Elalmacenamiento requerido para que las instalaciones de producción de agua puedanoperar a un nivel relativamente constante. Diariamente los niveles máximos determinanel volumen, comparado con la demanda media diaria y la capacidad de la fuente.

Almacenamiento de Emergencia: Este almacén es usado para proporcionar agua alsistema durante condiciones inusuales o de emergencia. El volumen de almacenamientode emergencia depende de la probabilidad de interrupción de abastecimiento y el tiemporequerido para realizar reparaciones o disponer de un abastecimiento de agua alternativo.




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4.4.4 El Uso Diario del Volúmen de Almacenamiento

El uso del agua es mayor durante las horas del día, típicamente en las horas extremas de mediamañana y principios de la noche. El agua almacenada es extraída durante estas horas del día quepresentan demandas y se reponen durante los periodos de mínima demanda que son las horas yatarde en la noche y muy temprano en la mañana.

La Figura 4.12 ilustra la variación a cada hora en el uso diario del agua (variación diurna) quepuede ocurrir en una comunidad residencial típica en el día de máximo uso del agua en el año.

La forma de la curva de la demanda de agua diurna variará significativamente entre las diferentesciudades debido a las diferencias locales en clima y economía. Los datos de diseño locales debenser obtenidos de cada sistema de agua para determinar las necesidades de almacenamiento. Sinembargo, con una adecuada capacidad de la fuente de abastecimiento, es típico para áreas deresidencias pequeñas igualar el almacenamiento de aproximadamente 22 por ciento de la máximademanda diaria.

Figura 4.12, Variación del uso de agua

Los tanques de almacenamiento pueden estar situados entre el área y la fuente de abastecimiento(bombeo o flujo de gravedad). Cuando el tanque de agua se localiza entre el área y la fuente, todael agua debe pasar a través del tanque elevado antes de fluir a través del área como se muestra enla Figura 4.13, esto reduce la posibilidad de daño a las tuberías debido a una alta presiónhidrostática.

Figura 4.13, Tanque elevado entre fuente y ciudad




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La Figura 4.14 muestra la imagen de los Tanques Terminales del Sistema Las Pavas, los cualesproporcionan el servicio por gravedad.

Figura 4.14, Tanques Terminales del Sistema Las Pavas




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4.5 SECTORIZACIÓN DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE

La Sectorización consiste en la delimitación hidráulica de las redes de distribución de agua potabley el cierre de sus mallas internas, para ejercer mayor control operativo de parámetros como lapresión, la continuidad, calidad de agua distribuida e iniciar un programa de control de agua nofacturada. Esta delimitación permite crear los sectores aislados unos de otros, definidos en áreasconocidas y que dan servicios a usuarios en número de entre 400 a 4,000. Para abastecer latotalidad de la población se tienen que ampliar varios sectores de abastecimiento. A continuaciónse mencionan las principales ventajas de la sectorización.

a) La Sectorización permite medir el agua que se pierde.

La sectorización de la red de distribución permite controlar las presiones en las líneas dedistribución y gracias a esto obtener un ahorro en fugas, pero además permite obtenerinformación sobre la cantidad de agua que no se cobra en cada uno de los sectores. Conesta información es posible iniciar un programa de reparación de fugas donde los sectorescon mayores pérdidas sean los primeros en ser atendidos.

La sectorización incluye la instalación de medidores de flujo en la entrada de cada sector,con esto se logra conocer la cantidad de agua que ingresa al mismo. Incluye también laidentificación de los micro-medidores comprendidos en el sector, con esta información esposible calcular la cantidad de agua medida como consumo. La diferencia entre el aguaque ingresa y el agua que se mide como consumo son las pérdidas comerciales de agua,que incluye fugas, sub-medición y tomas clandestinas.

b) La sectorización permite llevar a cabo actividades de planeación con facilidad.

El beneficio adquirido al desarrollar un proyecto de sectorización es que se elaboranmodelos computacionales para simular el comportamiento hidráulico de las redes de cadasector, el empleo adecuado de estos modelos permite utilizarlos para planeación. Esposible simular la construcción de un nuevo complejo habitacional en uno de los sectoresincluyendo la demanda de agua de éste en el modelo. La simulación permitirá conocer losrequerimientos de infraestructura para satisfacer la nueva demanda. Se pueden utilizartambién los modelos para simular fallas en el suministro o catástrofes naturales, haciendoposible prevenir estos problemas o minimizar sus consecuencias adversas. Se puedesimular la calidad del agua dentro de la red, esto permite simular por ejemplo eldecaimiento de la concentración de cloro en el agua de la red, con lo que se podríandiseñar puntos de cloración alejados de las plantas potabilizadoras y simularlos en elmodelo para observar el efecto que tienen sobre la concentración del desinfectante endiferentes puntos de la red.




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c) La reparación de tuberías La sectorización hace más redituable con fugas.

La reparación de fugas en sectores con control de presión presenta otra ventaja:tradicionalmente estas reparaciones provocan un incremento en las presiones de la red,pues al manejarse caudales menores (porque se repararon fugas) las pérdidas por friccióndisminuyen y las presiones aumentan. Este incremento de presión puede producir nuevasfallas en las tuberías y además incrementa las pérdidas que se presentan por los orificiosmenores. Al reparar fugas en sectores con control de presión estos problemas se evitan,resultando en un ahorro significativo de agua y en una mejor conservación de las tuberíasque componen la red.

d) La sectorización hace el sistema de distribución más flexible.

Al sectorizar la red secundaria de agua potable se independiza la red primaria de lasecundaria. Esto permite incrementar la presión en la red primaria sin aumentar la presiónde la secundaria y por lo tanto sin afectar la cantidad de agua que se pierde por fuga. Altrabajar con diferenciales de presión mayores en la red primaria es posible transportarmayores cantidades de agua a través de toda la ciudad con la misma infraestructurahidráulica.

Los beneficios de elaborar y ejecutar un proyecto de sectorización son los siguientes:

a) Flexibilidad: Es posible incrementar la presión de trabajo de la red primaria sin afectar lapresión con que opera la red secundaria, esto permite mover mayores cantidades de aguaen la red primaria sin incrementar la cantidad de agua que se pierde por fugas en la redsecundaria.

b) Ahorro de agua: Es posible medir la cantidad de agua que se pierde por fugas en cadasector, controlar la presión en la red de distribución y con esto disminuir la pérdida deagua por fugas pequeñas.

c) Planeación: Es posible priorizar las reparaciones de fugas dándole más importancia a lasque se realizan en sectores con mayores fugas. Con el uso adecuado de los modelos desimulación es posible proyectar la infraestructura requerida para satisfacer las nuevasdemandas del crecimiento de la red.

En la figura 4.15 se presenta un esquema de un sector y su forma de conexión a la tuberíaprincipal.




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Figura 4.15, Esquema de un sector

4.5.1 Objetivos de la Sectorización.

Los objetivos que persigue la sectorización son:

1. Permitir controlar, en un área definida, parámetros importantes para el buenfuncionamiento del Sistema de Distribución de Agua Potable. Estos parámetros son:caudal de ingreso al sector y presión en la red (que debe ser entre de 15 a 50 mca)

2. Permitir la aplicación de una justa política de racionamiento de agua, en épocas deescasez, mediante la correcta utilización de fuentes superficiales y subterráneas, en lo quese denomina uso conjuntivo.

3. Determinar la cantidad de agua no Facturada, obtenida como la diferencia del volumen deagua que ingresa al sector y el volumen facturado, obtenido a través de la micro medición.

4. Permitir el aislamiento de un sector con respecto al resto del sistema a fin de realizartrabajos de mantenimiento y reparación por problemas de emergencia en una zonadefinida de la red de agua. Con ello se reducirá las molestias a los usuarios por falta de

TUB. PRINCIPAL

RED DEDISTRIBUCION

VALVULA DE CONTROL




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agua, pasando una gran área del Sistema de Distribución afectada hacia un pequeñosector en el futuro.

4.5.2 Plan de Sectorización

En el siguiente diagrama se presenta el plan para poner en marcha la Sectorización:

La sectorización requerirá de la ejecución de variadas tareas que podrán ser guiadas como:

1. Análisis del balance de agua del sistema de abastecimiento.

2. Selección del área a sectorizar y regulación de macromedicion.

3. Levantamiento del catastro de infraestructura hidráulica.

4. Formulación del anteproyecto del sector.

5. Formulación de memoria técnica del área seleccionada.

6. Formulación de memoria del perfil comercial del sector.

7. Formulación del proyecto ejecutivo del sector.

8. Formulación de la campaña de difusión del proyecto a usuarios.

9. Ejecución del proyecto del sector.

10. Monitoreo inicial del sector.

11. Puesta en operación de sector.

12. Formulación del programa de eliminación de fugas y acometidas clandestinas.




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13. Análisis “costo-beneficio” del sector.

14. Monitoreo de revisión del sector.

4.5.3 Situación de la Región Metropolitana.

Actualmente el Equipo de Agua no Facturada asesorada por los expertos de JICA de la Regiónmetropolitana, trabaja en la Urbanización “Corinto”, ubicada sobre la calle Mariona del Municipiode Mejicanos, después de haber realizado con éxitos la sectorización en la Urbanización Bosquesde la Paz, del Municipio de Ilopango.

La sectorización de las redes de distribución requiere de una fuerte inversión, la cual puede serrecuperada a largo plazo, dado que la detección inmediata de las fugas puede suponer un ahorrode miles de metros cúbicos de agua potable, los costos de energía eléctrica también bajarían porlos horarios limitados de los equipos de bombeo.

En vista de los logros obtenidos con la experiencia del equipo de Agua no Facturada, serecomienda planificar toda el área de la Región Metropolitana, para implementar un planambicioso de sectorización para fomentar el ahorro de agua y que en el futuro los problemas demantenimiento sean mínimos en comparación a la de años anteriores.




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CAPÍTULO No. 5

FORMULACIÓN DE PLANESTRATÉGICO




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5.1 MANTENER LA PRODUCCIÓN DE AGUA POTABLE DE ACUERDO ALPUNTO OPERACIÓN

En la actualidad nos enfrentamos con grandes problemas energéticos, que nos obliga a contar conlineamientos que permitan a los organismos operadores de los sistemas de agua potable ser máseficientes.

El consumo energético en los sistemas de agua potable, está estrechamente ligado con ladistribución hidráulica de las conducciones y redes de distribución, el volumen de agua que sepierde por fugas y el bajo rendimiento de los equipos de bombeo.

Este capítulo está enfocado en establecer medidas que permitan mantener la producción de aguapotable desde el punto de vista de optimización de la operación de los equipos electromecánicos,haciéndolos operar en el punto de mejor eficiencia.

5.2 OPTIMIZACIÓN DE LA OPERACIÓN Y DE LOS NIVELES DE EFICIENCIADE LOS EQUIPOS ELECTROMECÁNICOS.

a) Rendimiento de los equipos de bombeo

Para optimizar el servicio de bombeo de agua potable y el consumo de la energía eléctrica, esnecesario que los sistemas de bombeo conserven su punto de operación de diseño,manteniendo de esta forma la producción del agua potable. Para esto es necesario verificarcontinuamente la eficiencia garantizada de los sistemas electromecánicos de bombeo.

b) Sistema operando alejado del punto de mejor eficiencia.

Las bombas centrifugas se diseñan para operar eficientemente a una carga, un flujo y a unavelocidad especifica. A este punto de operación se le conoce como el punto de mejoreficiencia, considerando los costos de energía, es más eficiente operar la bomba en estepunto. Los equipos a menudo no operan en estas condiciones, debido a cambios en laoperación del sistema, cambios efectuados durante los mantenimientos en los equipos debombeo y a la dificultad de igualar las condiciones de operación con el punto de mejoreficiencia de la bomba. Operar el equipo fuera de este punto, es hacer un uso no eficiente dela energía e inducir un esfuerzo adicional a algunas partes de la bomba y por consiguientepuede dañarse.

Por otra parte operar los equipos a una mayor capacidad respecto al punto de óptimaeficiencia puede provocar mayores daños, ejemplo de ello mayor par de torsión, flexión odesviación del eje, la carga neta positiva de succión requerida puede ser mucho mayor que ladisponible, ocasionando erosión, ruido y vibración debido a la alta velocidad del equipo.




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La conservación y optimización de la eficiencia de los equipos es importante para mantener laproducción del sistema; sin embargo no se debe olvidar los elementos que conforman todo elsistema, es valioso contar con la adecuada conducción y abastecimiento del fluido para losequipos que estén en operación, por ello se debe hacer la adecuada selección del material ydiámetro de la tubería y así evitar pérdidas ocasionadas por la fricción del fluido, lo cual esuno de los factores que empobrecen grandemente la eficiencia de todo el sistema.

c) Puntos de operación de la bomba.

c.1 Caudal Constante.

El punto de operación de una bomba se obtiene cuando la carga generada por la mismacoincide con la que precisa el sistema de bombeo.

El punto de operación se obtiene en la intersección de la curva (carga vs. caudal) de la bombacorrespondiente al diámetro de operación y la curva del sistema. Al trazar una líneahorizontal y otra vertical que pase por este punto pueden obtenerse los valores de carga,caudal, eficiencia y NPSH requerido (Figura 5.1).

Figura 5.1, curva de eficiencia de bomba

c.2 Caudal Variable.

En general los sistemas de bombeo requieren caudal variable, lo cual significa que una bombatrabaja con diferentes puntos de operación (carga, caudal).

Adicionalmente, en cada punto de operación se puede determinar el NPSH requerido y laeficiencia de la bomba. Se muestra un ejemplo gráfico en la Figura 5.2.




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Figura 5.2, punto de operación para caudal variable

5.3 DIAGNÓSTICO Y MUESTREO DE LOS EQUIPOS ELECTROMECÁNICOS

Una forma de conocer las condiciones en que operan los equipos es evaluando su eficiencia através de la medición de parámetros, tales como: gasto de operación, nivel estático (descrito en lasección 1.6), nivel dinámico (descrito en sección 5.3), factor de potencia (descrito en sección 6.5),potencia real, potencia aparente, corriente, voltaje entre otros (descritos en sección 1.3)

Conociendo la eficiencia Electromecánica con la que trabaja el equipo, estamos en las condicionesde determinar las causas que limitan su operación eficiente y en función de esto proponeracciones para sustituir, dar mantenimiento, rehabilitar el equipo, según sea el caso, con lafinalidad de conservar las características de diseño de los equipos de bombeo.

Con la finalidad de realizar un trabajo óptimo se requerie contar con los equipos siguientes parapruebas en campo:

a) Equipo de medición de los niveles de bombeo y presión de descarga.

1. Sonda eléctrica.

2. Sonda neumática

3. Manómetro de Descarga.

b) Instrumentación para la medición del gasto

1. Tubo de Pitot.

2. Orificio calibrado.

3. Método de la escuadra.




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5.3.1 Condiciones para la prueba

• Puntos a verificar antes y durante la prueba.

1. Alineación entre motor y bomba.

2. Que los instrumentos de medición cumplan con la certificación de calibración.(SNC)5

3. Que las condiciones de operación sean estables de acuerdo con las oscilaciones yvariaciones.

• Parámetros garantizados

Los parámetros garantizados por el fabricante para este método de prueba son: Laeficiencia del conjunto motor bomba para la carga y el flujo especificado en el puntoóptimo de operación de la bomba, que debe ser igual o mayor que el valor del productoque se obtenga de multiplicar los valores correspondientes a la capacidad de la bomba.

• Ejecución de la prueba.

El tiempo de duración de la prueba debe ser suficiente para obtener resultadosconsistentes, considerando el grado de exactitud para ser llevada a cabo.

Para verificar el punto óptimo de operación, se deben registrar al menos tres puntos demedición, cercanos y agrupados uniformemente alrededor de dicho punto y paradeterminar el funcionamiento sobre el intervalo de operación indicado, la bomba debe seroperada desde capacidad cero hasta la máxima capacidad mostrada en la curva deoperación suministrada por el fabricante, tomando como mínimo seis puntos de medición,considerando tres arriba y tres abajo del punto garantizado.

• Oscilaciones permisibles en el indicador de los instrumentos de medición.

• Número de lecturas a tomar durante la prueba.

Se deben de registrar un mínimo de tres lecturas de cada medición, previamente esnecesario verificar que se cumpla con los límites de oscilación y las variaciones permitidasen las lecturas.

• Corrección de la frecuencia de rotación.

Cuando la prueba se realice a frecuencia de rotación diferente a la nominal especificadapor el fabricante, deben hacerse las correcciones de flujo, carga y potencia obtenidasdurante la prueba, de acuerdo a las leyes de afinidad.

5.3.2 Medición de parámetros

La determinación del flujo, la carga, la potencia y la frecuencia de rotación son necesariaspara la elaboración de la curva de operación de la bomba, misma que debe servir paraverificar los parámetros garantizados por el fabricante específicamente el de la eficiencia.




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En los siguientes párrafos se mencionan algunos de los métodos utilizados en la mediciónde estas variables.

• Medición de flujo.

Esta medición podrá realizarse mediante cualquier método que cumpla lo especificado,estos métodos pueden ser el de pitometría y tanque volumétrico.

Valores instantáneos. Placas de orificio calibrado, tubos venturi, toberas, rotámetros ymedidores de flujo externos magnéticos.

En la práctica también se usan los del tipo electromagnético

• Medición de la carga.

Carga total de bombeo (H), (Valores promedio en un intervalo de tiempo).

• Instrumentos de medición para la presión.

1. Manómetro de columna líquida.

2. Manómetro de bourdon.

• Medición de los niveles de bombeo y presión de descarga.

1. Sonda eléctrica. Este dispositivo consiste de conductores eléctricos con forro deplástico; una fuente de energía eléctrica (baterías); un timbre de alarma tipocasero o un amperímetro.

2. Sonda neumática. Este dispositivo consiste de un manómetro, una bomba deaire y la cantidad necesaria de tubo galvanizado de 6.32 mm (1/4 in) de diámetro.

• Medición de la frecuencia de rotación. (Velocidad)

La velocidad de rotación debe ser medida mediante un tacómetro de indicación directa,por un contador de revoluciones en un intervalo de tiempo, por un dínamo, por uncontador óptico y un frecuencímetro o por medio de una medición directa(estroboscópio).

• Medición de la potencia de entrada a la bomba.

La potencia de entrada a la bomba debe ser determinada mediante la velocidad derotación y el par, o mediante la medición de la potencia demandada por un motoreléctrico de eficiencia conocida, el cuál será directamente acoplado a la bombadependiendo del método que se utilice.

1. Mediante la medición del par. El par debe ser medido por un medidor de parcertificado.

2. Mediante la utilización de un motor trifásico de características conocidas. Lapotencia eléctrica debe ser medida en forma directa mediante wattimetros, o en




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forma indirecta mediante: voltímetros, amperímetros, y medidores de factor depotencia.

5.3.3 Determinación de la eficiencia

Conociendo la eficiencia mínima, se realiza la evaluación de eficiencias admisibles y noadmisibles. Cuando no se cuente con el dato de placa relativo a la capacidad del motor,deben compararse los kW de la potencia de entrada del mismo, con el fin de determinar elmínimo porcentaje de eficiencia con que deberá operar el sistema (equipo, cárcamo debombeo, etc.)

Todos los sistemas de bombeo deben ser evaluados periódicamente con objeto de calificarsu eficiencia electromecánica.

5.4 FACTORES QUE AFECTAN LA EFICIENCIA

Existen condiciones que afectan negativamente la eficiencia del equipo de bombeo, en generalcorresponde a la fabricación del diseño del equipo. Entre las principales se tienen las siguientes:

• Pérdidas volumétricas.

Estas pérdidas son indicativas de una circulación de flujo del lado de alta presión al de baja presióndel impulsor; aunque en general, estas pérdidas son pequeñas, pueden revestir importancia bajocondiciones de desgaste o desajuste de la bomba.

• Pérdidas hidráulicas.

Constituyen la diferencia entre la carga que podría obtenerse de la energía disponible en elimpulsor y aquella que realmente se desarrolla; las más importantes son por choque de entrada,generadas por el cambio de dirección del liquido y por fricción del liquido, al fluir.

• Pérdidas mecánicas.

Se deben principalmente a la fricción de cojinetes, empaques o sellos y a la fricción del discogenerada entre los lados del impulsor y el líquido.

• Características del líquido.

Las condiciones del fluido a manejar, tienen consecuencias sustantivas sobre la operación de lasbombas centrífugas. Por un lado, afectan la construcción del equipo, por lo tanto, al rendimiento yla potencia. Entre las más importantes tenemos la corrosión y temperatura a manejar.

Mientras más desfavorables sean las condiciones, mayores serán las exigencias constructivas encuanto a materiales, metalurgia, tipo de impulsores, accesorios propios de la bomba etc.

• Condiciones de instalación.




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Existen condiciones de instalación que influyen negativamente en la eficiencia del equipo debombeo; podemos citar las siguientes:

a) Pérdidas en motor y acoplamiento.

Aunque son externas a la bomba, es conveniente saber que estos componentes influyenen la eficiencia global.

Aquí nos referimos a su rendimiento y diseño; sin embargo es importante aclarar que elmontaje apropiado del conjunto bomba-motor es necesario, para asegurar la máximaeficiencia.

Una deficiente alineación impone cargas adicionales sobre los cojinetes y flexión en losejes del conjunto, ocasionando pérdidas de eficiencia y un mayor consumo de energíadebido a la fricción y al desbalance mecánico; lo cual provoca vibraciones dañinas a losequipos, afectando la eficiencia global.

La temperatura ambiente también puede tener efectos en la eficiencia, pues en el caso delos motores la reduce a medida que sea mas alta y en caso de ser muy extremosa, provocaesfuerzos y deformaciones en los equipos, es por ello que deberá tomarse en cuenta alrealizar el montaje y puesta en servicio, sobre todo permitiendo que se estabilice, antes derestringir el movimiento del conjunto.

b) Pérdidas en la bomba.

Las vibraciones, movimientos y desbalance del equipo tienen consecuencia en laoperación hidráulica, ya que se afectan tolerancias y cargas, reduciendo la capacidad realdel mismo, requiriendo para ello una mayor potencia y como consecuencia disminuye laeficiencia.

Alineación.

La correcta alineación de la bomba y el motor, es de suma importancia para conseguir unaoperación mecánica libre de problemas; por lo que esta se debe verificar de acuerdo arecomendaciones del fabricante.

Impulsores

Se deben ajustar los impulsores antes de intentar poner en marcha la bomba. Una bombanueva se debe operar con los impulsores ajustados a la mitad del juego lateral de acuerdocon recomendaciones del fabricante, esto es con el objeto de que la arena presente en elagua, no provoque un desgaste excesivo en la bomba lo cual afectaría a la bomba,especialmente a los impulsores. Una vez que el agua deje de salir con arena, losimpulsores se podrán ajustar a su posición de trabajo más eficiente.

c) Recorte de impulsores.

El recorte de impulsor es una técnica empleada desde hace mucho tiempo para cubrirlagunas de las líneas de fabricación; de nueva cuenta enfatizamos que las relaciones de




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afinidad nos permitirán saber si recortando el impulsor tendremos un punto de operaciónóptima.

d) Acuíferos.

Las causas a las que se atribuyen las bajas eficiencias del sistema con las que operan engeneral el aprovechamiento del acuífero se atribuyen a:

1. Abatimiento del Nivel Dinámico.

2. Selección del equipo de bombeo (eficiencia de los impulsores y númeroadecuado de tazones).

3. Selección de la potencia del Motor.

4. Mantenimiento Preventivo a Bombas y Motores.

5. Calidad de la información.

Asimismo, uno de los parámetros más importantes y que condiciona las eficienciaselectromecánicas de los equipos, es el gasto o caudal de operación. En muchos casos, laseficiencias de los equipos se ven determinadas por los bajos gastos de producción. Sejustifica un bajo rendimiento en los equipos, si tomamos en cuenta que los acuíferossufren abatimientos y que esto conlleva a que las cámaras de bombeo se reduzcanpaulatinamente, provocando con esto bajos caudales de extracción.

Además, el bajo rendimiento de los aprovechamientos puede estar relacionado a la faltade mantenimiento de los equipos, ya que al paso del tiempo, se van generandoirregularidades, tales como: incrustaciones en la tubería ranurada, que obstruye lacirculación libre del acuífero, reduciendo consecuentemente los gastos de extracción.

Ante estas circunstancias, es evidente la realización de un diagnóstico más detallado quepermita llevar a cabo mediciones directamente en todos los aprovechamientos y de estamanera, poder identificar con precisión y total certeza, las causas que ocasiona la bajaeficiencia con la que operan actualmente los aprovechamientos.

Si el diagnóstico lo indicara y el equipo opera desde hace algún tiempo de maneraininterrumpida, manifestando baja eficiencia y más, si ha tenido escaso mantenimiento,pudiera ser necesario desmontarlo y evaluar si existe desgaste en sus componentes ya queeste afecta su eficiencia.

e) Sobredimensionamiento

El sobredimensionamiento de los equipos, es producto de un mal cálculo, falta deprevisión y en algunos casos de información pobre, lo cual ocasiona que se disponga deequipos que no cumplan con las características que requiere el sistema hidráulico.

Sabemos que al sobredimensionar un equipo, se producen desventajas que ocasionan sepierda eficiencia en el sistema, obteniéndose con ello gastos de energía innecesarios.




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5.4 FACTORES QUE INCREMENTAN LA EFICIENCIA DE UN SISTEMA

Para mantener, prever o controlar la eficiencia se deben tomar en cuenta las siguientesconsideraciones

Selección del equipo de bombeo motor-bomba apropiado, teniendo el conocimiento pleno delsistema:

Acabado de la superficie de los impulsores

Selección adecuada de la velocidad de succión

Montaje apropiado de equipo (bomba-motor)

Corregir desbalances

Reducir vibraciones

Controlar la temperatura de operación del motor

Evitar recortes de impulsores

Controlar la velocidad del equipo

Controlar la presión del fluido

Evitar entrada de aire

Cambiar sellos

Controlar el abatimiento del nivel dinámico

Verificar presión de succión y descarga

Mantenimiento adecuado del equipo

Para mantener o incrementar los niveles de eficiencia de acuerdo a los parámetros de diseño enlas instalaciones electromecánicas de los sistemas hidráulicos, es necesario crear y/o renovarprogramas de mantenimiento preventivo y de rehabilitación; tomar decisiones y darlesseguimiento, además estas deberán ser justificadas mediante un diagnostico realizado con base apruebas mecánicas, eléctricas e hidráulicas.

La eficiencia de la bomba es un concepto de suma importancia ya que representa la vida útil delas instalaciones y ahorro de energía eléctrica en la operación de estas es por ello es necesario queno pase un tiempo prolongado para dar mantenimiento y cuidar cada una de las partes queconforman el equipo, cumpla con la función para la cual se diseño. Así mismo después de unanálisis técnico-económico, sustituir el cuerpo tazones y/o partes componentes del equipo, paraconservar una alta eficiencia.




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5.5 CALIBRACIÓN DE SISTEMAS DE BOMBEO Y REDES DE DISTRIBUCIÓNDE AGUA POTABLE EN OPERACIÓN

Dentro de un Organismo Operador se considera importante mejorar la implementación de su plande trabajo para cumplir eficientemente con el servicio y dotar de agua a la población en cantidad,calidad y oportunidad al menor costo posible, satisfaciendo las expectativas ciudadanas, creandoy/o propiciando las condiciones para que se consoliden los aspectos técnicos operativos.

Para ello, en materia de uso eficiente de la energía se considera el planteamiento de dos aspectosimportantes dentro de un sistema general de abastecimiento de agua potable y está enfocado enla realización de ajustes o calibraciones en los equipos de bombeo y en la red de distribución, lascuales se describen a continuación:

5.5.1 Evaluación de equipos de bombeo

a) Caracterización del Sistema de Bombeo

Para realizar la caracterización del sistema, se deben seguir los siguientes pasos:

Determinar el punto o puntos de operación de la bomba.

Determinar la potencia demandada por el conjunto bomba-motor.

Determinar la eficiencia de la bomba. En caso de no contar con las curvascaracterísticas de la bomba consultar las ecuaciones correspondientes.

Determinar el consumo de energía del sistema de bombeo.

Determinar el costo de operación del sistema actual.

b) Sustitución de la bomba por una con mayor eficiencia suministrando el mismo caudal

La mayor parte de las bombas centrífugas en operación trabajan con bajo nivel deeficiencia por diversas circunstancias, entre las que destacan:

Una mala selección de la bomba.

Por tratarse de una bomba antigua.

Porque las condiciones de operación cambiaron (carga, caudal).

Por una sustitución inadecuada.




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c) Procedimiento de Evaluación para bombas con baja eficiencia .

Sobre la base de que la bomba actual opera con baja eficiencia, se procede a realizar lossiguientes pasos para la evaluación de esta medida de ahorro de energía:

Caracterizar el sistema de bombeo actual.

Determinar el punto o puntos de operación de la bomba nueva.

Determinar la eficiencia de la bomba nueva.

Determinar la potencia requerida por el nuevo conjunto bomba-motor.

Evaluar la disminución en demanda y el ahorro en consumo de energía.

Calcular el ahorro económico.

Realizar la evaluación económica de la medida de ahorro (determinar el tiempo de

recuperación, valor presente neto y tasa interna de retorno).

d) Sustitución del Motor Eléctrico actual que impulsa a la bomba por uno de mayorEficiencia.

Los motores estándar que actualmente se fabrican poseen una buena eficienciarespecto a los motores de hace 20 años, pero éstos son superados por los motoresdenominados de alta eficiencia o premiun.

El reemplazo o sustitución de motores estándar por motores de alta eficiencia opremiun, se puede efectuar en los siguientes casos:

Reemplazo de Motores en Operación.

La sustitución de un motor en operación por uno de alta eficiencia resulta másatractiva en aquellos casos en que el motor actual opera con bajo factor de carga yen consecuencia, con baja eficiencia y bajo factor de potencia; en este caso lasustitución debe evaluarse con un motor de alta eficiencia (eficiencia minima del93%) de menor capacidad que el actual. Al considerarlo así, se mejoransustancialmente los parámetros obteniendo atractivos ahorros energéticos yeconómicos. También es atractivo, desde el punto de vista operativo, realizar lasustitución cuando el motor actual opera a su capacidad máxima o a su factor deservicio.

Por nueva adquisición.

En este caso se compara la operación de un motor estándar con uno de altaeficiencia (eficiencia del 93%). El ahorro será la diferencia entre los costos de los




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motores. Los costos incluyen la inversión y el costo de operación del motor. Debetenerse en cuenta que de cualquier manera se va a realizar la inversión.

Para sustituir equipos dañados.

Al igual que en la alternativa anterior, la inversión corresponde al costo marginaldel motor de alta eficiencia y el costo de reparación, sumando a éste el costo pormayor consumo de electricidad debido a una mala reparación. En ambos casos lasustitución puede ser una medida de ahorro muy rentable.

Recorte del impulsor de la bomba

Los métodos de control de caudal más utilizados son la estrangulación y larecirculación. No obstante, a pesar de su gran uso, su eficiencia es muy baja y lareducción en el consumo de energía es casi insignificante, ya que el motorcontinúa trabajando a su velocidad nominal tratando de sobreponerse a lascontrapresiones innecesarias en el caso de estrangulación y operando en formaconstante con recirculación.

Un sistema de bombeo que trabaja con caudal constante, regulado conrecirculación o estrangulación, consume energía innecesaria y por tal motivorepresenta una buena medida para ahorrar energía mediante el recorte delimpulsor.

e) Procedimiento de Evaluación cuando se trabaja con caudal constante y se aplicaestrangulación como control de caudal.

Sobre la base de que el sistema actual trabaja con caudal constante y que se aplicaestrangulación o recirculación como control de caudal, deben realizarse los siguientespasos para evaluar esta medida de ahorro:

a) Determinar los Límites de Operación. Para analizar el recorte del impulsor de la bombaes importante conocer los límites máximo y mínimo de los diámetros del impulsorrecomendados por el fabricante de la bomba, como se muestra en la figura 5.3




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Figura 5.3,Límites de operación de la bomba

b) Determinar el Tipo de Regulación de Caudal.

c) Aplicar las Leyes de Semejanza o Afinidad. Inicialmente se aplican las leyes desemejanza o afinidad para determinar la nueva carga de operación. Para aplicarlas, sedeben conocer tres de las cuatro variables.

Mediante estas variables y las relaciones de semejanza se determinan:

La nueva carga de operación (H2), se calcula con la ecuación siguiente.

El nuevo diámetro del impulsor (D2), se calcula con la ecuación siguiente.

La potencia (BHP2). La potencia actual (BHP1) se determina con la respectivaecuación; posteriormente se aplican las leyes de semejanza:

d) Determinar la potencia requerida por el conjunto bomba-motor con el nuevodiámetro del impulsor.

e) Evaluar la disminución en demanda y el ahorro en consumo de energía.




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f) Calcular el ahorro económico.

g) Realizar la evaluación económica de la medida de ahorro (determinar el tiempo derecuperación, valor presente neto y tasa interna de retorno).

En máquinas radiales se acepta un recorte del impulsor hasta de un 20%; pero constituyeuna práctica generalizada recortar el impulsor a un valor algo mayor del calculado yrealizar la prueba de la bomba antes de alcanzar el diámetro definitivo.

Según se incrementa el valor de la velocidad específica el de recorte del diámetro delimpulsor se reduce a valores cercanos al 10%. Es también habitual en las bombas de volutarealizar el recorte en toda la superficie exterior del impelente. En las bombas de difusor(tazones) se recomienda recortar solo el álabe y no tocar las partes exteriores del disco, locual constituye una guía al fluido para la entrada a los difusores.

El efecto del recorte del impulsor en las características hidráulicas de la bomba es similar alobtenido cuando se usa el método de regulación de la velocidad, con la salvedad de que elnuevo punto obtenido es fijo y no se puede retornar al valor anterior.

Es por ello que algunos fabricantes, a solicitud, suministran bombas con juegos deimpulsores de diferentes diámetros para satisfacer estas necesidades.

f) Variación de velocidad de una bomba

La principal ventaja del convertidor de frecuencia variable (CFV) es la de disminuir losconsumos de energía eléctrica en las bombas centrífugas que controla, dando comoresultado considerables disminuciones en los costos de operación.

Procedimiento de Evaluación.

Sobre la base de que el sistema actual trabaja con caudal variable y se aplica estrangulacióno recirculación como control de flujo, se procede a realizar los siguientes pasos para evaluaresta medida de ahorro:

a) Determinar el tipo de regulación de caudal.

b) Determinar las Condiciones de Operación Promedio.

Es importante evaluar el tiempo de operación a diferentes caudales, cargas y potencias conel fin de determinar para un período de operación típica, cuáles serían los ahorros totales aobtener y así evaluar la operación de la bomba con variación de velocidad.

c) Aplicar las Leyes de Semejanza o Afinidad.

Inicialmente se aplican las leyes de semejanza o afinidad para determinar la nueva carga deoperación. Para aplicarlas, se deben conocer tres de las cuatro variables.




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Mediante estas variables y las relaciones de semejanza se determinan:

La nueva carga de operación (H2), se calcula con la ecuación siguiente.

La velocidad de la bomba (N2), se calcula con la ecuación siguiente.

La potencia en el eje (BHP2), se calcula con la ecuación siguiente.

Mediante el convertidor de frecuencia pueden cambiar las revoluciones por minuto del impulsor(RPM), entregando mayor o menor capacidad de caudal, dependiendo de las necesidadesrequeridas por el proceso. Lo mejor de esta aplicación es la reducción de las pérdidas por fricción yen consecuencia, el ahorro de energía resultante. Figura 5.4

Figura 5.4, Cambio de caudal mediante variación de velocidad

d) Determinar la potencia requerida por el conjunto bomba-motor con la nueva velocidadde operación.

e) Calcular el ahorro económico.




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f)Realizar la evaluación económica de la medida de ahorro, es decir, determinar el tiempode recuperación, valor presente neto y tasa interna de retorno.

5.6 ADMINISTRACIÓN DE ENERGÍA ELECTRICA.

Para iniciar, primero es importante conocer ¿Qué es la Administración de Energía? Son todasaquellas medidas que permiten optimizar el uso de la energía electrica, mejorando (sin afectar) laoperación, el proceso o el confort de la instalación, la aplicación de estas medidas permitenreducir el consumo de energía eléctrica, pero no siempre la demanda eléctrica.

Para realizar una administración óptima de la energía electrica, primero es conocer losindicadores energéticos (desarrollado en sección 1.9), con estos indicadores demuestra lanecesidad del porque es necesario administrar la energía electrica, lo cual no conlleva sacrificar elconfort para perseguir ahorros, una buena administración de energía siempre da como resultadosahorros, pero en muchas ocasiones esto no se puede lograr, ya que dependerá de lasinstalaciones, vida útil de equipos, de la técnicas utilizadas para su uso u operación, tipo de laborque se desarrolla, pero estos son casos ecepcionales.

Administrar la energía significa conocer cuales son nuestro consumos y facturacion actuales,además tener una meta clara, precisa y medible, en la figura 5.5 se muestra un histórico de losconsumos de energía eléctrica institucionales.

Figura 5.5, Consumo de energía en KWh

Uno de los principales aspectos que se debe considerar para iniciar la administración de la energíaeléctrica, es el compromiso y conciencia de la alta Dirección, esto, se debe a que no todas lasmedidas ha implementar, serán acatadas con diligencia, debido a que no todos los miembros dela Institución las aceptaran, en algunos casos se encontrara resistencia, y es por eso que se vuelvefundamentel el apoyo de la alta gerencia para la continuidad y durabilidad de las mismas.

¿Cuáles son las formas óptimas de administrar la energía?

A ñ o T o t a lD is t r ib u id o r a s C E L

T o ta lC o n s u m o

2 0 0 4 1 8 1 ,2 9 5 ,2 5 0 .1 0 2 8 0 ,6 9 7 ,3 9 6 .0 0 4 6 1 ,9 9 2 ,6 4 6 .1 0

2 0 0 5 1 8 6 ,1 9 7 ,1 1 6 .4 4 2 9 8 ,1 9 4 ,8 2 2 .0 0 4 8 4 ,3 9 1 ,9 3 8 .4 4

2 0 0 6 1 8 2 ,1 5 6 ,3 3 7 .8 3 3 0 5 ,6 3 2 ,2 2 7 .2 6 4 8 7 ,7 8 8 ,5 6 5 .0 9

2 0 0 7 1 9 0 ,0 9 9 ,1 5 3 .6 5 3 1 4 ,3 1 9 ,4 8 9 .0 0 5 0 4 ,4 1 8 ,6 4 2 .6 5

2 0 0 8 2 0 2 ,7 2 9 ,4 0 6 .4 7 3 0 5 ,5 0 9 ,9 3 1 .0 0 5 0 8 ,2 3 9 ,3 3 7 .4 7

2 0 0 9 1 9 5 ,5 9 0 ,8 1 7 .4 3 3 1 6 ,8 9 6 ,1 4 2 .0 0 5 1 2 ,4 8 6 ,9 5 9 .4 3

C O N S U M O E N K W H




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1. Que la organización tenga la determinación estratégica de implementar medidas deadministración de energía, apoyo jerárquico y comprometida a buscar la mejorarcontinua.

2. Capacitar al personal en el USO racional de la energía eléctrica en todos los niveles de laorganización.

3. Implementar prácticas óptimas de operación, mantenimiento y distribución de aguapotable.

4. Cambiar y Modernizar las prácticas de mantenimiento, considerando primordialmente elpredictivo en lugar Del correctivo.

5. Tener un plan de mantenimiento controlado y real.

6. Contar con instrumentos permanentes de medición en aquellos lugares que lo ameritenComo: a la salida de los pozos de producción de agua, entrada y salida de tanque dealmacenamiento y distribución, etc. Esto con el objeto de tener datos reales.

7. Realizar mediciones en forma conjunta y separada de cada componente del sistema, paradeterminar que equipos es el más consumidor.

8. Realizar planes de sustitución de equipos a corto mediano y largo, de acuerdo a lascaracterísticas y función de cada uno de ellos.

9. Realizar un plan de donde, cuando y por que se debe sustituir un equipo y que estoconlleve compra de equipo con características de alta eficiencia.

10. Identificar cuales equipos son los más eficientes en nuestros sistemas y priorizar los queson necesarios sustituir.

11. Realizar un análisis en donde se puede aplicar adaptaciones tecnológicas que ayuden aque los sistemas funcionen óptimamente.

12. Analizar que sistemas se pueden automatizar

13. Crear indicadores de desempeño para cada área de gestión de la organización.

5.6.1 Definir al equipo que administrará la energía

Como primer paso para llevar a cabo la administración de la energía eléctrica, debe de contar conla organización mínima para ejecutarlo, de manera general se demuestra a continuación:

Gerente o Director del programa o plan de gestión de energía: La persona con laresponsabilidad y la autoridad de gestión para implementar los programas demejoramiento de energía de principio a final, el cual sera retroalimentado con los equiposde energía regional, El gerente del programa es el líder del equipo Institucional.




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Objetivo del mejoramiento de energía: Un objetivo cuantificable de la eficienciaenergética que ha decido ser alcanzada por su utilidad.

Delimitación de energía: El alcance de las operaciones en donde se enfocarán susobjetivos de mejoramiento de energía, iniciar con un plan piloto es lo mas ideal, parademostrar la factibilidad del ahorro y posterior elaborar un programa que incluya todas lasinstalaciones.

Equipo de energía regional (comité): Un equipo núcleo conformado por personal de lasregiones que ayuden, faciliten y aporten experiencia para la implementación deprogramas de mejoramiento de energía. Estas son personas con conocimientos deprocesos y uso de energía quienes ayudarán a replicar e implementar las medidas quesean indicadas por el Gerente o Director del programa de energía.

Los miembros del equipo de energía deben tener las siguientes cualidades:

Conocimiento de sus áreas operacionales y funcionales

Buenas habilidades de comunicación

Entusiasmo y compromiso

Respeto y confianza de los empleados y gerentes.

Se puede hacer uso del personal de equipos existentes si los hay, hacer listas devoluntarios para su equipo o asignación de miembros de acuerdo a la idoneidad. Se debetener claro que el equipo de energía necesita la autoridad del lider y la responsabilidad dellevar a cabo los programas de mejoramiento de energía y apoyar su implementación.

El equipo institucional de energía (comité ejecutivo): es presidido por el Gerente oDirector de energía y está compuesto por empleados de varios niveles y funciones quienesproporcionarán la asistencia para el diseño, implementación y evaluación de losprogramas de mejoramiento de energía eléctrica, este equipo juega un papel de liderazgoimportante en la planificación, delegación de actividades, establecimiento de fechaslímite, recolección y evaluación de trabajo, capacitaciones, guías y asistencia necesaria.

La forma como se percibe que fundione el equipo de administración de energía se demuestra demanera gráfica en la figura 5.6




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Figura 5.6, Funcionamiento del equipo de administración de energía

5.6.2 Pasos a seguir para administrar la energía

Los pasos fundamentales para lograr una eficiente administración de la energía eléctrica requierelos siguiente:

1. Preparación del programa, donde se debe considerar el enfoque de gestión: Planificar-Hacer-Revisar-Actuar. Invertir el tiempo y el esfuerzo ahora, hará la diferencia másadelante.

2. Establecer sus metas claras y alcanzables

3. Asegurar y mantener el compromiso, involucramiento y transparencia de la gestión;

4. Escoger una “delimitación” de energía;

5. Establecer el liderazgo del programa de mejoramiento de energía;

6. Asegurar y mantener la identificación de los empleados; y

7. Comunicar resultados.

5.6.3 Implementar un programa de capacitaciones para administrar la energía

Hay muchas formas de iniciar un trabajo como equipo de energía y una de las mejores formas deiniciar es la capacitación para construir un equipo de energía efectivo en la organización,identificando aquellos insumos que puedan ser útiles para iniciar como:

Identificar y hacer una lista de políticas, procedimientos de operación estándar, y/ocapacitaciones relacionadas a energía que sean relevantes en su utilidad.




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Identificar y enlistar los sistemas de manejo o programas que se hayan desarrollado conanterioridad y el resultado de estos.

Identificar y enlistar los proyectos de energía que se están desarrollando actualmente y siya se han obtenido ahorros, definir las metas de las oportunidades de ahorro que laorganización tiene, realizar metas que sean alcanzables y claras en un corto, mediado ylargo plazo.

5.6.4 Compromisos de la alta Dirección para Implementar el programa deadministrar la energía eléctrica.

En este contexto es que se vuelve relevante el apoyo de la alta dirección para ejecutar y llevar acabo el programa de administración de energía que incluye: acciones, capacitaciones, proyectosetc. por lo que se debe asegurar y mantener el compromiso de involucramiento de las autoridadespara que los planes sean un éxito y la vez garantizar la continuidad de estos, es aca donde sevuelve relevante que la alta Dirección conozca y comprenda:

La estrategia y cronograma de implementación utilizada.

El compromiso de labor directo por cada uno de los miembros involucrados.

Avalar las propuestas de cuando, como, que hacer y que se espera de los empleados deforma regular, y cómo va en línea el programa de energía con los planes y programas de lagerencia o dirección actual.

La alta Dirección que implementa, esta nueva iniciativa de administración de energía eléctrica oun programa de gestión ha llegado a la misma conclusión sobre la gerencia-visibilidad,compromiso e involucramiento son las claves del éxito. Ademas se debe asegurar que losprogramas de optimización de energía incluyan diálogos regulares y frecuentes con la altaDirección. Ya que si ellos estan involucrados y si tienen actualizaciones regulares sobre losbeneficios y mejoramientos que proporcionan los programas de energía y la utilidad de estos,habrá una mayor disponibilidad para su ejecución.

Por lo que muchos, recomiendan analizar la selección de una planta piloto, para implementartodas o algunas de las herramientas orientas al ahorro eficiente de la energía eléctrica, y con estosresultados se obtendrá confianza y experiencia en el desarrollo de los programas demejoramiento. En este punto el equipo de administrara la energía electrica se convierte en elmentor, capacitador o líder, para que las nuevas áreas de la organización implementen losprogramas de optimización de energía eléctrica.




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5.6.5 Creación de línea base para el programa de administración de la energíaeléctrica.

Para iniciar una administración óptima de la energía se deben de crear la línea base, indicadoresenergéticos (desarrollado en seccion 1.9) y conocer algunos de los criterios siguientes:

Conocer el consumo de energía por sistema de bombeo

Tener proyecciones de crecimiento de cada sistema de bombeo

Proyección del consumo global de energía a nivel de institución

Proyecciones alternativas del consumo global de energía eléctrica (por horas, por díasfestivos, por horarios de trabajo, etc)

Proyecciones de la demanda de energía por cada sistema de bombeo

Proyecciones de expansión de los sistemas a corto, mediano y largo plazo

Conocer los horarios de operación, de demandan máxima, mínima y media de cada unosde los sistemas.

Inventario del tipo de equipo instalado, con la fecha de instalación, numero demanteamientos (correctivos y preventivos).

Costos de operación bien definidos

Costos de reparaciones

Costos de energía por cada sistema y global

Cantidad de agua producida real no estimada.

Catastro de usuarios actualizados

Catastro de redes reales (en la cual se incluya diámetros, reparaciones etc.)

Contar en la medida de lo posible con planos de diseños y de obra finalizada.

5.6.6 Herramientas necesarias para el programa de administración de laenergía eléctrica.

Al realizar una óptima administración de la energía eléctrica, se deben considerar también lasherramientas que ayuden a tener un mejor control para su funcionamiento y seguimiento, por loque es recomendable iniciar con las siguientes:

5.6.6.1 Estandarización: Todo el personal de la institución, conozca y aplique la mismasimbología, formatos, diagramas, medidas, nomenclatura, etc. Aún cuando las característicasde los sistemas puedan variar de una estación de bombeo a otra, es esencial que dentro de la




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institución, se utilice un solo método. El uso de procedimientos y documentaciónestandarizada proporciona la base de una comunicación clara y rápida, adiestramiento menoscostoso del personal, reducción de costo y que no exista confuncion en la información.

Ventajas de La Estandarización

Ayuda al entrenamiento del nuevo personal de la Institución.

Es útil para cualquiera que tenga la responsabilidad del mantenimiento.

Ayuda a los analistas y diseñadores de sistemas de agua potable.

Asegura que el sistema de bombeo opere correctamente.

Se utilizan eficientemente los recursos que se dispongan.

5.6.6.2 Manuales: son el punto de partida para la óptima administración de la energía electricapropuesto, ya que ejerce la función de determinar los requerimientos del mismo. Una vezlograda la compresión del manual por todos los miembros involucrados en la administraciónde la energía, se estará en condiciones de iniciar el desarrollo de las medidas propuestas e irretroalimentando con las experiencias aprendidas durante el proceso en cada sistema debomobeo, para que este forme parte del resto de la documentación.

Manual de procedimientos: es el documento que contiene la descripción de actividades quedeben seguirse en la realización de las funciones en una tarea especifica, este incluye ademáslos puestos o unidades administrativas que intervienen precisando su responsabilidad yparticipación, ademas contiene información y ejemplos de formularios, autorizaciones odocumentos necesarios, a utilizar y cualquier otro dato que pueda auxiliar al correctodesarrollo de las actividades dentro de la Institución.

5.6.7 Establecer metas claras para el programa de administración de la energíaeléctrica.

Como se menciono al inicio de la seccion 5.6 debemos conocer los consumos actuales y sobre esoshacernos la pregunta ¿CUÁNTA ENERGÍA SE PUEDE AHORRAR?.

Por lo que considerando la interrogante anterior, se puede decir que de acuerdo a parámetrosmundiales los ahorros de la energia puede oscilan entre un 5% y un 40%, este ahorro dependeráde que tan comprometido este la alta Dirección en la implementación de medidas, técnicas,políticas, planes, etc., por lo que los porcentajes mostrados se vuelven bastante atractivos para laInstitución y que su vez se traducen en un ahorro, tambien hay algo muy importante de considerary que ambos estan intimamente relacionados, lo que implica que por cada MWh ahorrado habrauna disminución real en las emisiones de toneladas de CO2, el más abundante gas de efectoinvernadero, causante del cambio climático, por lo que se puede decir que con correcta




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administración de la energía estaremos contribuyendo a mejorar la vida en nuestro país y elplaneta.

Como ventaja para ANDA, ya se conoce las condiciones operativas, los cuales se demuestran en lafigura 5.7, lo cual resulta muchos mas fácil orientar los esfuerzos a las áreas de mayor opotunidadde ahorros, que son los sistemas de bombeo de agua potable.

Figura 5.7, Carcterísticas operacionales de ANDA.




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6. DISEÑO OPTIMIZADO DE SISTEMAS DE AGUA POTABLE

CAPÍTULO No. 6

DISEÑO OPTIMIZADODE SISTEMAS DEAGUA POTABLE




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SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE

La planificación de Sistemas de Agua Potable mas eficientes comienza desde la concepción delProyecto de tal manera que se visualice los aspectos operativos que harán del Sistema eficientedesde el punto de vista del consumo energético, de la facilidad de operación y el menorrequerimiento de costos de mantenimiento correctivo durante su periodo de diseño. Laformulación de un proyecto dentro de los parámetros de ahorro operativo es entonces deprimordial importancia en el éxito del Sistema, lo que permite la autosostenibilidad del proyecto.En este capítulo se describirán criterios importantes a ser considerados en la etapa de diseño y laposterior evaluación operativa de proyectos de abastecimiento de agua potable, describiendo elproceso de diseño, evaluación de proyectos existentes con miras a su optimización y Métodos decálculo hidráulico y de efectos transitorios de ariete Hidráulico asistido por computadora, queayuden a prever posibles fallas estructurales durante la operación, pudiéndose minimizar loscostos de mantenimiento de estructuras importantes

6.1 DISEÑO OPTIMIZADO DE SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUAPOTABLE

Podemos decir que el diseño optimizado de un sistema de bombeo, consiste en la elaboración delas memorias de cálculos y especificaciones técnicas, utilización de criterios técnicos, software ynormativas o legislación, adecuadas para implementar la utilización de los más altos estándaresde calidad y eficiencia de los equipos, elementos e infraestructura que lo conforman;entendiéndose como adecuada, la utilización ideal de ellos; es decir, diseñar enfocados a lautilización de equipos, materiales, productos químicos, infraestructura y personal en unainstalación con alto rendimiento, calidad y eficiencia para que en su posterior funcionamiento, elsistema esté direccionado al ahorro energético paralelo a una producción, distribución y usoracional del agua potable.

Un sistema de abastecimiento de agua potable ideal comprende aspectos fundamentales comoson:

Fuente de donde se obtiene el agua y métodos de potabilización

Sistema de bombeo formado por equipo electromecánico, y estructuras eléctricas.

Tubería de impelencia que conducirá el agua desde la fuente hacia su almacenamiento.

Tanque de Distribución que nos permita almacenamiento del agua

Red de distribución

Sistemas de protección, control y medición del agua abastecida.




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Desde el punto de vista operativo la formulación de un proyecto de agua potable optimizado debeconsiderar cada uno de estos componentes, la carencia de uno o más de estos componentes noslleva a Sistemas poco eficientes, con costos operativos y de mantenimiento altos.

El diseño Optimizado comienza desde la selección y dimensionamiento adecuada de cada uno deestos componentes. El diseño ajustado a los requerimientos del sistema en períodos de diseñoque no sobrepasen los 20 años prioriza la utilización de los recursos, la mayor parte de las vecessumamente limitados, permitiendo un diseño modular que pueda ir creciendo de acuerdo alcrecimiento de demanda en un sector especifico de la población, evitando elsobredimensionamiento de estructuras hidráulicas.

Lo que lleva a tomar en consideración las marcas y especificaciones técnicas de los fabricantes, asícomo conocer con exactitud que es lo que se requiere en un sistema para que este opere asatisfacción de acuerdo al diseño.

Al mismo tiempo tiene una implicación económica, que muchas veces es lo más relevante para laejecución de un proyecto, pero hay que elaborar siempre el diseño de un sistema deabastecimiento de agua potable tomando en consideración las proyecciones a futuras, tanto enproducción (fuentes, equipos de bombeo, tratamiento, etc.) como en almacenamiento(reservorios, tanques, cisternas) y distribución (redes hidráulicas) del agua potable.

Es muy importante contar con un equipo multidisciplinario para la elaboración de los diseños, conespecialistas en cada área específica (civil, eléctrica, hidráulica, estructural, química, arquitectura,medio ambiente, trabajo social, prensa, etc.), con el objetivo de que cada uno aporte susconocimientos y habilidades particulares para obtener un resultado satisfactorio y en el menortiempo posible.

Siempre es importante que la institución invierta un poco de recursos en capacitaciones de altonivel para sus profesionales y técnicos, con el propósito de enriquecerlos con conocimientos ytécnicas de vanguardia para que se apliquen en la institución y con ello brindar un servicio de lamás alta calidad con sistemas que operen eficientemente; así mismo, proveer de mayoresrecursos e incentivos para tal fin.

Como un ejemplo de diseño óptimo (eficiente) de un sistema de abastecimiento de agua potable,es la utilización de Variadores de Frecuencia y motores de alta eficiencia tipo Invertir Duty enequipos de bombeo que trabajarán directamente contra la red de distribución para poblacionesurbanas que se encuentran en zonas o territorios que son relativamente planas o en las que noexisten elevaciones pronunciadas o la implementación de zonificar la red de distribución,utilizando y ubicando la cantidad necesaria de válvulas de control, medidores de caudal ymedidores de presión apoyándose en programas computacionales (software) como el WaterGems.




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6.1.1 Fuente de agua potable

La selección de la fuente de agua potable que comparativamente genere menores costosoperativos en costos asociados a la obtención, bombeo y requerimientos de insumos para lapotabilización del agua es de suma importancia para minimizar los costos. Procesos depotabilización muy onerosos pueden ser un aspecto que determine la insostenibilidad de unsistema de agua, por lo que es de vital importancia seleccionar entre diversas alternativas defuente del agua disponible.

Es importante conocer la importancia que tiene la conservación de las cuencas y la reforestaciónde los sitios donde se explote agua para el consumo humano, ya que muchas veces solo se piensaen ubicar y explotar una fuente, pero al momento de que inicia el proyecto nos olvidamos queesta se debe preservar, evitando en la zona: la deforestación, la contaminación, la construcción deinfraestructuras dañinas, etc. Por lo que se debe realizar políticas y legislaturas para fomentar laconservación de todos los tipos de fuentes existentes; ya que como sabemos, estas no soninfinitas.

6.1.2 Equipo Electromecánico y Eléctrico

Los equipos de bombeo a ser utilizados deben cumplir con parámetros de eficiencia óptimos,tomándonos el tiempo necesario para poder determinar el punto de operación óptimo, para labomba seleccionada, controlando el caudal de tal manera que la operación sea constante y dentrode la zona de máxima eficiencia en la curva de eficiencia del equipo de bombeo seleccionada.

Se dice que se tiene equipos electromecánicos óptimos, cuando estos cumplen con lasespecificaciones técnicas y las más altas eficiencias; recordando que se tiene entendido porequipos electromecánicos a: la subestación eléctrica (transformadores), los cables eléctricos(primarios y secundarios), los paneles de control (arrancadores), los motores eléctricos y lasbombas (turbinas).

Cuando nos referimos a las más altas eficiencias, estas son muy particulares para cada uno de losequipos electromecánicos, como se ha mencionado con anterioridad, los equipos de pequeñaspotencias poseen eficiencias bajas y que los equipos de potencias o capacidades grandes poseeneficiencias altas, por lo que se requiere hacer los análisis respectivos para varias marcas deequipos.

Como ejemplo podemos citar que una bomba para un caudal “X” y una carga “Y”, la eficiencia deella pueden variar de una marca de bombas a otra entre un 2% y un 5%, este porcentaje puedesignificar una potencia requerida de entre 3% y 6% respectivamente y por consiguiente los gastosde operación se verían incrementados en un 5%.

Así mismo, hay que tener muy en cuenta lo que es la caída de tensión en los conductoreseléctricos o acometidas.




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6.1.3 Tubería de Impelencia

La selección de la tubería de impelencia deberá considerar dos aspectos fundamentales: laselección del material adecuado y la selección del diámetro adecuado.

En términos generales una selección óptima del diámetro de la tubería involucra una velocidad nomayor de 1 m/s, y un gradiente de pérdidas por fricción no mayor de 5 m/Km. Esto garantiza unóptimo desempeño de sistema de bombeo, mayor durabilidad de la tubería y del revestimientointerno de la tubería y un menor consumo energético. Las tuberías de impelencia se suponen paraconducir el agua exclusivamente hacia un tanque de almacenamiento, no están diseñadas enningún caso para distribuir, por lo que en un diseño ideal no debe permitirse la conexión directa.Las variaciones en el consumo de conexiones directas a tuberías de impelencia generanvariaciones en el punto de operación del equipo de bombeo generando que opere de maneraineficiente. En los casos que por razones topográficas se tenga que abastecer con bombeo directoa la red de distribución deberá diseñarse con la inclusión de variadores de frecuencia, queoptimicen el desempeño y aislando una zona específica de la red de distribución, que permitancontrolar zonas de presión, identificar consumos y pérdidas por fugas y roturas.

6.1.4 Tanque de Distribución

El dimensionamiento del tanque de distribución requerido debe considerar capacidad dealmacenamiento para prever suspensiones eléctricas que motiven una consecuente suspensióndel bombeo. Adicionalmente a esto se considera un caudal de almacenamiento por incendio enzonas urbanas, equivalentes a 12 L/s durante 2 horas. Los tanques deben contar con válvulas deflotador con velocidad de cierre controlado, de tal manera que minimice el rebose con elconsiguiente ahorro energético. Este sistema debe ir acompañado con sensor de presión quepermita apagar automáticamente el equipo de bombeo al estar lleno el tanque.

6.1.5 Red de Distribución de Agua Potable

El dimensionamiento de tubería e la red de distribución está orientado a garantizar la capacidadde conducción del agua con el escenario de consumo máximo horario. Un adecuado análisishidráulico puede determinar un adecuado equilibrio entre costo de tubería y presiones de trabajopara cada uno de los escenarios de operación, con caudales de consumo Máximo Diario, Máximohorario y Mínimo horario. Las velocidades del agua en todo caso no se recomienda mayor a 1.5m/s para evitar en lo posible deterioro acelerado de la tubería y turbulencia.




148

6.1.6 Sistema de Protección, Control y Medición

Tanto en la tubería de impelencia como en la de distribución es necesario contar con sistemas deprotección que propicien la eficiente operación dentro de los parámetros de seguridad yeficiencia.

En la tubería de impelencia protección contra efecto transitorios de golpe de ariete, VálvulasInclusoras y exclusoras de Aire

La medición de caudales de producción y consumo domiciliar nos permite contar con indicadoresque reflejen pérdidas, sub facturación, conexiones ilegales y demás factores que al ser corregidospueden incidir grandemente en el costo energético del sistema y directamente en el grado derentabilidad esperado. Los indicadores de gestión debe ser incluido dentro del programa deoperación del Sistema de agua potable que se diseña, considerando metodologías sencillas paradeterminar patrones de consumo, y calibración optimizada de sistemas en operación.

6.2 ANÁLISIS HIDRÁULICO Y ANÁLISIS DE ARIETE HIDRÁULICOMÉTODOS

Para el análisis hidráulico de un Sistema de Abastecimiento de Agua Potable debe considerarse lautilización de un software para diseño asistido por computadora, el cual debe tener la capacidadde integrar todo el sistema Bombeo-Almacenamiento-Distribución en un todo integrado, conanálisis en período de tiempo extendido, con patrones de consumo diario variables de acuerdocon las franjas de consumo esperadas, diseño de protecciones contra golpe de Ariete,Determinación de zonas con presiones negativas que puedan generar colapso de tuberías ygeneración cavitación en válvulas y accesorios. Para el caso la Administración Nacional deAcueductos y Alcantarillados ANDA implementa la utilización del Software Bentley WaterGEM V8ipara el análisis hidráulico, y del Bentley HAMMER v8i para el análisis de efectos transitoriosdebidos a Ariete Hidráulico, estos programas tienen una amplia gama de aplicaciones de diseño,análisis de escenarios de consumo, Análisis gráfico en tiempo real del efecto de ariete creandoenvolventes de esfuerzos máximos, y calibración de Sistemas existentes en operación, quepermiten evaluar el grado de deterioro e incrustaciones en las tuberías, cambios en coeficientesde pérdidas por fricción en tuberías viejas, y control operativo de trazado de cloro residual ypresencia de contaminantes, entre otras muchas aplicaciones.

Mediante el uso de un programa como estos puede hacerse un análisis de las características de losequipos de bombeo, con sus curvas reales operativas, que garantice el punto de operación lo maspróximo posible al punto de mayor eficiencia, consiguiendo así un menor precio en costoenergético por metro cúbico de agua producido.

Aspectos a considerar en los resultados esperados

Datos necesarios para introducir en el software




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6.3 PARÁMETROS A CONSIDERAR PARA LA SELECCIÓN DE EQUIPOSEFICIENTES PARA NUEVAS INSTALACIONES.

Un análisis hidráulico detallado de Sistemas de abastecimiento de agua potable optimiza lascondiciones operativas del sistema, evaluando cuantitativamente aspectos operativos quepudieran representar posibles fallas, Consumo excesivo de insumos y energía eléctrica, y altoscostos de mantenimiento correctivo. Si se quiere tener resultados que reflejen fielmente laoperatividad del proyecto deben tenerse especial cuidado en definir los valores de los parámetrosde evaluación de acuerdo a las condiciones reales en que operará el sistema y a las variablesexternas que inciden en los resultados. Los parámetros fundamentales para el diseño hidráulicos yla evaluación económica de la rentabilidad a mediano plano son

Calidad de la fuente de agua y disponibilidad del recurso

Población a ser abastecida

Proyección de crecimiento esperada de acuerdo a Censos poblacionales

La dotación promedio basada en datos históricos de consumo en sectores similares

Patrones de variación de consumo diario

Los usos del agua considerados.

Tarifa de agua potable vigentes

Datos históricos de consumo de agua en la zona

Disponibilidad de energía eléctrica en la zona de interés, calidad del servicio y voltaje.

Datos topográficos, levantamiento planimétrico y altimétrico

Caracterización del agua: Contaminantes biológicos y químicos, temperatura, acidez,corrosiva, incrustante y demás características que definan el tratamiento correctivorequerido.

6.4 CRITERIOS PARA REALIZAR DISEÑOS EFICIENTES PARA NUEVASINSTALACIONES O AMPLIACIONES DE LAS MISMAS

Los criterios para realizar diseños eficientes en instalaciones nuevas, consiste en laimplementación de técnicas de vanguardia y utilización de programas en computadora quepermitan hacer simulaciones de cómo trabajará la red de distribución, los equipos de bombeo, lostanques de almacenamiento o elaboración de consumos de energía eléctrica, producción de agua,facturación de agua, etc.; con el objetivo de tener de antemano las alternativas de operación yrendimiento de un sistema en particular y poder determinar el ideal y más eficiente.




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Los criterios para realizar diseños eficientes en instalaciones existentes, consiste en laimplementación de técnicas de medición de los parámetros más importantes en un sistema comoson: consumo de energía eléctrica, producción, distribución, comercialización, etc. y posterioranálisis de los datos y presentar las alternativas de mejoras de rendimiento del sistema con énfasisen la inversión y el tiempo de recuperación de la misma.

Los criterios que se consideran para poder lograr un diseño óptimo de sistemas de Agua Potableson entre otros:

Velocidad

Material de la tubería

Eficiencia de los equipos de bombeo

Revestimiento interno de la tubería

Voltaje de operación de los equipos de bombeo

Curvas de eficiencia Operativa de los equipos de bombeo

Tipo de bomba horizontal, vertical o sumergible de acuerdo con las particularidades decada proyecto

Control de presiones en zonas de distribución: alta, media, baja, que nos permita un mejorcontrol de roturas y fugas.

La adecuada valoración de cada uno de estos criterios nos permitirá simular las condicionesoperativas mediante herramientas de análisis hidráulico y fenómenos hidráulicos particularescomo la cavitación y el efecto de esfuerzos transitorios de ariete hidráulico.

6.4.1 Velocidad del agua

La velocidad del agua resulta ser directamente proporcional a la fricción interna en la tubería y porconsiguiente a las pérdidas de carga, que en algunos casos podría representar hasta el 30% de lapotencia de impulsión requerida por el sistema de bombeo. Esto representa un alto porcentaje deconsumo energético y encarece los costos operativos del sistema. Otro factor negativo de lavelocidad excesiva es el deterioro acelerado de la superficie interna de la tubería, desgaste ydesprendimiento de recubrimiento interno del tubo que acorta drásticamente la vida útil de latubería. Los fabricantes de tubería definen como límite 2 m/s para tuberías con revestimientointerno de mortero, arriba de ese valor se genera desgaste y pérdida del revestimiento. Tal comose detalla en 7.1.3, para fines de optimización en los costos operativos y energéticos la velocidaddebe ser en promedio 1 m/s, y en casos excepcionales podría llegar hasta 1.5 m/s, arriba de estevalor los patrones de consumo energético resultan ser demasiado altos, por lo que deberáconsiderarse mayores diámetros de tubería.




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6.4.2 Material de la tubería.

De acuerdo a las características propias de cada uno de los Sistemas de Agua Potable se requerirádeterminado material y del cual estará construida la tubería. Se considera dos aspectos quedetermina el material elegible para la tubería:

Resistencia necesaria, de acuerdo a las presiones de trabajo a la que estará sometida latubería.

Coeficiente de rugosidad del material, también conocido como coeficiente de fricción, quedescribe la oposición o perturbación que el líquido al desplazarse en la superficie internadel conducto, generando pérdidas de carga.

En tubería de impelencia la resistencia estará determinada por la altura a vencer desde la Estaciónde Bombeo hasta el tanque de Distribución, más el valor de pérdidas por fricción. De tal manera sedefine la resistencia requerida para la tubería.

En redes de distribución las presiones se limitan a valores por debajo de 50 metros de columna deagua, según la normativa vigente de la ANDA se procura materiales con bajos coeficientes defricción, es decir con superficies internas mayormente regulares y tersas que provoquen valoresbajos de pérdidas de carga. Otro aspecto a considerar en la selección del tipo de tubería es elcosto de la tubería, la durabilidad, la facilidad de mantenimiento, disponibilidad local de ese tipode tubería y de accesorios de reparación.

6.5 DISEÑO ÓPTIMO DE EQUIPO ELECTROMECÁNICO

Existe una oportunidad cierta de lograr ahorros de energía eléctrica al momento de realizar laselección de estos equipos, y siempre es muy conveniente que el cliente desarrolle actividades deingeniería de proyectos para escoger el equipo más adecuado a sus necesidades reales. Esto sedebe a que algunos "expertos" en el área de ingeniería eléctrica no consideran los aspectosbásicos de eficiencia energética en las instancias.

Se dice que se tiene equipos electromecánicos óptimos, cuando estos cumplen con lasespecificaciones técnicas y las más altas eficiencias; recordando que se tiene entendido porequipos electromecánicos a: la subestación eléctrica (transformadores), los cables eléctricos(primarios y secundarios), los paneles de control (arrancadores), los motores eléctricos y lasbombas (turbinas).

Cuando nos referimos a las más altas eficiencias, estas son muy particulares para cada uno de losequipos electromecánicos, como se ha mencionado con anterioridad, los equipos de pequeñaspotencias poseen eficiencias bajas y que los equipos de potencias o capacidades grandes poseeneficiencias altas.




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Cuando se diseña equipos electromecánicos para un sistema y en el caso de las turbinas, pornormas técnicas de la institución se recomienda utilizar una eficiencia del 70% para caudales entre100 y 200 GPM, para caudales mayores de 200 hasta 1000 GPM utilizar una eficiencia del 75% ypara caudales mayores de 1000 GPM utilizar una eficiencia mínima del 80%.

Para el caso de los motores eléctricos verticales, la recomendación por las normativas técnicas dela institución es la utilización de una eficiencia mínima del 80% para las potencias hasta 10 HP,una eficiencia del 85% hasta para potencias de 60 HP y una eficiencia del 92% para potenciasmayores de 60 HP.

Para el caso de selección de transformadores, los transformadores de distribución están presentesen todas las instalaciones industriales y comerciales; ellos permanecen conectados de formacontinua y es poca la información que se tiene respecto de sus rendimientos, quizás debido a quees poca la injerencia que tiene el usuario respecto de estos equipos.

Un transformador de distribución normal tiene pérdidas debido a varias razones:

Pérdidas en el devanado primario (l2R).

Pérdidas en el devanado secundario (l2R).

Pérdidas de magnetización (función de frecuencia y del hierro del núcleo).

Pérdidas de origen dieléctrico (por el medio aislante, aceite por ejemplo).

Pérdidas de tipo parasitarias (asociadas a corrientes parásitas).

La expresión de las pérdidas de un transformador, para una carga x cualquiera será:

Donde:

P salida = potencia requerida por la carga conectada al transformadorP entrada = potencia absorbida de la red.

P pérdidas = potencia de pérdidas interiores del transformador.

x = grado de carga del transformador.

P constantes = pérdidas que están presentes en todo momento en el transformador,independiente del grado de carga que se conecte a sus terminales.

P carga = pérdida en Joules (l2R) en el interior del transformador por circulación de la corriente porambos devanados.




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Esta expresión muestra que la eficiencia depende de la potencia de la carga que se conecte, sufactor de potencia y las pérdidas propias del transformador (de vacío y de plena carga). Estaeficiencia no será constante para todos los grados de carga conectada, y alcanzará su máximaeficiencia en un grado de carga tal que las pérdidas de vacío igualen a las pérdidas de plena carga,según la expresión:

Normalmente, la máxima eficiencia se logra para cargas menores a la potencia nominal deltransformador. Como ejemplo, para un transformador de 100 KVA, con pérdidas de vacío delorden de 0,9 KW y pérdidas con carga de 2,5 KW, con una carga conectada de potencia variable,pero de factor de potencia 0,7 inductivo constante, la evaluación de la expresión anterior deeficiencia máxima entrega valores del orden:

Esto significa que el transformador logrará su máxima eficiencia (95,89%) cuando la cargaconectada sea de 60% • 100 kVA= 60 kVA @ cos φ = 0,7 inductivo. Nótese también que laeficiencia dependerá tanto de la potencia como del factor de potencia de la carga conectada.

La gráfica de eficiencia para varios grados de carga se muestra en la figura 7.2.Ahora, supongamos que se tienen dos transformadores, A y B respectivamente, y ambos tienen lasmismas pérdidas totales de 2 KW, pero con los siguientes detalles:

Transformador A:

P vacío = 1 KW

P carga = 1 KW

η máximo = 98,04%

Transformador B:




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P vacío = 0,3 K

P carga = 1,7 KW

η máximo = 98,04%

Como se observa, ambos tienen la misma eficiencia máxima de 98,04% con factor de potenciaunitario, excepto que el transformador A tiene esa eficiencia máxima a un grado de carga plena(x = 1), mientras que en el caso del transformador B, esta eficiencia máxima ocurre a un grado decarga de:

A este grado de carga, el transformador B tiene una eficiencia de 98, 59%. La eficiencia máxima deltransformador A en este mismo punto de carga será del 97,28%. Entonces, podemos inferir que eltransformador A tiene UN núcleo de más pérdidas por kg de hierro que la unidad B a una densidadde flujo dada, pero el transformador B tiene menos cobre en sus devanados que el transformadorA, y trabaja a una densidad de corriente de mayor valor.

La eficiencia de un transformador está dada por: η = (P2 / P1) * 100.

El transformador ideal o de eficiencia ideal sería aquel en que P2 = P1, pero realmente en lostransformadores P2 siempre es menor que P1, debido a las mayores o menores pérdidas presentesen ellos, esto quiere decir que 0 < η < 1

Se denominan Transformadores de alta eficiencia a aquellos transformadores que tienen perdidasmuy por debajo de los convencionales.

La eficiencia de un Transformador depende de su dimensionamiento y de la calidad de losmateriales utilizados en su fabricación.

Los transformadores de mayor rendimiento tienen núcleos fabricados con acero al silicio de bajaspérdidas con las bobinas de cobre o núcleos de acero amorfo con devanados de cobre.

La potencia nominal es la potencia máxima que demanda un aparato en condiciones de usonormales; esto quiere decir que el aparato está diseñado para soportar esa cantidad de potencia,sin embargo debido a fluctuaciones en la corriente, al uso excesivo o continuo, o en situaciones deuso distintas a las del diseño, la potencia real puede diferir de la nominal, siendo más alta o másbaja, como se muestra en la figura 7.1.




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Figura 7.1, variación de la potencia nominal

La potencia nominal viene indicada por el fabricante en cada transformador junto con sueficiencia, es decir si utilizamos el trasformador a una potencia menor a la nominal, estaremosutilizando mal al transformador porque lo estaríamos utilizando ineficientemente.

Analizando las pérdidas de un transformador real en este ensayo, podemos ver que estas pérdidassiempre estarán presentes ya sea en gran cantidad o en poca pero ahí estarán.

Sin embargo las pérdidas en un transformador se las puede reducir considerablemente tomandolas medidas necesarias.

Hay también que tomar en cuenta que para tomar una medida que disminuya las perdidas en eltransformador, debemos analizar muy bien, debemos poner en la balanza lo positivo y lo negativoque se produce al cambiar algo y ver si nos conviene o no tomar dicha medida.




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Figura 7.2, Gráfica de eficiencia

Estas consideraciones y la estimación del grado de carga del transformador, arrojarán criterios quepermitirán saber cuál es la mejor opción, de modo que la elección no pase sólo por el precio decompra, sino que también por los costos de operación de cada equipo en evaluación, que puedenllegar al cabo de algunos meses a ser del orden del precio de compra del transformador.

Los cables eléctricos y los paneles de control deben ser y cumplir los estándares de calidadnormados y reconocidos internacionalmente, con especificaciones técnicas aplicables a lascondiciones particulares de utilización, como son el clima, la temperatura ambiente, la salinidad,espacio disponible, intemperie o protegido, etc. Particularmente los para los paneles de control sedebe especificar el tipo de protección “IP” que se requiere, los espacios de reserva necesarios paracontroles adicionales, el nivel de tensión de trabajo y de control, las protecciones mínimasnecesarias, los parámetros eléctricos o hidráulicos que se requiere que mida y que los presente enpantalla, el tipo de arranque que se requiere, la programación particular de arranque y paro delmotor a controlar.




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7. PLANTA DE BOMBEOCAPÍTULO No. 7

PLANTA DE BOMBEO




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Las plantas de bombeo son las áreas donde se consume la mayor parte de energía eléctrica en lossistemas de explotación y bombeo de agua, por lo tanto se debe tener mayor énfasis en losequipos que la utilizan, para lograr que sea aprovechada al máximo en forma eficiente, es por esoque debemos tener en cuenta la medición de agua producida, experiencia del personal que operala planta de bombeo, paneles de control que comandan la operación de los rebombeos yprocedimientos normalizados. En este capítulo se establecen medidas para que las plantas debombeo utilicen en forma eficiente la energía eléctrica.

7.1 MACROMEDICIÓN

La macromedición en las plantas de bombeo aportará la medición de caudal de agua que sebombea en la planta, así como volúmenes acumulados en un periodo de tiempo; esta mediciónservirá para determinar el índice de KWh/m3, eficiencia de las bombas, etc.

En las plantas de bombeo de la región metropolitana de ANDA, no se cuenta con macro mediciónen la mayoría de lugares y el bombeo de agua se determina a través de mediciones puntuales(aforos), con el cual se calculan volúmenes de producción en un período determinado.

Para conocer el volumen real de bombeo de agua, es necesario instalar Macro medidores en cadaplanta de bombeo, priorizando aquellos lugares donde se explota el agua y se obtienen losmayores caudales, así como las plantas de rebombeo que inyectan directamente a la red dedistribución y que sea necesario conocer su caudal de salida a efecto de controlar la presiónregulando la velocidad del equipo de bombeo a través de un variador de velocidad.

En anexo 2 se lista las plantas de bombeo, con diámetro de tubería de descarga, caudal y presiónde trabajo, donde se recomienda instalar 121 macro medidores en 101 lugares. Lasespecificaciones técnicas de cada medidor deben ser establecidas según cada necesidad.

Para poner en funcionamiento la macro medición, se debe seguir el siguiente proceso:

1. Establecer especificaciones técnicas de cada macro medidor

2. Adquisición de equipos y materiales

3. Instalación de macro medidores

4. Capacitación de personal técnico para realizar mantenimiento preventivo y correctivo

5. Programa de lecturas y registro periódico de mediciones

6. Ejecución de mantenimientos preventivos periódicos




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7.2 CAPACITACIONES A OPERADORES Y A PERSONAL DE ÁREA DEMANTENIMIENTO Y JEFES DE ÁREAS DE DISTRIBUCIÓN DE REDES.

El personal responsable en la operación de la planta, debe capacitarse en temas relacionados conel ahorro y eficiencia energética, con el propósito que opere los equipos de bombeo en formacorrecta y que cualquier anormalidad sea reportada de inmediato a la jefatura correspondiente,para que con el conocimiento y compromiso de cada uno, se obtengan contribucionessignificativas en el ahorro de la energía eléctrica

Los operadores de planta deben capacitarse en los siguientes temas:

a) Generalidades de energía eléctrica

b) Costo de la energía eléctrica

c) Variables del proceso que influyen en el ahorro de energía eléctrica

d) Identificación temprana de fallas

e) Operación de motores convencionales y con Variador de Frecuencia

f) Límites de operación en la planta de bombeo que operan

g) Registro y manejo de la información

h) Medidas de ahorro de energía en luminarias y electrodomésticos

Para apoyar a los operadores de planta en conocer la operación normal de los equipos debombeo, pozos, caudales, niveles máximos y mínimos, u otra información de interés, serecomienda la publicación en cada lugar de trabajo, en un material duradero y visible a todos, deun instructivo propio de cada planta, donde se resuma las principales características de la plantade bombeo, así como instrucciones sencillas de pasos a seguir en diferentes circunstancias. Elmaterial del instructivo podría ser protegido con vinil y adherido a la pared para evitar que searemovido o alterado su contenido.

7.3 MANUAL DE OPERACIÓN DE LA PLANTA DE BOMBEO

Las plantas de bombeo, deben contar con un Manual de Operaciones donde se detalle losprincipales procedimientos que se realizan para mantener la operación en forma óptima. Elmanual deberá ser propio de la planta de bombeo, no genérico, con el propósito que lo expuestosea aplicable. Los principales temas que contendrá el manual de cada planta de bombeo son:

a) Listado de equipos e instalaciones: bombeo, subestaciones, paneles, tuberías de inyección,tuberías de salida, cisterna, tanques, válvulas, etc.




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b) Capacidad y propósito de equipos e instalaciones.

c) Plano general de la planta de bombeo con identificación para cada equipo e instalaciones

d) Área de influencias de equipos de bombeo y tanques.

e) Horario de operación de equipos de bombeo y pozos

f) Horario de apertura y cierre de válvulas

g) Niveles máximos y mínimos de tanques y cisternas.

h) Instrucciones de llenado de formas y reportes al CCS

i) Procedimiento de revisiones continuas en equipos y accesorios principales de la planta

j) Instrucciones para reportar fallas

k) Procedimiento para realizar mezcla de HTH

l) Procedimiento para realizar prueba de cloro residual

m) Utilización de equipo de protección

n) Que hacer en caso de emergencia

El literal e) que se refiere al horario de los equipos de bombeo y pozos, es importante establecerloconsiderando el costo de la energía eléctrica en las franjas horarias, ya que reorganizando de unaforma óptima, se podrían obtener ahorros.

Para oficializar el manual de operaciones de cada planta de bombeo, se seguirá el siguienteprocedimiento:

a) Revisión y aprobación de Jefe de operadores de planta, Jefe de operadores Motorizados oJefe de vigilantes, según corresponda.

b) Revisión y aprobación de Encargado de Área de Producción.

c) Socializar el manual con los operadores de planta, operadores motorizados o vigilantes,para aclarar explicar su contenido.

d) Entrega del manual a cada planta de bombeo, en formato impreso, en material adecuadopara evitar se dañe a corto plazo.

Luego de socializar y entregar los manuales, debe establecerse un mecanismo de control, paraverificar que los procedimientos se están realizando según lo establecido; este mecanismoconstará de los siguientes componentes

a) Programación de control por planta

b) Asignación de responsables del control




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c) Recursos a utilizar para realizar el control

d) Formatos de evaluación

e) Medidas a tomar en caso de hallazgos negativos

f) Capacitación recursiva en hallazgos negativos

g) Estimulación del personal que realice bien su trabajo

En las plantas de bombeo, donde se operen equipos en periodos cortos durante el día para llenartanques o cisternas, y que con el agua almacenada se pueda abastecer la demanda de los usuarios,debe analizarse operar los equipos en horas valle, cuando el costo de la energía eléctrica esmenor, es decir entre las 23:00 y 04:59, en otros casos cuando la operación de los equipos seaindispensable prolongarla por periodos mas largos, podría evaluarse también operarlos en horasresto, es decir entre 05:00 y 17:59, en los ambos casos mencionados, el propósito es evitar operaren las horas punta. Los horarios de operación, deben ser establecidos en cada manual y garantizarel cumplimiento de estos. Algunas plantas del AMSS donde se debería analizar los beneficios deoperar más en horas valle son las siguientes:

1) Pozo San José de La Montaña

2) Pozo La Cima 4

3) El Limón

4) Villa Mariona 1

5) Cayala

6) Pozo Arenal

7) Margaritas 3

8) Guayacán

En la figura 7.1 siguiente, se presenta la situación del la planta El Limón, donde el rebombeo sesuspende por horario, pero el pozo continúa trabajando hasta llenar la cisterna, dichaprolongación de operación se realiza en horas punta, siendo recomendable suspender el pozo enla franja de mayor costo de la electricidad y operarlo durante la franja de menor costo, sin afectarla operación del rebombeo. Como este caso se deben analizar mas estaciones de bombeo yestablecer su nuevo horario en el manual de operación de la planta.




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Figura 7.1, Traslado de operación a horas valle

En la tabla 7.1 siguiente, se calcula el ahorro de energía que obtendríamos al trasladar dos horasde operación del pozo de la franja de horas pico hacia la franja de horas valle, el cual puedeaplicarse sin ningún costo para la Institución y sin afectar el suministro de agua a la población.

Capacidad del motor 40 hpFactor para convertir a Kw 0.746 kw/hpCapacidad del motor en Kw 29.84 kwHoras trabajadas al mes en horas punta 60 h/mesFactor de carga 0.9Kw consumidos 1,611.4 Kw-mesCosto de kw-h en hora punta * 0.134905 $/Kw-hCosto de operación en hora punta $ 217.4Costo de kw-h en hora valle 0.092082 $/kw-hCosto de operación en hora valle * $ 148.38Ahorro mensual $ 69.00Ahorro anual $ 828.04

Tabla 7.1, Cálculo de ahorro de energía* Fuente: Tarifa de CAESS a partir del 12 de octubre 2010

En el pozo la Universitaria, se tomaron medidas diferentes, en vista que trabajaba 24horas contínuas el pozo, pero al verificar el comportamiento de la presión, se tomó ladesición de suspender el pozo desde las 23:00 hasta las 04:00, ya que en esa franja lapresión bajaba a cero psi, lo cual se consideró que apagando el equipo en ese período nose afectaría a ningún usuario.

HOREBOMBEO H

O

HOHORARIO PROPUESTO DE POZO

HOHORARIO ACTUAL DE POZO




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7.4 OPERACIÓN DE EQUIPOS DE BOMBEO Y REBOMBEOS

Los abastecimientos de agua potable son auxiliados por equipos de bombeo para hacer llegar elvital líquido a los tanques de distribución o directamente a las conexiones domiciliares. Losequipos son instalados directamente sobre el pozo para extraer el agua e impulsarla hasta untanque o directamente a la red de distribución, así mismo existen sistemas de conducción del aguade puntos lejanos y terrenos accidentados, obligando a utilizar estaciones de rebombeo paraimpulsar el líquido hasta el usuario del sistema.

7.4.1 Procedimiento de Operación de Equipos de Bombeo

Para lograr una operación eficiente y proteger los equipos de bombeo, es necesario contar con unprocedimiento para el arranque y suspensión de equipos, por lo cual a continuación se presentapaso a paso las actividades que debe practicar una persona para el buen funcionamiento de losequipos de bombeo.

1) Puesta en marcha de equipo de bombeo sumergible

Verificar que la válvula de compuerta del árbol de descarga se encuentrecompletamente cerrada, seguidamente abrirla.

Verificar que el interruptor termomagnético se encuentre en posición ON ó 1

Verificar en el voltímetro del panel de control que el voltaje se en encuentre en elrango de operación de la planta, haciendo girar el selector del voltímetro a lasposiciones L1-L2, L2-L3 y L1-L3, en caso de que se registre diferencia en las tresposiciones; no ponerlo a operar y avisar a los encargados del mantenimiento.

Si existe válvula de desaire manual, abrirla antes de iniciar la operación del equipo debombeo y una vez operando el equipo cerrarla, esto deberá repetirse cada vez que elequipo se ponga en operación.

Colocar el selector del panel de control en posición de manual y luego oprimir elbotón de arranque.

Familiarizarse con el nivel de ruido producido en el arrancador, motor y bomba.

Una vez operando el equipo será importante verificar la demanda del equipohaciendo girar la maneta del amperímetro del panel de control en las posiciones deL1, L2 y L3 y que el rango de corriente en cada una de las fases se encuentre entre lademandada por el equipo de bombeo y el valor nominal de el motor, entonces sepodrá verificar que el equipo esté operando en condiciones normales.

Verificar en el manómetro instalado en la salida del cabezal que la presión dedescarga esté en el rango.




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2) Arranque de un equipo de bombeo lubricado por aceite.

Verificar que la válvula de compuerta de la impelencia se encuentre completamenteabierta.

Abrir la válvula de aguja y verificar que en el visor se puedan contabilizar las gotas porminutos, según indicaciones dadas por el personal técnico.

Verificar que el recipiente de aceite se encuentre siempre en su nivel óptimo.

Verificar que el interruptor termomagnético se encuentre en posición ON ó 1.

Verificar en el voltímetro del panel de control que el voltaje sé en encuentre en elrango de operación de la planta, haciendo girar el selector del voltímetro a lasposiciones L1-L2, L2-L3 y L1-L3, en caso de que se registre diferencia en las tresposiciones; no ponerlo a operar y avisar a los técnicos.




Una vez operando el equipo será importante verificar la demanda del equipohaciendo girar la maneta del amperímetro del panel de control en las posiciones deL1, L2 y L3 y que el rango de corriente en cada una de las fases se encuentre entre lademandada por el equipo de bombeo y el valor nominal de el motor, entonces sepodrá verificar que el equipo este operando en condiciones normales.


En la figura 7.2 se muestras dos pozos con motor vertical, correspondientes a la plantaCentroamérica.




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Figura 7.2, pozos con motor vertical

3) Arranque de un equipo con pre lubricación manual.

Verificar que la válvula de compuerta de la impelencia se encuentre completamenteabierta.

Verificar que la válvula del sistema de pre lubricación este abierta, y efectuar la prelubricación según el tiempo indicado. SEGÚN EL SISTEMA

Verificar que el interruptor termo magnético se encuentre en posición ON ó 1.

Verificar en el voltímetro del panel de control que el voltaje sé en encuentre en elrango de operación de la planta, haciendo girar el selector del voltímetro a lasposiciones L1-L2, L2-L3 y L1-L3, en caso de que se registre diferencia en las tresposiciones; no ponerlo a operar y avisar a los técnicos.




Una vez operando el equipo será importante verificar la demanda del equipohaciendo girar la maneta del amperímetro del panel de control en las posiciones deL1, L2 y L3 y que el rango de corriente en cada una de las fases se encuentre entre lademandada por el equipo de bombeo y el valor nominal de el motor, entonces sepodrá verificar que el equipo este operando en condiciones normales.





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4) Suspensión de equipo de bombeo.

Pulsar el botón de paro (stop).

Colocar el selector de tres posiciones (auto-o-manual) en posición “o”.

Al suspenderse la operación por corte de energía eléctrica colocar inmediatamente elselector de tres posiciones (auto-o-manual) en posición “o”.

En Caso de tormentas eléctricas suspender la operación de los equipos.

Anotar en bitácoras y demás controles los paros de operación, anotando causas ytiempos de suspensión.

7.4.2 Registro de la Operación.

Para determinar la eficiencia de la operación de la planta de bombeo, es necesario llevaranotaciones de la operación en general, en formatos que contengan la información necesaria quesirva como insumo estadístico y para otros usos. Algunos de Los formatos que la ANDA utilizaactualmente se muestran en el Anexo 3.

Tener registro de las Curvas características de las bombas tales como.

CDT/Caudal; Eficiencia/Caudal, BHP/Caudal, NPSH/Caudal.

Es necesario asociar gráficamente dichas curvas, con la curva del sistema interceptándolas a fín deobtener el punto de operación, que nos proporciona los verdaderos datos de caudal, cargadinámica, NPSH, eficiencia y potencia requerida por la bomba, en algunos casos es necesariodeterminar varios puntos de operación a fin de cerciorarse que en ningún caso las demandas depotencia sobrepasaran la capacidad del motor y determinar los valores limites de las otrasvariables en referencia.

Para llegar a una operación eficiente se debe operar manteniendo el punto de operación otrabajar lo más cerca de este.

Para proteger los equipos, accesorios, tuberías e instrumentos cuando se suscite una suspensiónrepentina, debe abrir chorros y todo lo que tenga a la mano para minimizar el daño, evaluar si esnecesario proteger contra el golpe de ariete.

Planeamiento de las estaciones de bombeo

La ubicación de la estación de bombeo obedece a criterios de mayor ahorro de energía, a fin deque el costo de operación, así como el tamaño de los equipos de bombeo sean de la menordimensión posible para que cumplan en forma eficiente con las demandas del sistema en losmomentos de máxima demanda al final del horizonte de diseño.




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Para el diseño de la estación de bombeo se han considerado los siguientes aspectos: El equipo debombeo (conjunto motor bomba), El cálculo de la velocidad especifica, Selección del conjuntomotor-bomba.

1) Número de Unidades, el número de unidades dependerá fundamentalmente del gasto debombeo y de sus variaciones.

2) Cuando se tiene un gasto constante a lo largo del período de diseño, es preferible instalarun solo equipo de bombeo.

3) Selección equipo de bombeo, se toma fundamentalmente el caudal de bombeo al fin delperíodo de vida útil del equipo y la altura dinámica total. Para la succión se ha verificado sise presenta altura positiva en la succión o negativa, referido a la altura sobre el nivel delmar.

4) Tipo de Bomba, los equipos que se han seleccionado son aquellos que representan lamáxima eficiencia, se ha considerado la velocidad específica, así como el NPSH requerido,tensión de vapor, peso específico, las condiciones del lugar donde se instalará.

5) Potencia del motor, la potencia del motor debe ser mayor a la potencia requerida por labomba en un 10% a 15%, lo que permitirá absorber las pérdidas por disipación de calor.

6) Niveles del fluido, el nivel mínimo del líquido deberá ser adecuado para satisfacer eldiseño particular de la bomba, se emplea en todos los casos las recomendaciones delfabricante del equipo de bombeo.

7.4.3 Curvas Características de Bombas

En nuestro País un alto porcentaje del agua producida es bombeada. La Pitometria provee lasmedidas básicas necesarias para producir las curvas características de las bombas, como se exponea continuación.

Para mantener en forma adecuada y eficiente los sistemas es necesario periódicamente analizar elcomportamiento de las bombas y estaciones de bombeo reconstruyendo las curvas característicasy evaluando las eficiencias.

Mediciones y Equipos Necesarios

Para reproducir las curvas de las bombas es necesario efectuar las siguientes mediciones con losequipos enlistados en la Tabla 7.2:




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Las mediciones H e I, se efectúan una sola vez, el resto se efectúan en todos los puntos de laprueba que se recomienda ejecutarlos con la válvula de salida cerrada y luego abierta al 10%, 20%,30%, 40%, 55%, 70%, 85% y 100% o completamente abierta. Los datos obtenidos de presióndeben ser referidos al eje de la bomba, sean obtenidos de manómetros Bourdon o de tubosdeferenciales.

Las mediciones se deben efectuar con rapidez, especialmente la primera con la válvula de salidacerrada. Esta medición no se debe hacer cuando la presión de bombeo es alta y, en este caso, serecomienda efectuar las mediciones primero con la válvula abierta 100% y luego cerrándola a losvalores anotados. Es importante asimismo conocer antes de efectuar las mediciones lascaracterísticas de los equipos y sus presiones de trabajo. En la figura 7.3 se presenta una curvacaracterística de una bomba.

Figura 7.3, curva característica de una bomba

MEDICION EQUIPO

A Caudal Caudalimetro Ultrasonico y Pitot

B Presión de Succión Manómetro Diferencial con Mercurio

C Presión de Bombeo Manómetro Bourdon (Registrador)

D Velocidad de La Bomba Tacómetro y CronometroE Voltaje del Motor Voltímetro (o Dial Del Panel)F Amperaje del Motor Amperímetro (o Dial Del Panel)

G Factor de Potencia (Cos Ø) Medidor (o Dial Del Panel)

H Presión Atmosférica Barómetro (o Tabla)

I Temperatura del Agua TermómetroJ Potencia Eléctrica Waltimetro (o Dial del Panel)

Tabla 7.2, Equipo de medición para reproducir curvas




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7.4.4 Equipos de Bombeo

En una estación de bombeo pueden instalarse bombas de los siguientes tipos:

Bombas centrifugas de eje horizontal,

De turbina de eje vertical y

Electrobombas sumergibles.

7.4.4.1 Bombas centrifugas de eje horizontal

La bomba centrífuga de eje horizontal es un equipo utilizado para bombear desde cisternas debombeo hacia reservorios de almacenamiento o hacia la red de distribución. Las especificacionesde esta bomba están de acuerdo a la norma ISO/DIS 2858. Bajo el aspecto hidráulico y defuncionamiento, todas las bombas de eje horizontal son similares; asimismo, las exigencias parauna buena instalación y su posterior mantenimiento son prácticamente las mismas.

El ingreso de agua a la bomba es a través de la tubería de succión, cuyo requisito principal es quesea hermético para que evite el ingreso de aire a través de ella. La forma de ingreso puede seraxial o tangencial, de acuerdo al modelo de bomba. La salida de la bomba siempre es en formatangencial.

La selección del equipo de bombeo dependerá de las siguientes condiciones:

a) Altura dinámica de bombeo, caudal requerido y NPHS (requerido y disponible).

b) Se debe admitir en la práctica, un cierto margen para los motores eléctricos. Los siguientesaumentos en la potencia del motor son recomendables: 50% para las bombas hasta 2 HP;30% para las bombas de 2 a 5 HP; 20% para las bombas de 5 a 10 HP; 15% para las bombasde 10 a 20 HP y 10% para las bombas de más de 20 HP.

c) El NPHS disponible debe ser mayor que el NPHS requerido, por lo menos en 0,50 m.

7.4.4.2 Bombas de turbina de eje vertical

La bomba turbina vertical de eje lubricado por agua es utilizada en pozos profundos para laexplotación de las aguas subterráneas. El equipo consta de un cuerpo de bomba cuyo elementoimpulsor es accionado por un motor eléctrico de eje hueco desde la superficie a través de un ejede transmisión, el líquido impulsado por la bomba se conduce hasta la superficie por un tubo decolumna que protege y alinea al eje de transmisión. En la superficie se dispone de un elementodenominado linterna de descarga, que sirve como orientador del flujo, soporte de la bomba con sucolumna y eje, y como base del motor eléctrico.




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La selección del equipo dependerá de las siguientes condiciones:

a) Altura dinámica total de bombeo, caudal requerido y longitud de la columna de bomba.

b) La elongación de la columna de ejes a válvula cerrada (Q = 0) no será mayor al 60% de laluz axial máxima de regulación del cuerpo de impulsores.

c) La eficiencia mínima de la bomba deberá ser: 76%, para Q de 10 a 19 l/s; 77%, para Q de20 a 34 l/s; 80%, para Q de 35 a74 l/s; 81 %, para Q de 75 a 99 l/s; 82% para Q de 100 a150 l/s.

d) La pérdida de carga en la columna no será mayor al 5% de su longitud y la velocidad deflujo en la columna no será menor de 1.20 m/s.

e) La longitud de la columna de bomba se considerará desde el borde del tazón superior dedescarga, hasta la brida superior del tubo de la columna más próxima a la linterna.

f) La variación máxima en el comportamiento operativo de la bomba, no será mayor al 5%de las condiciones solicitadas.

g) En la curva característica, no se aceptará ubicación del punto de trabajo a la izquierda de lamáxima eficiencia de la bomba, debido a la disminución progresiva del rendimiento delpozo que se produce por efecto del descenso del nivel freático.

7.4.4.3 Electro Bombas Sumergibles

La electro bomba sumergible es un equipo utilizado para la explotación de las aguas subterráneasde pozos profundos; consta de un motor y bomba acoplados directamente y diseñados paratrabajar en sumergencías mayores a 70 metros. Debe garantizar el sellado hermético, la vida útilde los conductores y el motor con respecto al medio de trabajo. El líquido impulsado por laelectrobomba se conduce hasta la superficie a través de una columna de descarga, que a la vezsostiene a la electrobomba, en la superficie se dispone de un elemento denominado codo dedescarga, que sirve como orientador del flujo y a la vez como soporte de la electrobomba y de lacolumna.

La selección del equipo dependerá de las siguientes condiciones:

a) Altura dinámica total de bombeo, caudal requerido, tensión de servicio y longitud de lacolumna de bomba.

b) La eficiencia mínima de la bomba deberá ser: 69% para Q de 10 a 19 l/s; 73% para Q de 20a 29 l/s; 75% para Q de 30 a 39 l/s; 77% para Q de 40 a 49 l/s; 78% para Q mayores a 50l/s.

c) La pérdida de carga en la columna no será mayor al 5% de su longitud y la velocidad deflujo en la columna no será menor de 1.20 m/s.




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d) Para el pozo profundo, la longitud de la columna de la bomba se considerará desde elborde del tazón superior de descarga, hasta la brida superior del tubo de la columna máspróxima al codo de descarga.

e) La variación máxima en el comportamiento operativo de la bomba, no será mayor al 5% delas condiciones solicitadas.

f) En la curva característica, no se aceptará ubicación del punto de trabajo a la izquierda de lamáxima eficiencia de la bomba, debido a la disminución progresiva del rendimiento delpozo, que se produce por efecto del descenso del nivel freático.

g) La caída de tensión en el cable de alimentación del equipo no será mayor del 3% y laelectrobomba debe suministrarse con camiseta de refrigeración, en previsión a suinstalación frente a filtros y asegurar su refrigeración del motor. Deberá ser ubicado enposición superior a los filtros del pozo.




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8. ADMINISTRACION

CAPÍTULO No. 8

ADMINISTRACIÓN




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8.1 ANÁLISIS DE CONTROL DE FACTURACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA

Como parte de un programa de eficiencia energética es importante implementar y establecer unametodología coherente para la revisión aritmética-contable de la facturación de energía eléctricaque se consume en ANDA. Esto se justifica debido a los altos costos que representa para lainstitución este rubro que representa aproximadamente el 60 % de los costos totales deoperación.

La ANDA está dividida en 4 regiones operativas en las que están distribuidas geográficamentetodas las plantas de bombeo del país. Dependiendo al lugar geográfico donde estas están ubicadasasí es la empresa distribuidora de energía que le sirve a cada una de ellas. Las empresasdistribuidoras que suministran energía a ANDA a nivel nacional son: CLESA, CAESS, DELSUR, EEO yDEUSEM.

En primer lugar el análisis se origina partir de la recepción del documento multifactura o detalle defacturación que la empresa distribuidora emite. En el aparece la información mas relevante delectura y de cargos para cada servicio que es la que se deberá verificar para establecer que elcobro solicitado por la distribuidora es correcto o por el contrario tiene alguna observación.

Esta información contiene dos partes, la información tarifaría y de lecturas y el detalle de loscostos asociados a esas lecturas. Los campos de datos son los siguientes:

DATOS DEL SERVICIO Y DE LECTURAS

1. Nombre del servicio: Titular del servicio

2. Dirección del servicio: Ubicación del servicio

3. Número de contrato: Identificación legal del servicio

4. Categoría Tarifaria: Nomenclatura de la tarifa del servicio

5. Numero de Medidor: Identificación física del medidor

6. Multiplicador: Se multiplica por la lectura

7. Periodo de Lectura: Periodo de tiempo del consumo a cobrar

8. Lectura Actual (Punta, Valle, Resto): Datos del medidor al final del periodo

9. Lectura Anterior (Punta, Valle, Resto): Datos de medidor al inicio del periodo

10. Consumo (Punta, Valle, Resto): Cantidad de KWh consumidos

11. Factor de potencia: Valor en porcentaje de la relación de energíareactiva consumida

12. Lectura Potencia: Suministro de potencia max (KW) del periodo




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DATOS DE CARGOS

13. Cargo Comercialización: Costos por tramite de pago

14. Tasa Municipal Postes: Costo Tasa municipal

15. Cargos Energía (Punta, Valle, Resto) Costo consumo energía

16. Cargos Distribución de Potencia Costo suministro potencia

17. Impuesto de IVA Impuesto al valor agregado

18. Compensación por Fallas: Devolución por cortes de energía

19. Cargo Factor de Potencia (si aplica) Penalización por bajo F.P.

20. Tasas Municipales Impuestos municipales

21. Otros Cargos (si aplica) Trabajos adicionales

22. Total Consolidado total en dinero

En la figura 8.1 se muestra un detalle de la facturación eléctrica para un servicio de una Planta deBombeo. Es importante mencionar que se tienen dos colectivos de multifacturas llamados serviciomayores que corresponde básicamente a las plantas de bombeo con potencia instalada mayor a10 KW y los servicios menores que corresponden a los planteles, oficinas y servicios secundariospara las mismas plantas de bombeo.

Figura 8.1, Factura eléctrica




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Esta factura se genera por un programa informático de la distribuidora que procesa los datos apartir de las lecturas tomadas por personal de campo de la distribuidora. El programabásicamente calcula los cargos en base a los datos de las lecturas de consumo de energía enpunta, valle, resto y potencia con las tarifas de energía y potencia vigentes y aprobadas por SIGET.Nuestro trabajo consiste entonces en verificar que toda la información y costos contenidos en lafactura sea el correcto.

Para hacer esta labor se dispone de una hoja en Excel previamente elaborada con sus campos decálculo alimentada con toda la información necesaria, para obtener la misma información a la quepresenta la distribuidora sino hay errores o diferencias.

Esta información de entrada es la misma de las lecturas que se encuentran en las facturas. Acontinuación en la Figura 8.2 se muestra una imagen de la hoja de Excel.

Figura 8.2, Hoja de Excel

Hay que señalar que esta verificación es de tipo aritmética para detectar algún error en lamultiplicación de los datos de consumo con las tarifas vigentes. La verificación en primer lugartrata de comparar los datos de facturación presentados a cobro por la distribuidora y los datoscalculado en base a este procedimiento y si se detecta alguna diferencia hay que establecer elorigen del error y corregirlo o aclararlo.

Pero también hay que disponer de más información para hacer un análisis más global. Se necesitapor lo tanto el historial de consumo de la planta, una idea del tamaño y del consumo energético




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típico. Y si estos datos tiene diferencias notables con el consumo típico verificar en eldepartamento de operaciones o de mantenimiento si los equipos de las plantas han tenido uncomportamiento diferente en sus horas de operación. Todo esto con el objeto de establecer unalógica en los datos de consumo.

Aunque la revisión aritmética es muy importante para detectar y corregir cualquier error en lafacturación por parte de la distribuidora, también al control de facturación nos puede servir paraencontrar cualquier consumo anormal y excesivo que nos pueda indicar que se está haciendo unuso ineficiente de la energía eléctrica.

Como parte del control de facturación se debe llevar para cada planta se debe tener el registromensual de los consumos de energía en cada planta. Este control nos permite detectar algunavariación importante en el historial de consumo. Al encontrarnos con esta situación hay queanalizar y encontrar el origen de las diferencias.

Por ejemplo se puede verificar las horas de operación de los equipos de bombeo, si ha existidoincorporación de nuevos equipos de bombeo a la operación de la planta o cualquier otra situaciónque nos ayude a explicar este alto consumo. También es posible que el equipo de bombeo hayadisminuido su eficiencia o que este fallando la succión y demande mas energía por esta razón.Cuando se presente esta situación hay que comunicarse con el Centro de Control del Sistema y conel Área de Mantenimiento para encontrar el origen del problema.

Por otra parte los parámetros eléctricos relacionados con el consumo y que pueden sermodificados para reducir los costos son la potencia, el consumo y el factor de potencia.

Al establecer el control de facturación se puede tener información del componente de los índices,de tal manera que se pueda tomar acción para reducir los consumos y mejorar la eficienciaenergética.

8.2 MONITOREO DE FACTOR DE POTENCIA

El control y monitoreo del factor de potencia es de suma importancia en los sistemas de bombeode ANDA, ya que permite detectar y corregir oportunamente un bajo factor de potencia. Engeneral un bajo factor de potencia además de introducir corrientes reactivas al circuito y provocarcon esto ineficiencias y pérdidas, supone una penalización directa en proporción al consumo deenergía y al valor abajo del 90 % que se presente. El factor de potencia como tal no puede sereliminado de un artefacto eléctrico que necesita generar campos magnéticos para sufuncionamiento, pero si se puede compensar localmente estos reactivos por medio de bancos decapacitores en lugar de que estos provengan de le red de alimentación exterior.

El factor de potencia es la medida de cuanta energía suministrada por la red está siendo utilizadapara realizar trabajo eléctrico. Se define como la relación entre la potencia real y la potenciaaparente que ya fue tratada en la sección 1.2 y viene dada por la relación trigonométrica deltriangulo de potencia y por las siguientes formulas.




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Factor de Potencia = KW = CosØ

KVA

F.P. = CosØ = KW

kW2+ kVAR2

La forma mas practica de establecer este control es revisando el desglose de la facturacióneléctrica que envía la distribuidora donde se detalla en la factura para cada servicio, el valor defactor de potencia medido en el mes y si este conlleva una penalización en dinero. La empresadistribuidora por una normativa de SIGET concede un plazo de 90 días para que el bajo factor depotencia sea corregido; de no ser así se cobra el cargo del mes y el cargo retroactivo de los tresmeses anteriores.

El control del factor de potencia se da al mismo tiempo que cuando se revisa la facturación de laenergía eléctrica en general. Se revisan todas las lecturas y los cargos para cada servicio y en elapartado del factor de potencia se digita en la hoja de plantilla la lectura y la penalización si es queaplica. Al final se tiene un consolidado de servicios con los datos de factor de potencia de todas lasplantas. En la figura 8.3 se muestra un ejemplo de detalle del F.P. en facturación.

Figura 8.3, detalle de F.P. en la facturación




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En la tabla 8.1 se presenta un consolidado de factor de potencia de todas las facturas revisadas.

No PLANTA MEDIDOR F.P. PENALIZACION

1 SAN JOSÉ 1, SOYAPANGO 749068 78.6 209.19

2 LAS MARGARITAS 1 95079613 88 157.17

3 HOSITAL ROSALES 95271795 86.7 29.44

4 JARDINES DEL NORTE 749599 71.2 6.81

5 LA JUNTA 2 95272120 66.6 6.14

6 LA JUNTA 1 95271774 84.7 1.39

7 TANQUE MIRADOR 748710 81.6

8 AMATEPEC 748692 79.58

TOTAL 410.14

Tabla 8.1, consolidado de F.P.

Cuando se tiene elaborado el consolidado del factor de potencia de todas las plantas que esténabajo del 90 %, se envía un informe al área de mantenimiento donde se elabora un programa parala corrección del factor de potencia de acuerdo a los recurso y personal que se tenga.Posteriormente a la intervención de cada planta indicada se mantiene un monitoreo con lassubsiguientes facturaciones para verificar si el cargo por bajo factor de potencia ya desapareció. Siel cobro de este cargo continua hay que verificar la razón. que puede ser que el medidor tome unalectura errónea o que la corrección del factor de potencia físicamente haya fallado. En ese casohay que ir a la planta con un analizador de redes y tomar lecturas de los parámetros eléctricos yverificar en campo si los capacitores están funcionando o están dañados o mal conectados. Elobjeto de esta inspección de campo es determinar el origen de la falla y corregirla.

Paralelamente a este procedimiento habría que capacitar a los operadores de las plantas paratomar la lectura del factor de potencia directamente del medidor de la distribuidora y tener unmonitoreo permanente del factor de potencia y así poder detectar en cualquier momento unaanomalía.

En el Anexo No. 5 se detalla el ejemplo de implementación de medidas de ahorro con lainstalación de un banco de capacitores, para la corrección del factor de potencia en el EdificioAdministrativo de ANDA, detallando cuanto se consumía de energía eléctrica antes y después de laimplementación, la penalización que se pagaba por el bajo Factor de Potencia, diagráma eléctricoantes y después de la implementación, gráficas de parámetros eléctricos, inversión económica ytiempo de recuperación.




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8.3 DIAGNÓSTICO DE LUMINARIAS Y SU USO EFICIENTE.

En general el sistema de iluminación de las plantas de bombeo y casetas de ANDA es de tecnologíaanterior a la actual, es decir con lámparas fluorescentes convencionales de 40 W, focosincandescentes y lámparas de vapor de mercurio de 175 W para iluminación exterior. Este tipo delámparas ya es obsoleta por su consumo de energía como por la calidad del flujo luminoso queprovee. Es decir se tiene un mayor consumo de energía eléctrica con un rendimiento luminosomenor que las lámparas con tecnología mas reciente.

En cuanto a la iluminación exterior las lámparas son del tipo de vapor de mercurio de 175 W. Elestado de la mayoría de lámparas es defectuoso y en algunos caso no funcionan o simplemente yano se encuentran. También las fotoceldas que controlan el encendido y apagado de las mismas nofuncionan correctamente en algunas de ellas y el cableado se encuentra en mal estado.

El sistema de iluminación propuesto es el de lámparas fluorescentes ahorradoras T8, y lámparasfluorescentes compactas que poseen características más avanzadas en calidad y eficiencia comoun índice de rendimiento del color de 78, un flujo luminoso de 2700 lumen, un rendimientoluminoso arriba de 84 lumen por watts y una temperatura de color de 6,5000 ° K. Además operancon balastro electrónico que ayuda a consumir menos energía lo que las hace mas eficiente quelas lámparas fluorescentes convencionales.

Para el sistema de iluminación exterior se propone sustituir las lámparas de vapor de mercurio porlámpara de presión de sodio de 70 Watts que tiene un rendimiento mayor a los 200 Watts, uníndice de rendimiento de color de 22, un flujo luminoso de 6400 lumen, un rendimiento luminosode 91 lumen por watts y una temperatura de color de 1900 ° K.

Para hacer el diseño de un sistema de iluminación existen formulas que calculan la iluminacia y lascavidades zonales a cubrir, e incluso hay software especializado que se pueden utilizar para estosdiseños. Pero para el caso de las plantas de bombeo de ANDA esto se va a simplificar simplementesustituyendo una lámpara por otra. Con esto se va a lograr mejorar el rendimiento luminoso y almismo tiempo obtener ahorros en consumos de energía eléctrica.




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9. HERRAMIENTAS DE TRABAJOCAPÍTULO No. 9

HERRAMIENTAS DETRABAJO




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9.1 HERRAMIENTAS

El uso de las herramientas se vuelve indispensable en la instalación y mantenimiento de unaplanta de bombeo tanto en la parte eléctrica como mecánica, es por ello que debemos tener muyen cuenta que significan o para que necesitamos las diferentes tipos de herramientas.

En un sentido amplio, una herramienta es aquel elemento elaborado con el objetivo de hacer mássencilla una determinada actividad o labor mecánica, todas las herramientas existentes y las quese van fabricando, siempre, cumplen uno o varios propósitos específicos, es decir, no existeninguno que no tenga una concreta función técnica.

Existen dos tipos de herramientas, las mecánicas, que utilizan una fuente de energía externa,como ser la energía eléctrica y las manuales, que emplean la fuerza muscular humana.

9.1.1 Características de las Herramientas

Las herramientas se diseñan y fabrican para cumplir uno o más propósitos específicos, por lo queson artefactos con una función técnica.

Muchas herramientas, pero no todas, son combinaciones de máquinas simples que proporcionanuna ventaja mecánica.

En nuestra institución contamos con las herramientas necesarias para cualquier tipo deeventualidad y así poder proporcionar un mantenimiento tanto preventivo como correctivo, enuna planta de bombeo, posteriormente se explica lo que son dichos mantenimientos.

Con relación al mantenimiento de una planta de bombeo en donde encontramos problemaseléctricos en los paneles de control y mecánicos en las turbinas, luego que el personalespecializado procede a intervenir pueden encontrarse muchas variables como por ejemplo:

Daños en los ejes de columna, turbina, estopera, terminal.

Daños en los bujes de los tazones, bujes de estopera, asiento de los tazones, cuellos de losanillos de impulsores,

Reconstrucción de alguna pieza de la turbina,

Problemas en el sistema eléctrico, etc.

Cuando alguna de estas piezas mecánicas a sufrido un daño se procede a llevarla al taller demantenimiento mecánico, que tenemos en nuestras instalaciones y con respecto al sistemaeléctrico se mandan al personal experto. Es acá donde utilizamos las herramientas manuales ymecánicas necesarias a las cuales hacemos mención.




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9.1.2 Herramienta Manual

Se denomina herramienta manual o de mano al utensilio, generalmente metálico de acero, demadera o de goma, que se utiliza para ejecutar de manera más apropiada, sencilla y con el uso demenor energía, tareas constructivas o de reparación, que sólo con un alto grado de dificultad yesfuerzo se podrían hacer sin ellas.

Algunos ejemplos de ellas: Sierra de mano, lima, broca, macho de roscar, escariador, terraja deroscar, tijeras, cortafrío, buril, cincel, cizalla, tenaza, alicate, tornillo de banco, sargento, Llave,destornillador, remachadora, martillo, granete, gramil, punta de trazar, compás, gato hidráulico,mesa elevadora hidráulica, regla graduada, cinta métrica, goniómetro, calibre, micrómetro, relojcomparador.

A continuación se hace una somera descripción de las herramientas citadas.

Alicate: También llamadas pinzas, son unas herramientasimprescindibles en cualquier equipo básico con herramientas manualesporque son muy utilizados, ya que sirven para sujetar, doblar o cortar.Hay muchos tipos de alicates, entre los que cabe destacar los siguientes:Universales, de corte, de presión, de cabeza plana, y de cabeza redonda,etc

Broca de usos múltiples. En cualquier tarea mecánica o de bricolaje, esnecesario muchas veces realizar agujeros con alguna broca. Para realizarun agujero es necesario el concurso de una máquina que impulse en labroca la velocidad de giro suficiente. Muy utilizable en la fabricación debridas.

Compás. El compás aparte de otros conceptos es una herramienta que seutiliza en los talleres de mecanizado para trazar circunferencias yverificar diámetros de piezas tanto exteriores como interiores.

Buríl: Herramientas de corte, utilizadas para cortar material en lamáquina herramienta llamada Torno.

Cincel: Son herramientas manuales diseñadas para cortar, ranurar odesbastar material en frío mediante el golpe que se da a estasherramientas con un martillo adecuado.

Destornillador: Son herramientas que se utilizan para apretar tornillosque requieren poca fuerza de apriete y que generalmente son de




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diámetro pequeño. Hay cuatro tipos de cabeza de tornillos diferentes:cabeza redonda, cabeza avellanada, cabeza de estrella. Para apretarestos tipos de tornillos se utilizan un destornillador diferente para cadauna de la forma que tenga la ranura de apriete, y así tenemosdestornilladores de pala, philips, o de estrella.

Ganchos Elevadores, hay de dos tipos para tubo y para ejes y sirven paracuando se desmonta o se monta una turbina abrazaderas, estas sujetanlos tubos del pozo.

Granete. Es una herramienta con forma de puntero de acero templadoafilado en un extremo con una punta de 60º aproximadamente que seutiliza para marcar el lugar exacto en una pieza donde haya que hacerseun agujero, cuando no se dispone de una plantilla adecuada.

Lima. Es una herramienta de corte consistente en una barra de acero alcarbono con ranuras, y con una empuñadura llamada mango, que se usapara desbastar y afinar todo tipo de piezas metálicas, de plástico o demadera.

Llave. Es una herramienta que se utiliza para el apriete de tornillos.Existen llaves de diversas formas y tamaños, entre las que destacan lasllaves de boca fija, las de boca ajustable y las dinamométricas. Cuando sehace un uso continuado de llaves, ya se recurre a llaves neumáticas oeléctricas que son de mayor rapidez y comodidad.

Llave de cadena. Es una herramienta que se utiliza para el apretar yaflojar tubería de diferente diámetro. Muy utilizada para desarmar lasturbinas que tienen el sistema de enroscado.

Martillo. Es una herramienta que se utiliza para golpear y posiblementesea una de las más antiguas que existen. Actualmente han evolucionadobastante y existen muchos tipos y tamaños de martillos diferentes.Asimismo es importante la gama de martillos no férricos que existen, conbocas de nailon, plástico, goma o madera y que son utilizados para dargolpes blandos donde no se pueda deteriorar la pieza que se estáajustando.

Martillo Golpeador, muy utilizada por los mecánicos de turbinas, parapoder desarmar dicha turbina.




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Punzón. Esta herramienta tiene diferentes tamaños y se utilizabásicamente para sacar pasadores en el desmontaje de piezas acopladasa ejes.

Punta de trazar. Esta herramienta se utiliza básicamente para el trazadoy marcado de líneas de referencias, tales como ejes de simetría, centrosde taladros, o excesos de material en las piezas que hay que mecanizar,porque deja una huella imborrable durante el proceso de mecanizado.

Sargento. Se compone de dos mordazas, regulables con un tornillo depresión. Se utilizan básicamente para sujetar piezas que van a sermecanizadas si son metales o van a ser pegadas con cola si se trata demadera.

Sierra manual. La sierra manual es una herramienta de corte que estácompuesta de dos elementos diferenciados. De una parte está el arco osoporte donde se fija mediante tornillos tensores y la otra es la hoja desierra que proporciona el corte.

Tenaza. Hay tenazas normales para extraer puntas o cortar alambres ytenazas extensibles que son unas herramientas muy útiles para sujetarelementos que un alicate normal no tiene apertura suficiente parasujetar. El hecho de que sean extensibles las hacen muy versátiles.

Terraja de Roscar. una herramienta de corte que se utiliza para elroscado manual de pernos y tornillos, que deben estar calibrados deacuerdo con las característica de la rosca que se trate.

Tornillo de banco. El tornillo de banco es un conjunto metálico muysólido y resistente que tiene dos mordazas, una de ellas es fija y la otra seabre y se cierra cuando se gira con una palanca un tornillo de roscacuadrada. Es una herramienta que se atornilla a una mesa de trabajo y esmuy común en los talleres de mecánica.




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9.1.3 Herramientas Mecánicas

Las herramientas mecánicas hacen casi cualquier tarea más fácil y rápida y son el sello del tallermoderno.

El término máquina herramienta se suele reservar para herramientas que utilizan una fuente deenergía distinta del esfuerzo humano, aunque también pueden ser impulsadas por personas si seinstalan adecuadamente o cuando no hay otra fuente de energía

Las máquinas-herramienta pueden operarse manualmente o mediante control automático

Taladros eléctricos: Los taladros eléctricos son las herramientas mecánicas más comunes.

Sierras Mecánicas: Las sierras mecánicas están disponibles en una variedad de estilos, perohay dos criterios que se aplican a todos. Cuanto más alto sea el voltaje o el amperaje de unasierra, más potente será. Y también, que cuanto más grande sea la cuchilla de la sierra en "dientes por pulgada " (TPI), más fino será el corte de la lámina. Nos sirve para poder cortartodo tipo de ejes y tubos.

Torno: es una de las herramientas mecánicas (máquinas) más antiguas y trabaja mediante elarranque de material mediante una herramienta cortante y brocas. Para ello la pieza gira ymediante un carro en el que se sitúa la herramienta se va desgastando la pieza obteniendopartes cilíndricas y cónicas. En esta máquina fabricamos los bujes que ya estabandesgastados, también se fabrican los manguitos muy esenciales en los ejes de Bocatoma,fabricación de anillos de apriete, etc.

Fresadora: con la finalidad de la obtención de superficies lisas o de una forma concreta, lasfresadoras son máquinas complejas en las que es el útil el que gira y la pieza la que permanecefija a una bancada móvil. Muy importante en la fabricación de cuñeros para ejes.

Prensa Hidráulica: de suma importancia para poder sacar las piezas deterioradas y meter lasque ya están buenas en las diferentes turbinas.

Es así como encontramos una gama de herramientas, tanto manuales como mecánicas las cualestienen un objetivo muy importantes y es que con ellas mantenemos en optimas condiciones lasplantas de bombeo por lo cual se vuelve muy importante ya que sin ellas no podríamos realizarnuestro trabajo. Por eso para nuestro propósito de ahorro de energía es esencial, ya que evitamossobrecargas eléctricas cuando el equipo lo mantenemos en optimas condiciones, es así que tantouna herramienta pequeña como una máquina herramienta tienen igual valor.




187

9.1.4 Herramientas de medición y verificación en fabricación mecánica

Toda tarea mecánica lleva consigo la necesidad de tomar medidas de las piezas y trabajos que seestán realizando, por lo que existen un conjunto básico de instrumentos de medida, para nuestrotrabajo son de gran importancia porque una buena medida es el inicio de un buen trabajo, acontinuación mencionamos algunas tales como.

Gramíl normal y digital:

Calibre. El calibre o pie de rey, es un instrumento para medirdimensiones de objetos relativamente pequeños, desde centímetroshasta fracciones de milímetros o de pulgadas .Cuando queremosverificar si un buje de tazón de la turbina tiene las medidas adecuadases de mucha importancia.

Cinta métrica. Es un instrumentos de medición que se construye enuna delgada lámina de acero al cromo, o de aluminio, o de un tramadode fibras de carbono unidas mediante un polímero de teflón (las másmodernas). Las cintas métricas más usadas son las de 10, 15, 20, 25, 30,50 y 100 metros.

Escuadra. La escuadra que se utiliza en los talleres es totalmente deacero, puede ser de aleta o plana y se utiliza básicamente para trazadoy la verificación de perpendicularidad de las piezas mecanizadas.

Micrómetro. Es un instrumento de medición cuyo funcionamiento estábasado en el tornillo micrométrico que sirve para medir con altaprecisión del orden de centésimas en milímetros (0,01 mm) y demilésimas de milímetros (0,001 mm) (micra) las dimensiones de unobjeto.

Reloj comparador. Es un instrumento de medición que se utiliza en lostalleres e industrias para la verificación de piezas ya que por suspropios medios no da lectura directa, pero es útil para comparar lasdiferencias que existen en la cota de varias piezas que se quierenverificar. Muy utilizado en el Torno.

Tester. Muy utilizado para el sistema eléctrico de las turbinas.




188

9.2 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS.

Las especificaciones técnicas son los documentos en los cuales se definen las normas, exigencias yprocedimientos a ser empleados y aplicados en todos los procesos de adquisición de bienes,construcción de obras, elaboración de estudios, etc.

El cuerpo de las especificaciones técnicas estará definido por cada necesidad pero en formageneral puede tener:

Alcance u objeto: pequeña reseña del objeto del proceso que se va realizar

Generalidades: incluye todas las generalidades del proceso

Normas, Reglamentos, Códigos etc.: todas las normas, reglamento y códigos que seanaplicados al proceso que se va realizar.

Especificaciones técnicas básicas especificas del suministro o bien a adquirir: en esteapartado se detalla claramente las especificaciones del bien o servicio a adquirir las cualesdeben ser claras, precisas y que cumpla con estándares de calidad y eficiencia, asegurandoque la adquisición técnicamente sea la mejor.

Condiciones especiales: llevara aspectos específicos que aunque se hayan detallado en lasespecificaciones técnicas conlleva características especiales que son necesarias resaltar.

Sistemas de evaluación de ofertas técnicas: este apartado incluye los criterios que setomaran para evaluar la oferta técnicamente y que el oferente debe cumplir.

No se incluye los criterios legales ni financieros ya que esto corresponde exclusivamente a laUnidad de Adquisiciones y Contrataciones Institucional (UACI) y la Gerencia FinancieraInstitucional, y estos están contemplados en la Ley de Adquisiciones y Contrataciones de laAdministración Pública (LACAP).

9.3 INFORMACIÓN TÉCNICA

La información técnica, es aquella que contiene todos los detalles de los componentes de unproducto, estos generalmente vienen anexos a los productos nuevos, en caso que no lo incluyandebe ser exigidas al proveedor, ya que son una herramienta técnica para la instalación y puesta enmarcha de los equipos, en los cuales se definen compatibilidad, instalación y operación.

De acuerdo a las necesidades de aplicación las especificaciones técnicas serán compatibles, comopuede ser: uso, condiciones ambientales, seguridad industrial, y otras que por su naturaleza seránecesario solicitarlas al fabricante del producto.




189

Por ejemplo los fabricantes de motores eléctricos establecen el desempeño de sus equipos paradiferentes factores de carga, normalmente lo hacen para valores del 25, 50, 75 y 100 de carga, deacuerdo al grafico mostrado en la figura 9.1 siguiente:

Figura 9.1, Gráfica de curva de comportamiento de motores

Algunos ejemplos de información técnica, podemos mencionar:

Presiones

Fotos de trabajos

Mediciones

Esquemas

Curvas de fabricación del producto

Pruebas de laboratorio del producto

Curvas de operación

Tablas de resistencia de materiales

Normas de Fabricación del producto

Normas que el producto cumple

Condiciones de funcionamiento

Planos de construcción del equipo

9.4 CALIDAD.

Propiedad o conjunto de características de un elemento que le dotan de una ventaja competitiva.Es la totalidad de los rasgos y características de un producto o servicio que se sustenta en suhabilidad para satisfacer las necesidades establecidas y que el producto realice la tarea o serviciopara lo que fue solicitado en las especificaciones técnicas.




190

La calidad de un bien será el resultado de que los requisitos establecidos en las especificacionestécnicas, por lo tanto no debe confundirse la calidad con el lujo si no con la obtención del bien quese ha especificado.

En algunas ocasiones, incurrimos en el error de pensar que un producto o servicio es de calidadporque lo escuchamos o leemos a toda en hora en la radio, prensa y televisión. Hay que estaratentos ya que existen muchas publicidades engañosas, y no dejarnos persuadir por una marca,simplemente porque está de moda o es la más sonada.

9.4.1 Factores Relacionados con la Calidad

Para conseguir una buena calidad en el producto o servicio hay que tener en cuenta tres aspectosimportantes:

a) Dimensión técnica: engloba los aspectos científicos y tecnológicos que afectan al productoo servicio.

b) Dimensión humana: cuida las buenas relaciones entre clientes y empresas (asistenciatécnica)

c) Dimensión económica: intenta minimizar costos tanto para el cliente como para laempresa.

9.4.2 Algunos parámetros de calidad que el bien debe cumplir

a) Calidad de diseño: es el grado en el que un producto o servicio se ve reflejado en sudiseño.

b) Calidad de conformidad: Es el grado de fidelidad con el que es reproducido un producto oservicio respecto a su diseño.

c) Calidad de uso: el producto ha de ser fácil de usar, seguro, fiable, etc.

d) Normalización: cumplimiento de diferentes normas y estándares internacionales.

e) Rapidez: en los tiempos de entrega del producto o de atención al cliente.

9.5 CAPACITACIONES.

En la actualidad con el avance tecnológico se hace ineludible la capacitación de los recursoshumanos ya que esta es la respuesta a la necesidad que tienen las empresas o instituciones decontar con un personal calificado y productivo.

La obsolescencia, también es una de las razones por la cual, las instituciones se preocupan porcapacitar a sus recursos humanos, pues ésta procura actualizar sus conocimientos con las nuevastécnicas y métodos de trabajo que garantizan eficiencia.




191

Para las empresas u organizaciones, la capacitación de recursos humanos debe ser de vitalimportancia porque contribuye al desarrollo personal y profesional de los individuos a la vez queredunda en beneficios para la empresa.

Primero que nada, la capacitación es una inversión, no un gasto; el tiempo que el personalaproveche para aplicar los conocimientos recién adquiridos es ya una ventaja para la empresa quelo capacitó.

Es tan importante mantener al personal y a los mismos emprendedores capacitados, de maneraque puedan apoyarse en ello como ventaja competitiva sobre su competencia. No se trata detomar todos los cursos existentes o contratar especialistas en todas las áreas, sino de definirespecíficamente las áreas y los temas en que se requiere actualizar, mejorar o implementar. En laFigura 9.2 se muestra una imagen de personal del comité de eficiencia energética recibiendocapacitación sobre banco de capacitores instalado en edificio central de la Institución.

Figura 9.2, Capacitación sobre banco de capacitores

La capacitación a todos los niveles constituye una de las mejores inversiones en RecursosHumanos y una de las principales fuentes de bienestar para el personal y la organización.

9.5.1 Beneficios de la Capacitación a las Organizaciones

Conduce a rentabilidad más alta y a actitudes más positivas.

Mejora el conocimiento del puesto a todos los niveles.

Crea mejor imagen.

Mejora la relación jefes-subordinados.

Se promueve la comunicación a toda la organización.

Reduce la tensión y permite el manejo de áreas de conflictos.




192

Se agiliza la toma de decisiones y la solución de problemas.

Promueve el desarrollo con vistas a la promoción.

Contribuye a la formación de líderes y dirigentes.

9.5.2 Beneficios de la Capacitación al Personal

Ayuda al individuo para la toma de decisiones y solución de problemas.

Alimenta la confianza, la posición asertiva y el desarrollo.

Contribuye positivamente en el manejo de conflictos y tensiones.

Forja líderes y mejora las aptitudes comunicativas.

Sube el nivel de satisfacción con el puesto.

Permite el logro de metas individuales.

Desarrolla un sentido de progreso en muchos campos.

Elimina los temores a la incompetencia o la ignorancia individual

La capacitación no es la varita mágica que solucionará todos los problemas pero puede ayudar enla medida en que los conceptos sean aplicados, ejecutados y evaluados, así como el grado demotivación que el personal tenga con respecto a ser capacitado, conociendo los beneficios quepuede obtener de ello.

La planificación de las capacitaciones debe estar acorde a las necesidades de cada área o personaly coordinada con todas las áreas de la Institución.

Es importante que cuando se adquiere nueva tecnología, el personal involucrado en su uso,operación y puesta en marcha, debe ser capacitado para que el bien sea utilizado correctamentepara lo que fue requerido.

9.6 SEGURIDAD.

La seguridad en el trabajo es la base de todo institución ya sea esta estatal o privada. Una fuerzade trabajo sana y una institución segura son elementos de un buen desempeño, con la cual seobtienen elementos importantes para la adopción de estrategias de desarrollo fructuosa ysostenible. Por lo cual se vuelve necesario velar y proporcionar condiciones para trabajar.

Por la forma de la seguridad se logra identificar los tipos de riesgos a los que los trabajadores seencuentran expuestos con las tareas que estos realizan diariamente, además de los diferentestipos de riesgos que estos poseen, siendo los riesgos intolerables , importantes, moderados,tolerables y triviales.




193

Más de dos millones de trabajadores mueren en el mundo por causa de accidentes yenfermedades relacionadas con el trabajo. La importancia de la seguridad se ha vuelto un factorprimordial en la productividad de la misma, ya que el recurso humano es lo mas esencial.

Muchas son las ventajas obtenidas cuando velamos por la seguridad de los trabajadores, talescomo

Mejor rendimiento de los trabajadores.

Reducción de costos en los procesos, al no tener que contratar a otra persona paradesaarrollar el trabajo de la persona incapacitada.

No tener que incurrir en costos extras al tener que capacitar a nuevos trabajadores.

La seguridad ocupacional tiene la gran misión de prevenir y evitar que ocurran las enfermedadesprofesionales y los accidentes de trabajo, ya sea en formas físicas o mentales sin importar que lasocasiona. Los Accidentes de trabajo son sucesos repetidos que sobreviene por causa o con ocasióndel trabajo y que produce en el trabajador daños en la salud. Se consideran Accidente de trabajo:

El ocurrido en cumplimiento de labores cotidianas o esporádicas.

El que se produce en cumplimiento del trabajo regular, de orden o en representación delempleador axial sea por fuera de horario laboral o en las instalaciones de la empresa.

El que sucede durante el traslado entre la residencia y el trabajo en transportesuministrado en el trabajo.

Y no se considera un accidente de trabajo el sufrido durante permisos renumerados o no, así seasindical, o en actividades deportivas, recreativas y culturales donde no se actué por cuenta orepresentación del empleador

Una enfermedad profesional es toda alteración orgánica o funcional, temporal o permanenteocasionada por la exposición continua a múltiples jornadas de trabajo.

Factores determinantes de una enfermedad profesional:

1) El tiempo de exposición

2) La concentración o intensidad del riesgo.

3) La toxicidad del producto.

4) La susceptibilidad individual.

La situación del ambiente de trabajo que favorecen las apariciones de enfermedades son lassiguientes:

1) La ventilación deficiente.




194

2) El ruido excesivo.

3) La iluminación inadecuada.

4) Temperatura extrema

5) El desorden y el desaseo.

Contaminantes que pueden ocasionar enfermedades de trabajo.

1) Agente químico: plaguicidas e industriales

2) Agente físico: ruidos, vibraciones, iluminación, temperatura y radiaciones

3) Agente biológicos: virus, hongos y bacterias.

9.6.1 Clasificación de los Factores de Riesgo por Tipo de Actividad.

Se sabe que el riesgo laboral es la posibilidad de que un trabajador sufra un determinado dañoderivado del trabajos considera Factor Riesgo el elemento o conjunto de elementos que, estandopresentes en las condiciones de trabajo, pueden desencadenar una disminución en la salud deltrabajador.

Factores Físicos: Se refiere a todos aquellos factores ambientales que dependen de laspropiedades físicas de los cuerpos, tales como carga física, ruido, iluminación, radiaciónionizante, radiación no ionizante, temperatura elevada y vibración que actúan sobre lostejidos y órganos del cuerpo.

Factores Biológicos: Comprenden microorganismo que pueden causar enfermedades. Tales el caso de las bacterias, virus, hongos y parasitos. Las vías de entrada son: respiratorias,dérmica, digestiva y paren tal.

Factores Químicos: Son todos aquellos elementos y sustancias que al entrar en contactocon el organismo puedan provocar intoxicación, quemaduras o lesiones cismáticas, segúnel nivel de exposición y concentración.

Factores Ergonómicos: Involucra todos aquellos agentes o situaciones que tienen que vercon la adecuación del trabajo, o los elementos de trabajo a la fisonomía humana.Representan factor de riesgo los objetos, puestos de trabajo, máquinas, equipos yherramientas cuyo peso, tamaño, forma y diseño pueden provocar sobre-esfuerzo, asícomo posturas y movimientos inadecuados que traen como consecuencia fatiga física ylesiones osteomusculares.

Factores Eléctricos: Se refiere a los sistemas eléctricos de las maquinas, equipos, herramientas einstalaciones.




195

9.6.2 Algunas Simbologías de Factores de Riesgos.

RIESGOS FISICOS:

Caída de personas al mismo nivel

Sobreesfuerzos

Exposición a temperatura ambiente extrema

Caída de personas a distinto nivel

Iluminación nivel

RIESGOS BIOLÓGICOS:

Virus, Hongos y Bacterias

RIESGO ERGONÓMICO

Posición de fatiga

RIESGO ELÉCTRICO

Contactos eléctricos directos




196

Incendios

9.6.3 Salud y Seguridad Ocupacional.

La salud ocupacional es la disciplina de la salud que tiene por objeto la evaluación y control de losfactores de riesgo presentes en el ambiente laboral, con el objeto de prevenir las enfermedadespreexistentes y la realización de actividades de promoción y capacitación para el bienestar yadaptación de los trabajadores a sus labores los objetivos de la salud ocupacional son:

Promover y mantener el mayor grado de bienestar físico, mental y social de lostrabajadores en todas las profesiones.

Prevenir todo daño causado a estos por las condiciones de trabajo

Protegerla en el empleo contra los riesgos resultados de la presencias de agentesperjudiciales a la salud.

Colocar y mantener al trabajador en un empleo adecuado a sus aptitudes fisiológicas ypsicológicas.

En suma, adaptar el trabajo al hombre y cada hombre a su trabajo

Conceptos básicos.

Salud: Es un estado de bienestar físico, mental y social, en cualquier momento.

Trabajo: Es toda actividad realizada, con el fin de mejorar la calidad de vida.

Ambiente de trabajo: Conjunto de condiciones que rodean a la persona y quedirectamente o indirectamente influyen en su estado de salud y en su vida laboral.

Peligro: Fuente o situación con potencial de producir daño, en términos de una lesión oenfermedad.

Riesgo: Es la probabilidad de ocurrencia de un evento.

Riesgos profesionales: Es la probabilidad que un hecho lesivo ocurra a un trabajadordurante la realización de sus labores. Los Riesgos profesionales son:

Los Accidentes de Trabajo

Enfermedades Profesionales

Factores de riesgos: Son los diferentes agentes presentes en el ambiente laboral capacesde ocasionar accidentes o enfermedades de trabajo.

Incidente: Es un acontecimiento no deseado que bajo circunstancias diferentes, podríahaber resultado en lesiones a las personas o las instalaciones.




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ANEXOS




198

ANEXOS

ANEXO 1: LISTADO DE TANQUES Y CISTERNAS DEL SISTEMA ZONA NORTEY AREA METROPOLITANA DE SAN SALVADOR

No. NOMBRE MUNICIPIO CAPACIDADUTIL M3

TIPO DE ESTRUCTURA

1 Santa Tecla "A" Santa Tecla 15,500.00 Concreto reforzado y postensado

2 Santa Tecla "A" nuevo Santa Tecla 15,500.00 Concreto reforzado y postensado

3 Santa Tecla "B" Santa Tecla 4,000.00 Concreto reforzado y postensado

4 Buenos Aires Santa Tecla 1,670.00 Ladrillo armado

5 Delicias II Santa Tecla 220.00 Ladrillo armado

6 Los Chorros Santa Tecla 2,256.00 Concreto reforzado

7 La Cima Antiguo Cuscatlan 372.00 Ladrillo armado

8 Proy. Int. La Cima Antiguo Cuscatlan 69.00 Ladrillo armado

9 Antiguo Cuscatlan Antiguo Cuscatlan 6,735.00 Concreto reforzado

10 Cumbres de Cuscatlan Antiguo Cuscatlan 1,500.00 Ladrillo armado

11 R-3, la Cima Antiguo Cuscatlan 600.00 Ladrillo armado

12 R-4, la Cima Antiguo Cuscatlan 293.00 Ladrillo armado

13 Cumbres de Cuscatlan II Antiguo Cuscatlan 1,000.00 Ladrillo armado

14 Cumbres de la Esmeralda Antiguo Cuscatlan 1,000.00 Ladrillo armado

15 San Antonio Abad (T-6) San Salvador 6,000.00 Concreto reforzado y postensado

16 Chanmico San Salvador 250.00 Ladrillo armado

17 R-5 La Cima San Salvador 131.33 Ladrillo armado

18 Escalón "A" San Salvador 20,000.00 Concreto reforzado y postensado

19 Escalón "B" San Salvador 4,000.00 Concreto reforzado y postensado

20 Maquilishuat San Salvador 3,200.00 Concreto reforzado y postensado

21 Miralvalle San Salvador 6,000.00 Concreto reforzado y postensado

22 San Benito San Salvador 4,000.00 Concreto reforzado y postensado

23 San José de la Montaña 1 San Salvador 1,035.00 Concreto reforzado

24 San José de la Montaña 2 San Salvador 888.00 Concreto reforzado

25 El Socorro 1 San Salvador 935.00 Concreto reforzado

26 El Socorro 2 San Salvador 935.00 Concreto reforzado

27 Holanda 1 San Salvador 7,070.00 Concreto reforzado

28 Holanda 2 San Salvador 7,070.00 Concreto reforzado

29 Altamira RB 1 San Salvador 38.00 Ladrillo armado

30 Altamira RB 2 San Salvador 230.00 Ladrillo armado




199


TIPO DE ESTRUCTURA

31 Altamira de cola San Salvador 230.00 Ladrillo armado

32 Monserrat II San Salvador 720.00 Concreto reforzado

33 La Campestre San Salvador 780.00 Metálico

34 Las Lajas San Salvador 1,450.00 Ladrillo armado

35 Mirador Escalón San Salvador 2,400.00 Ladrillo armado

36 California San Salvador 326.00 Ladrillo armado

37 Rosales y Rosales San Salvador 350.00 Ladrillo armado

38 Vista Hermosa San Salvador 585.00 Metálico

39 San Ramón "A" Mejicanos 20,000.00 Concreto reforzado y postensado

40 Dolores Mejicanos 6,500.00 Concreto reforzado y postensado

41 San Ramón "B" Mejicanos 6,000.00 Concreto reforzado

42 Mirella Mejicanos 1,250.00 Ladrillo armado

43 Villa Mariona 2 Mejicanos 370.00 Ladrillo armado

44 Santa Rita Mejicanos 531.00 Mampostería de ladrillo cosido

45 El Carmen Ayutuxtepeque 20,000.00 Concreto reforzado y postensado

46 Terminal No.1 Ayutuxtepeque 20,000.00 Concreto reforzado y postensado

47 Terminal No.2 Ayutuxtepeque 20,000.00 Concreto reforzado y postensado

48 Scandia Ayutuxtepeque 3,000.00 Concreto reforzado

49 Santísima Trinidad Ayutuxtepeque 2,259.00 Mampostería de bloque deconcreto

50 Las Margaritas Cuscatancingo 880.00 Ladrillo armado

51 Nuevo Cayala Ciudad Delgado 400.00 Mampostería de ladrillo cosido

52 San José Cortéz Ciudad Delgado 250.00 Mampostería de ladrillo cosido

53 Bella Vista nuevo Soyapango 15,000.00 Concreto reforzado y postensado

54 Bella Vista viejo Soyapango 5,996.00 Concreto reforzado y ladrillo

55 Bosques de Prusia Soyapango 753.00 Mampostería de ladrillo cosido

56 La Coruña Soyapango 314.00 Mampostería de ladrillo cosido

57 Montes 5-1 Soyapango 379.00 Mampostería de ladrillo cosido

58 Montes 5-2 Soyapango 366.00 Concreto reforzado

59 Buena Vista Soyapango 4,000.00 Concreto reforzado y postensado

60 Guayacan Soyapango 380.00 Ladrillo armado

61 Montes de san Bartolo 1 Soyapango 680.00 Ladrillo armado

62 Amatepec 1 Soyapango 235.00 Ladrillo armado

63 Amatepec 2 Soyapango 235.00 Ladrillo armado

64 San Rafael Ilopango 50.00 Ladrillo armado

65 Las Delicias de San Ilopango 100.00 Ladrillo armado




200


TIPO DE ESTRUCTURA

Bartolo

66 Apulo Ilopango 50.00 Mampostería de ladrillo cosido

67 Tanque las DeliciasAltavista

San Martín 2,000.00 Concreto reforzado

68 Tanque Veracruz Roble San Martín 2,000.00 Metálico

69 Tanque 2000 San Martín 2,000.00 Concreto reforzado

70 Tanque 1000 San Martín 1,000.00 Ladrillo armado

71 Las Palmas San Martín 312.00 Ladrillo armado

72 El Ciprés San Marcos 2,036.00 Ladrillo armado

73 El Milagro San Marcos 1,350.00 Ladrillo armado

74 10 De Octubre San Marcos 441.00 Ladrillo armado

75 Montecristo San Marcos 393.00 Ladrillo armado

76 Cementerio 1 San Marcos 107.00 Ladrillo armado

77 Cementerio 2 San Marcos 264.00 Ladrillo armado

78 Mirador los Planes de R. Panchimalco 480.00 Metálico

79 Panchimalco 1 Panchimalco 500.00 Ladrillo armado

80 Panchimalco 2 Panchimalco 200.00 Ladrillo armado

81 Torre y tanque Opico San Juan Opico 1,000.00 Concreto reforzado

82 Colombia Quezaltepeque 1,000.00 Concreto reforzado

83 Tanque Ciudad Obrera (E-28)

Nejapa 1,100.00 Ladrillo armado

84 Tanque Ciudad Obrera (E-28)

Nejapa 1,100.00 Ladrillo armado

85 Estación Central Nejapa 4,000.00 Concreto reforzado y postensado

TOTAL 270,599.33

CISTERNAS DE SUCCION PARA BOMBEO

No. NOMBRE MUNICIPIO CAPACIDAD UTIL M3

1 Delicias No.1 Santa Tecla 23.002 El Desvío Antiguo Cuscatlan 50.003 El Colegio Antiguo Cuscatlan 71.004 El Espino Antiguo Cuscatlan 150.005 La Cima R-4 San Salvador 346.006 Río Urbina San Salvador 25.007 Santa Carlota San Salvador 100.008 Circulo Estudiantil San Salvador 100.009 Caites del Diablo San Salvador 213.00

10 El Coro San Salvador 228.00




201

11 La Chacra San Salvador 183.0012 Monte Cielo (T-4) San Salvador 50.0013 San Antonio Abad (T-6) San Salvador 10.0014 R-5 la Cima San Salvador 22.0015 San Patricio R-1 San Salvador 100.0016 Villa Mariona No.1 Mejicanos 265.0017 El Zapote Ayutuxtepeque 500.0018 Ciudad Futura Cuscatancingo 277.0019 Margaritas 5a. Etapa Soyapango 314.0020 Amatepec Soyapango 75.0021 Sierra Morena No.1 Soyapango 35.0022 Sierra Morena No.2 Soyapango 100.0023 Margaritas 3a. Etapa Soyapango 880.0024 El Limón Soyapango 312.0025 Santa Lucia 1 Ilopango 333.0026 Santa Lucia 2 Ilopango 129.0027 IUSA 1 Ilopango 242.0028 IUSA 2 Ilopango 300.00

29 Alta vista No.2 IlopangoC1=874.00 C2= 874.00

y C3=176.0030 San Bartolo/San Felipe Ilopango C1=19.00 C2= 30.0031 Alta vista No.1 Ilopango 176.0032 Cima de San bartolo Ilopango 270.0033 Nuevos Horizontes No.2 Ilopango 100.0034 Nuevos Horizontes No.1 San Martín 100.0035 Los Cocos San Martín 42.0036 Alta vista No.3 San Martín 170.0037 Alta vista No.4 San Martín 10.0038 Vivero Roble San Martín 300.0039 Changuiste Perulapía 128.0040 Milagro Rebombeo San Marcos 50.0041 10 De Octubre San Marcos 50.0042 Florencia San Marcos 150.0043 Valle de San Marcos San Marcos 150.0044 Las Conchas San Marcos 102.0045 Las Cataratas Panchimalco 75.0046 El Puente Panchimalco 75.0047 San Lorenzo San Juan Opico 101.0048 La Toma Z.N. Quezaltepeque 896.0049 El Castillo Nejapa 66.0050 Santa Marta Apopa 180.0051 San Andres Apopa 504.0052 Popotlan Apopa 50.0053 La Cancha Apopa 360.0054 El Cafetal Santiago Texacuangos 440.00

Total: 11,951.00



San Salvador 2011

202Revisión de documento: 2.0

ANEXO 2: LISTADO DE PLANTAS DE BOMBEO DONDE SE NECESITA MACROMEDICIÓN

SAN LORENZO - E1

Corr. UbicaciónDiametro de

tubería Marca Capacidad Estado Tipo de Daño Observaciones

1

Tubería de salida de los equipos debombeo, hay un tapón de 1.5 pulgadasdonde esta perforada la tubería y ahíestaba instalado el sensor tipo propela, suconexión iba hacia el medidor que estabainstalado en una caja para intemperie a unlado de la tubería.

30 pulgadas

Sensor: IMEDINSTRUMENTmodelo PT-200G-8.Medidor: FIT-10

------ Malo

Medidordañado hacemuchotiempo

Se recomienda instalarmedidor nuevo.

POZOS DE OPICO

1

Pozo 1 de opico, tubería de salida tieneun medidor en un tramo de tubería tipoventury de 10 plg de diámetro y 24 plg delargo. 10 pulgadas

Leopold ------ ------



2 Pozo 2 de opico, tubería de salida

10 pulgadas

no hay ------ ------ ------

en tubería antigua hayun Leopold tipo venturyde 8 plg de diametro y27.5 plg largo. Serecomienda instalarmedidor nuevo entubería nueva

3 Pozo 3 de opico, tubería de salida12" pulgadas

No hay ------ ------ ------ Se recomienda instalarmedidor nuevo.

4 Pozo 3A de opico, tubería de salida12" pulgadas


5

Pozo 4 de opico, tubería de salida tieneun medidor en un tramo de tubería tipoventury de 10 plg de diámetro y 27 plg delargo. 12" pulgadas

Leopold ------ ------



SISTEMA 3 POZOS



San Salvador 2011


1

Chanmico Pozo # 1, tubería de salidatiene un sensor de propela en un tramo detubería de 10 plg de diámetro y 27 plg delargo. 10 pulgadas

Macrometer ------ Malo



2Chanmico Pozo # 2 10 pulgadas


3Pozo Playon, tubería de salida tiene unsensor de propela en un tramo de tuberíade 12 plg de diámetro y 27 plg de largo. 12" pulgadas

No hay ------ Malo



4Pozo Viejo Colombia 12" pulgadas


5Pozo Nuevo Colombia 12" pulgadas


6 Pozo Colombia 4 el medidor se dañó

LA TOMA

1 Tubería de salida de los equipos debombeo, de cámara húmeda 24 pulgadas Se recomienda instalar

medidor nuevo.

ESTACION CENTRAL - E3

1

Tubería de salida de los equipos debombeo, en caja de visita conocida como"caja D" de 6 mts de profundidad, solo seobserva el lado superior de la tubería deimpelencia, el sensor tipo propela estáinstalado en la tubería en una perforaciónde 1.5 pulgadas, su conexión iba hacia elmedidor que estaba instalado en una cajapara intemperie afuera de la caja de visita.

42 pulgadas


------ Malo



SAN RAMÓN "A" - E4



San Salvador 2011


1

Tubería de salida de los equipos debombeo, en una caja de visita de 10 mtsde profundidad, solo está vista la partesuperior de la tubería de impelencia, elsensor tipo propela está instalado en latubería en una perforación de 1.5pulgadas, su conexión iba hacia elmedidor que estaba instalado en una cajapara intemperie afuera de la caja de visita.

30 pulgadas


------ Malo

medidor sedañó hacemuchotiempo


2 Tuberia de salida hacia Tanque Miralvalle 20 pulgadas


------ Malo



ESCALÓN "A" - E5

1

Tubería de salida de los equipos debombeo, el sensor tipo propela estáinstalado en la tubería en una perforaciónde 1.5 pulgadas, su conexión iba hacia elmedidor que estaba instalado dentro de lacaseta del operador

30 pulgadas


------ Malo





San Salvador 2011


SISTEMA GULUCHAPA - JOYA GRANDE

PLANTA DE TRATAMIENTO GULUCHAPA

Corr UbicaciónDiametro de

tubería Marca Capacidad Estado Tipo de Daño Observaciones

1 Salida de la cisterna #3 hacia la cisterna #1 8 pulgadas WARNING No se

identifica Malo

Fuera deserviciodesde hacemuchotiempo

Recomendable instalarun macromedidor

2 Salida de la cisterna # 2 a impelenciaSanta Lucia 14 pulgadas HE-FLUWTEC

VARIOMAN

1100 m3/h(Operandoal 100 %)

Malo



3 Salida de la cisterna # 1 a la impelenciaSanta Lucia 14 pulgadas HE-FLUWTEC

VARIOMAN

700 m3/h(Operandoal 100%)

Malo



4 Entrada planta # 1 Guluchapa 8 pulgadas WARNING Noidentificada Malo


Recomendable instalarun macromedidor nuevo

5 Entrada planta # 2 Guluchapa 20 pulgadas Mx Ultra Mag Noidentificada Malo



6 Entrada planta # 3 Guluchapa 10 pulgadas WARNING Noidentificada Malo



POZOS



San Salvador 2011


1 Salida de pozo Producción 1 8 pulgadas Mx Ultra Mag Noidentificada Bueno ------ ------

2 Salida de pozo Producción 2 10 pulgadas Mx Ultra Mag Noidentificada Malo

No sevisualizadatos en lapantalla

Revisión por técnico

3 Salida de pozo Producción 3 8 pulgadas Mx Ultra Mag Noidentificada Bueno ------ ------

4 Salida de pozo Producción 4 8 pulgadas Mx Ultra Mag Noidentificada Malo

No sevisualizadatos en lapantalla

Revisión por técnico

5 Salida de pozo RB16 Salida de pozo cuaya 27 Salida de pozo cuaya 2B

8 Salida de pozo 6 gemelo B 8 pulgadas AHS Noidentificada Bueno ------ ------

9 Salida de pozo cuaya 7B

AREA METROPOLITANA DE SAN SALVADOR

No. NOMBRE DELA PLANTA MUNICIPIO AFORO

FECHADE

AFORODIRECCION CANTIDAD

DIAMETRODE

TUBERIA

PRESIONDE

TRABAJO(psi)

1 Pozo 9, Nejapa. Nejapa 27.7 13-jul-10Lotificación el cambio, Km. 21 1/2 linea ferreaCanton galera quemada carretera a Nejapa,Quezalt.

16"

2 Pozo 8, Nejapa. Nejapa 25.43 13-jul-10 Carret. A Quezaltep. Km. 20 y calle a RellenoSanitario, Hacienda Mapilapa, Nejapa. 1

8"

3 Pozo 6, Nejapa Nejapa 22.68 13-jul-10 Carretera a Quezaltepeque Km.19, Canton ElConacaste, Nejapa 1

6" 105

4 Reb. Castaño 1(Manantial) Nejapa 110.29 13-jul-10 Hacienda el castaño, Nejapa 1

8" 142



San Salvador 2011



FECHADE


DIAMETRODE

TUBERIA

PRESIONDE

TRABAJO(psi)

5 Reb. Castaño 2 Nejapa 79.58 2-sep-08 Hacienda el castaño, Nejapa 1 4"6 Pozo Castaño 2 Nejapa 77.92 13-jul-10 Hacienda el castaño, Nejapa 1 8" 145

7 La Cancha,pozo 1 Apopa 23.44 7-jun-10 Caserio el Castillo, calle a Col.los Angeles, canton

el Angel, carretera a Quezaltepeque 16"

8 Captación elCastillo Apopa 38.51 1-jun-10 Caserio el Castillo, calle a Col.los Angeles, canton

el Angel, carretera a Quezaltepeque 1 4"

9 Pozo Sta. Marta# 2 Apopa 4.32 22-abr-10 Carretera T.del Norte, Km.11, calle ppal. Col.Santa

Marta, Apopa 1 3" 60

10 Pozo CayalaNuevo Apopa 1.72 7-jun-10 Calle troncal del norte, Km. 10 1/2 Ciudad Delgado.

Col. Nueva Cayala 13"

11 Pozo SanAndres Apopa 5.49 7-jun-10 Col. San Andres, calle ppal.y calle a col.Chituc,

Apopa 1 4" 36

12 Pozo Popotlan# 5 Apopa 20.79 14-jul-10 Colonia popotlan II, frente a urbanizacion valle

verde III, Apopa 1 6"

13 Pozo Popotlan# 4 Apopa 22.53 14-jul-10 Colonia popotlan II, frente a urbanizacion valle

verde III, Apopa 1 6"

14 Pozo Popotlan# 3 Apopa 8.27 14-jul-10 1

15 Pozo CiudadFutura Cuscatancingo 7.9 13-may-

10Col. Ciudad Futura, final pasaje # 39, Pol. 39,Cuscatancingo. 1

3"

16 Pozo VillaMariona 1 Cuscatancingo 23.05 3-nov-10 Col.Villa Mariona I final calle ppal.Cuscatancingo 1 85

17 Pozo MargaritasMejicanos Ayutuxtepeque 21.7 27-jul-10 5a. Avenida Norte y final autopista norte,

Mejicanos. 16" 45

18Pozo SanMiguelMejicanos # 1

Ayutuxtepeque 31.99 27-jul-10Calle al plan del pito, pasaje 9, San MiguelMejicanos, Col.San Antonio, Ayutuxtepeque. 1

8" 55

19Pozo SanMiguelMejicanos # 2

Ayutuxtepeque 30.56 8-ago-10Calle al plan del pito, pasaje 9, San MiguelMejicanos, Col.San Antonio, Ayutuxtepeque. 1

8" 55

20 Pozo Zacamil 2 Mejicanos 59.05 27-jul-10 Centro Urb.José Simeon Cañas calle ppal. frente aedificios 1 y 2 Zacamil, Mejicanos. 1

10" 40

21 PozoUniversitaria Mejicanos 29.84 19-jul-10 Boulevard Universitaria,3ra.C.Pte. Y 21 Av.Nte. Av.

Don Bosco, Col. Libertad. 1 10" 40



San Salvador 2011



FECHADE


DIAMETRODE

TUBERIA

PRESIONDE

TRABAJO(psi)

22 Pozo 3 sanRamón B Mejicanos 55.05 8-sep-10 Calle al volcan, Col. Mirella, Canton San Ramon,

Mejicanos. 1 8"

23 Pozo San Joséde la Montaña San Salvador 41.13 6-may-10 1ra.c.poniente y final Boulevard Constitucion San

Ant.Abad 18"

24 Pozo EstadioNo.1 San Salvador 67.38 6-may-10 Col. Flor blanca 49 Av. Sur, frente al Estadio Flor

Blanca, S.S. 1 8"

25 Pozo El Espino2

AntiguoCuscatlan 29.48 6-abr-10 Calle Chiltiupán, finca El Espino, costado Poniente

de Escuela Militar, Ciudad Merliot. 18" 55

26 Pozo El Espino3



27 Pozo El Espino4



28 Pozo El Espino1



29 Pozo Jardinesde la hda.

AntiguoCuscatlan 20.83 6-may-10 Final Calle el pedregal Ote.Jardines de la Hacienda

Ciudad Merliot, Antiguo Cuscatlán 16" 70

30Pozo 1Cumbres deCuscatlan 1

AntiguoCuscatlan 28.14 28-may-

10Calle plan de La Laguna, Antiguo AntiguoCuscatlán. 1

8" 110

31Pozo 2Cumbres deCuscatlan 1

AntiguoCuscatlan 38.69 28-ago-10 Calle plan de La Laguna, Antiguo

AntiguoCuscatlán. 18" 80

32 Pozo Cumbres2

AntiguoCuscatlan 19.33 12-ene-10 Final Av. Teotl, Antiguo Cuscatlán 1 8" 80

33 Pozo Cumbresde la Esmeralda

AntiguoCuscatlan 11.48 5-may-10 Calle Teotl Urb.Cumbres de Cuscatlan

Ant.Cuscatlan 16" 100

34 Pozo AntiguoCuscatlan No.2

AntiguoCuscatlan 33.96 20-jul-10 Col. La Sultana y Av. Ant.Cusc. Frente a entrada

peatonal de la UCA, Antiguo Cuscatlán 1 10" 100



peatonal de la UCA, Antiguo Cuscatlán 1 8" 100



peatonal de la UCA, Antiguo Cuscatlán 110" 100



San Salvador 2011



FECHADE


DIAMETRODE

TUBERIA

PRESIONDE

TRABAJO(psi)

37 Pozo LaSultana

AntiguoCuscatlan 23.69 28-ago-10 Col.La Sultana, calle Antiguo Via Ferrocarril y calle

Las Dalias, Ant.Cusc. 18" 100

38 Pozo AltamiraNo. 3 San Salvador 30.82 03-jun-10 Urb.Altamira S/calle Guardabarranco (pozo # 3) 1 6" 220

39 Pozo AltamiraNo. 2 San Salvador 6.20 03-jun-10 Urb.Altamira S/calle Guardabarranco (pozo # 3) 1 4"

40 Pozo Cima II San Salvador 11.32 20-sep-10 Calle.Ppal.senda 2 Pje.la bomba final Ant.Cusc. 1 4" 8041 Pozo Cima 4 San Salvador 51.51 18-oct-10 Final Calle El Gabilan, Col. Cima 4 1 260

42 San Patriciopozo San Salvador 29.01 23-nov-10 Comunidad San Patricio y final calle San Patricio,

La Cima 1 6"

43 San Patriciopozo Nuevo San Salvador 26.23 23-nov-10 Comunidad San Patricio y final calle San Patricio,

La Cima 16"

44 Pozos lasBrisas N° 2 San Salvador 19.98 15-nov-10 Final Calle Irazu, Fte. Jnes del Recuerdo 1 80

45 PozoMontserrat 2 San Salvador 6.12 06-may-

10Final pasaje Gonzalez y final 49 Av. Sur, Col.Monserrat. 1 8" 60

46 Pozo # 1California San Jacinto 28.01 19-abr-10 Carret. a Planes de Renderos, Col.California, Calle

los Angeles y final pasaje las Colinas. 1 6"

47 Pozo # 2California San Jacinto 18.17 19-abr-10 Carret. a Planes de Renderos, Col.California, Calle

los Angeles y final pasaje las Colinas. 14"

48 CaptacionesHilohuapa Panchimalco 6.95 30-sep-10 Carretera a Planes de Renderos Km. 6.

Panchimalco 14"

49 Captación LaDanta San Jacinto 5.54 27-may-

10

50 Pozo BalboaNo. 1 Panchimalco 15.93 25-ago-10 finca Balboa Planes de Renderos, Contiguo a

parque Balboa. 16" 100

51 Pozo Arenal Panchimalco 24.80 15-oct-10 Calla al Divisadero Panchimalco 1 4" 190

52 PlantaCataratas Panchimalco 19.53 19-may-

10 Carretera a Panchimalco Km.13 14" 6" 380

53Planta SantaCarlota(Captación)

San Jacinto 31.24 29-oct-10 Calle Lara y final calle la piscina col.Sta.Carlota 16" 110



San Salvador 2011



FECHADE


DIAMETRODE

TUBERIA

PRESIONDE

TRABAJO(psi)

54 Pozo SantaCarlota N° 4

San Jacinto 15.84 14-may-10 Calle Lara y final calle la piscina col.Sta.Carlota


San Jacinto 7.89 14-may-10 Calle Lara y final calle la piscina col.Sta.Carlota


San Jacinto 39.99 16-abr-10 Calle Lara y final calle la piscina col.Sta.Carlota

57 Pozo LasConchas San Jacinto 7.44 02-jun-10 Colonia Las Conchas, Calle Benjamin Orosco,

Barrio San Jacinto. 13" 60

58 Pozo La MilitarNo. 3 San Jacinto 24.65 17-jun-10 Final 2a. Av. Sur, Col. Militar San Jacinto S.S. 1 10" 100

59 Pozo America San Jacinto 13.92 13-sep-10 Calle a San Marcos, Km. 3 1/2, Col.América 1 4" 70

60 Pozo 1 en Rb.Milagro San Marcos 13.50 07-jun-10 Carretera a San Marcos Km 5 1 4" 20

61 Pozo 2 en Rb.Milagro San Marcos 37.73 07-jun-10

Carretera a San Marcos, Km. 4 1/2, frente a Dicasa,Col. Milagro, San Marcos.Frente a . MercadoMunicipal

1

62 Pozo Milagro 1 San Marcos 13.37 11-may-10


14" 70

63 Pozo Milagro 2 San Marcos 12.43 11-may-10


12"

64 Pozo Milagro 3 San Marcos 58.78 11-jun-10Carretera a San Marcos, Km. 4 1/2, frente a Dicasa,Col. Milagro, San Marcos.Frente a . MercadoMunicipal

180 90

65 Captación deCuapa San Marcos 5.25 30-sep-10 Col.y Canton Los Angeles ant.Calle al litoral Km. 7

San Marcos. 1 4"

66 Pozo Apulo Ilopango 9.73 09-jun-10 Carret.al lago de Ilopango Canton Dolores Calle aCorinto Km.11 1

4"

67 Pozo NuevosHorizontes 1 San Martín 8.77 09-jun-10 Final calle Ppal.San Felipe,San Martin 1

6"

68 Pozo NuevosHorizontes 2 San Martín 6.37 19-ene-10 Final calle Ppal.San Felipe,San Martin 1 6"



San Salvador 2011



FECHADE


DIAMETRODE

TUBERIA

PRESIONDE

TRABAJO(psi)

69 Chaguiste pozo1 Perulapia 17.98 09-jun-10 Calle a Suchitoto Km.23 san Bartolome Perulapia 1 4"

70 Chaguiste pozo2 Perulapia 27.76 09-jun-10 Calle a Suchitoto Km.23 san Bartolome Perulapia 1

4"

71 Chaguiste pozo3 Perulapia 23.28 09-jun-10 Calle a Suchitoto Km.23 san Bartolome Perulapia 1

4"

72 Pozo Montes deSan Bartolo 1 Soyapango 2.65 16-jun-10 Sobre carretera de oro por cancha de futbol Urb.

Montes de San Bartolo No.1 14"

73 Pozo Montes deSan Bartolo 4 Soyapango 8.21 16-jun-10 Urb.Montes de san Bartolo IV Carretera

tonacatepeque atras fabrica Insa. 1 4"

74 Pozo 1 LaGuayacán Soyapango 14.51 16-jun-10 Col.Guayacán contiguo a Urb.El Limón 1 4"

75 Pozo El Limón 1 Soyapango 8.33 24-may-10 Urbanizacion el limon Soyapango 1

4"

76 Pozo San JoséCortez Ciudad Delgado 28.52 2-jun-10 Calle el arenal Canton san Jose Cortez C.Delgado 1 6" 190

77 Pozo MargaritasS. No. 1 Soyapango 6.06 24-may-

10Final Av. Prusia, contiguo a pasaje No.28 Urb.LasMargaritas 1 Soyaopango 1

4"

78 Pozo MargaritasS. No. 3 Soyapango 8.83 24-may-

10 Urb.Las Margaritas Boulevard lasPavas 1 6"

79 Pozo La Coruña Soyapango 15.16 14-ene-10 Final pasaje Hidalgo, Col. La Coruña, Soyapango. 1 4"

80 Pozo SierraMorena 3 Soyapango 7.87 14-ene-10 Av.Cerro verde final calle san Jacinto frente a

pol.70 14" 120

81 Pozo Altos delCerro Soyapango 15.14 14-ene-10 Av. Los pinos Urb. Altos del Cerro, Soyapango. 1 6"

82Amatepec(salida de laplanta)

Soyapango 11.96 2-jun-10 Col. Amatepec, final pasaje # 9, Soyapango. 16" 155

83 El Coro (salidade la planta) San Salvador 109.88 17-nov-10 Final 6a. Calle oriente y calle el coro, Colonia

quiñones, San Salvador. 114" 190

84 La chacra San Salvador 224.74 31-may-10

Colonia la Chacra, contiguo a cancha de fútbolrápido de col. La Chacra, San Salvador. 2 8" 10" 180



San Salvador 2011



FECHADE


DIAMETRODE

TUBERIA

PRESIONDE

TRABAJO(psi)

85Caites delDiablo (salidade la planta)

San Salvador 202.90 17-nov-10 Final calle molsa entre ex policia de Hacienda yurbanizacion altos del boulevard. 1

10" 145/150

86Planta RíoUrbina (salidade la planta)

San Salvador 88.00 31-may-10

Carretera Troncal del Norte a la par de la exGuardia Nacional 1

6" 105

87PozoCentroamérica3

San Salvador 43.91 3-may-10 Col. Centro America, Calle Managua, Atrás delMundo Feliz, San salvador 1

8" 115

88PozoCentroamérica4

San Salvador 38.42 3-may-10 Col. Centro America, Calle Managua, Atrás delMundo Feliz, San salvador 1

8" 115

89 Pozos SocorroN° 1 San Salvador 78.58 13-oct-10

90 Pozos SocorroN° 2 San Salvador 19.12 13-oct-10

91 TanqueTerminales Ayutuxtepeque Col. Scandia, Final Col. Dinamarca Cerro El

Carmen y Calle al Tanque Ayutuxtepeque 1 30"

92 Tanque BellaVista Soyapango Col.Bella Vista final C.Ppal.y final Pje.# 4,

Soyapango 1



San Salvador 2011


ANEXO 3: FORMATOS UTILIZADOS EN PLANTAS DE BOMBEO PARA REGISTRO DE LA OPERACIÓN



San Salvador 2011




San Salvador 2011


ANEXO 4: EJEMPLO DE IMPLEMENTACIÓN DE MEDIDAS DE AHORRO CONLA INSTALACIÓN DE UN VARIADOR DE FRECUENCIA PARA CONTROLAR LAVELOCIDAD DEL MOTOR EN LA ESTACION DE BOMBEO CAITES DELDIABLO.

Este método de ahorro de energía es controlando la velocidad de la bomba con un inversor.

Esta técnica nos es solo para el ahorro de energía también ayuda controlar la presión del agua y para disminuir lasfugas

Situación Antes de la implementación de Medidas(2008-2009)

Situación después de la implementación de lasMedidas (2010-2011)

M o n t hT o t a l

P o w e r C o n s u m p t i o n( k W h )

M o n t h l y M a x .D i s t r i b u t i o n P o w e r

( k W )

T o t a lE l e c t r i c i t y B i l l

( U S $ )

J a n / 2 0 0 8F e b / 2 0 0 8

M a r / 2 0 0 8A p r / 2 0 0 8M a y / 2 0 0 8 1 8 1 , 4 4 0 . 0 0 2 6 4 . 0 0 $ 2 0 , 1 1 7 . 1 3J u n / 2 0 0 8 1 8 4 , 0 4 1 . 6 0 2 6 4 . 0 0 $ 2 0 , 3 9 2 . 9 2J u l / 2 0 0 8

A u g / 2 0 0 8 1 8 7 , 4 8 8 . 0 0 2 6 4 . 0 0 $ 2 4 , 0 9 9 . 2 4S e p / 2 0 0 8 1 7 2 , 0 3 2 . 0 0 2 6 4 . 0 0 $ 2 3 , 2 0 3 . 0 8O c t / 2 0 0 8 1 8 2 , 0 0 1 . 6 0 2 6 4 . 0 0 $ 2 7 , 9 6 6 . 1 0N o v / 2 0 0 8 1 7 8 , 3 3 4 . 4 0 2 5 9 . 2 0 $ 2 0 , 6 2 5 . 4 4D e c / 2 0 0 8 1 8 1 , 9 1 0 . 4 0 2 6 4 . 0 0 $ 2 4 , 5 5 8 . 8 0

J a n / 2 0 0 9 1 8 0 , 3 9 3 . 6 0 2 6 4 . 0 0 $ 2 8 , 5 3 9 . 4 5F e b / 2 0 0 9 1 6 7 , 1 9 8 . 4 0 2 6 4 . 0 0 $ 2 3 , 7 0 8 . 5 7

M a r / 2 0 0 9 1 6 5 , 4 8 9 . 6 0 2 6 4 . 0 0 $ 2 6 , 0 6 7 . 3 0A p r / 2 0 0 9 1 8 4 , 7 0 4 . 0 0 2 6 4 . 0 0 $ 3 0 , 7 7 0 . 9 6M a y / 2 0 0 9 1 6 8 , 1 9 2 . 0 0 2 6 4 . 0 0 $ 2 8 , 8 2 5 . 4 8J u n / 2 0 0 9 1 6 9 , 5 3 6 . 0 0 2 6 4 . 0 0 $ 2 8 , 9 1 9 . 2 8J u l / 2 0 0 9 1 8 8 , 0 1 6 . 0 0 2 6 4 . 0 0 $ 3 1 , 3 8 3 . 4 7

A u g / 2 0 0 9 1 7 3 , 1 8 4 . 0 0 2 6 4 . 0 0 $ 2 9 , 2 9 5 . 0 4S e p / 2 0 0 9 1 7 4 , 6 7 2 . 0 0 2 6 4 . 0 0 $ 2 9 , 9 6 4 . 9 5O c t / 2 0 0 9 1 7 8 , 9 2 0 . 0 0 2 6 4 . 0 0 $ 2 7 , 8 1 5 . 1 6N o v / 2 0 0 9 1 6 8 , 1 2 0 . 0 0 2 6 8 . 8 0 $ 2 4 , 4 4 1 . 7 1D e c / 2 0 0 9 1 7 5 , 0 3 2 . 0 0 2 6 4 . 0 0 $ 2 7 , 3 5 3 . 9 5

J a n / 2 0 1 0 1 8 2 , 1 3 6 . 0 0 2 6 8 . 8 0 $ 3 1 , 2 5 2 . 9 3F e b / 2 0 1 0 1 7 5 , 9 6 8 . 0 0 2 6 8 . 8 0 $ 2 6 , 3 7 8 . 2 7

n o h a y f a c t u r an o h a y f a c t u r an o h a y f a c t u r an o h a y f a c t u r a

n o h a y f a c t u r a

M o n t hT o t a l

P o w e r C o n s u m p t i o n( k W h )

M o n t h l y M a x .D i s t r i b u t i o n P o w e r

( k W )

T o t a lE l e c t r i c i t y B i l l

( U S $ )

M a r / 2 0 1 0 1 7 5 ,4 8 8 .0 0 2 6 8 .8 0 $ 2 6 ,3 8 5 .5 0A p r / 2 0 1 0 1 5 7 ,7 7 6 .0 0 2 6 8 .8 0 $ 2 7 ,9 5 4 .5 7M a y / 2 0 1 0 1 6 8 ,5 1 8 .4 0 2 8 3 .2 0 $ 3 0 ,8 7 2 .5 7J u n / 2 0 1 0 1 6 4 ,2 1 7 .6 0 2 7 3 .6 0 $ 2 9 ,6 2 4 .0 7J u l / 2 0 1 0 1 5 3 ,9 8 4 .0 0 2 7 3 .6 0 $ 2 7 ,4 8 6 .7 0

A u g / 2 0 1 0 1 5 5 ,6 1 6 .0 0 2 6 8 .8 0 $ 2 7 ,9 2 5 .2 7S e p / 2 0 1 0 1 6 6 ,7 5 2 .0 0 2 7 3 .6 0 $ 2 9 ,8 4 9 .6 4O c t / 2 0 1 0 1 6 3 ,0 5 6 .0 0 2 7 3 .6 0 $ 2 5 ,0 9 6 .7 4N o v / 2 0 1 0 1 6 2 ,6 7 2 .0 0 2 7 3 .6 0 $ 2 3 ,8 4 9 .2 3D e c / 2 0 1 0 1 6 4 ,7 0 2 .4 0 2 6 8 .8 0 $ 2 4 ,1 2 4 .4 5

J a n / 2 0 1 1 1 5 8 ,5 2 9 .6 0 2 6 8 .8 0 $ 2 5 ,1 8 6 .8 4F e b / 2 0 1 1 1 5 0 ,1 9 2 .0 0 2 6 8 .8 0 $ 2 4 ,5 6 3 .7 1M a r / 2 0 1 1 1 6 0 ,7 0 4 .0 0 2 6 8 .8 0 $ 2 6 ,1 8 1 .9 4A p r / 2 0 1 1 1 5 9 ,8 8 8 .0 0 2 6 8 .8 0 $ 2 9 ,2 1 6 .5 7M a y / 2 0 1 1 1 6 1 ,9 0 4 .0 0 3 2 6 .4 0 $ 3 0 ,7 9 3 .7 8

La tabla anterior es un consolidado de facturacion deenergia electrica de los años 2008 y 2009, en el cual esta

reflejado el consumo de energia electrica la potenciaconsumida y el costo de la facturacion de energia con el

sistema de regulacion de velocidad

La tabla anterior es un consolidado de la facturaciónde energía eléctrica a partir del mes en que entro enfuncionamiento el variador de frecuencia al equipo 1,en el cual se refleja la disminución en el consumo de

energía.



San Salvador 2011


Situ

ació

n A

ntes

de

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Med

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Situ

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ción

de

las

Med

idas

Situación Antes de la implementación deMedidas

Situación después de la implementación de lasMedidas

Diagrama que muestra cómo se encontraba operando elequipo 1, sin control de velocidad y trabajando sin

sensores de medición y control hidráulico.

Diagrama que muestra donde se instaló el VFD alequipo 1, para el control de velocidad, trabajando consus sensores de medición y control de presión y flujo.



San Salvador 2011


Situ

ació

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taci

ón

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Simulación de la Situación después de laimplementación de las Medidas

Las gráficas muestran cómo se encontraba la presión y elconsumo de potencia del equipo 1, durante las 24 horas.

Del día, presión de trabajo variable y consumo depotencia constante, sin variación de velocidad.

Las gráficas muestran el comportamiento del equipo1 durante las 24 horas del día a presión constante y

consumo variable, con variación de velocidad delequipo.



San Salvador 2011


LISTA DE MATERIALES USADOS EN LA INSTALACIÓN DE VARIADOR DE FRECUENCIA ENLA ESTACION DE BOMBEO CAITES DEL DIABLO

COSTOS DE INVERSION E. B. CAITES DEL DIABLO

No. Materiales y equipos cantidad unidadprecio

unitario"US$"

Total "US$"

1 Suministro de VFD de 200 HP. 1 c/u 17,200.00 17,200.002 Suministro de Panel de instrumentos 1 c/u 4,494.00 4,494.00

3 Suministro de caudalímetro electromagnético, paratubería de 10".

1 c/u 3,871.00 3,871.00

4 Suministro de sensor de niveles. 1 c/u 456.00 456.005 Suministro de sensor de presión digital. 1 c/u 754.00 754.006 Suministro de Cable THHN No. 1/0 253 mts 5.97 1,510.41

7 Suministro de Cable de control multipar No. 18,apantallado.

73 mts 12.62 921.26

8 Suministro de cable No. 14 AWG 7/C 86 mts 6.14 528.049 Suministro de cable No. 12 AWG. 116 mts 1.60 185.60

10 Construccion de base de concreto y canaleta paracables eléctricos

1 s/g 100.00 100.00

11 Suministro de Tubería conduit de 1/2" 4 c/u 10.00 40.0012 Sumnistro de Curva conduit de 1/2" x 90º 7 c/u 5.00 35.00

13 Suministro de Terminales de cobre para entallar, paracable No. 1/0

12 c/u 1.90 22.80

14 Construcción de carrete bridado de 10" 2 c/u 100.00 200.0015 Mano de Obra 10 c/u 300.00 3,000.00

33,318.11Total "US$"



San Salvador 2011


ANEXO 5: EJEMPLO DE IMPLEMENTACIÓN DE MEDIDAS DE AHORRO CONLA INSTALACIÓN DE UN BANCO DE CAPACITORES

Se estaba pagando una penalización (multa) mensual a la distribuidora de energía eléctrica (CAESS) por tener unfactor de potencia inferior al 90%, por lo que estudio la forma de instalar un banco de capacitores automático para

la corrección del factor d potencia y llevarlo a un valor de 95%.

Situación Antes de la implementación de Medidas(2008-2009)

Situación después de la implementación de lasMedidas (2010-2011)

Month Consumo Total deEnergia (kWh)

Factor dePotencia

Promedio (% )

Cobro Extrapor el F.P Bajo

(US$)

Total de laFactura

Electrica (US$)

Jan / 2008 69,729.60 75.3 $963.53 $11,117.47Feb / 2008 73,377.60 75.4 $1,007.83 $13,191.18Mar / 2008 70,224.00 75.4 $965.96 $11,275.08Apr / 2008 73,200.00 75.4 $1,024.11 $11,791.51May / 2008 72,355.20 75.5 $1,005.04 $11,708.50Jun / 2008 69,158.40 75.5 $960.36 $11,309.78Jul / 2008 72,000.00 75.5 $999.33 $11,711.02Aug / 2008 73,632.00 75.5 $1,192.19 $13,431.67Sep / 2008 69,489.60 75.1 $1,214.01 $13,301.65Oct / 2008 70,425.60 75.0 $1,419.44 $15,213.03Nov / 2008 71,457.60 76.3 $1,146.81 $12,043.98Dec / 2008 61,680.00 74.2 $1,197.04 $12,191.77

Jan / 2009 72,988.80 77.1 $1,299.74 $15,458.47Feb / 2009 68,985.60 76.8 $1,322.83 $13,817.08Mar / 2009 73,089.60 77.0 $1,377.91 $15,680.92Apr / 2009 73,896.00 75.8 $1,546.31 $18,411.83May / 2009 73,070.40 75.9 $1,524.73 $16,764.83Jun / 2009 73,310.40 75.8 $1,539.98 $16,961.51Jul / 2009 82,761.60 76.8 $1,615.50 $18,447.69Aug / 2009 69,206.40 76.8 $1,349.14 $17,770.79Sep / 2009 73,348.80 78.2 $1,278.16 $16,958.42Oct / 2009 72,768.00 77.4 $1,217.04 $15,352.68Nov / 2009 70,027.20 77.3 $1,127.00 $13,939.71Dec / 2009 64,444.80 75.6 $1,172.65 $14,143.05

Jan / 2010 70,766.40 77.4 $1,129.18 $14,465.92Feb / 2010 70,521.60 85.7 $384.11 $13,540.43

Month Consumo Total deEnergia (kWh)

Factor dePotencia

Promedio (%)

Cobro Extrapor el F.P Bajo

(US$)

Total de laFactura

Electrica (US$)

Mar / 2010 67,996.80 93.2 $0.00 $12,733.41Apr / 2010 78,201.60 92.7 $0.00 $16,437.84May / 2010 82,857.60 92.5 $0.00 $4,968.68Jun / 2010 77,169.60 92.0 $0.00 $16,637.82Jul / 2010 69,931.20 91.9 $0.00 $15,004.72Aug / 2010 79,488.00 91.0 $0.00 $16,743.59Sep / 2010 74,443.20 91.9 $0.00 $16,416.67Oct / 2010 74,760.00 92.0 $0.00 $14,861.31Nov / 2010 72,028.80 91.6 $0.00 $14,512.60Dec / 2010 62,846.40 91.0 $0.00 $12,247.01

Jan / 2011 75,859.20 92.6 $0.00 $15,253.49Feb / 2011 77,140.80 92.6 $0.00 $15,637.92Mar / 2011 76,905.60 92.5 $0.00 $15,664.04Apr / 2011 79,387.20 89.1 $0.00 $17,763.59May / 2011 84,475.20 90.2 $0.00 $19,388.74

La tabla anterior es un consolidado de facturación deenergía eléctrica de los años 2008 y 2009, en el cual está

reflejado el bajo valor del factor de potencia y la multa quese aplicaba por el bajo factor de potencia.

La tabla anterior es un consolidado de la facturaciónde energía eléctrica a partir del mes en que entro enfuncionamiento el banco de capacitores automático,ene l cual se refleja el factor de potencia ya corregido

y la no aplicación de multa.



San Salvador 2011


Situ

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de

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de

Med

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Situ

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de

las

Med

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Situación después de la implementación de lasMedidas

Diagrama unifilar que muestra cómo se encontraban losalimentadores del edifico administrativo, partiendo dela sub estación eléctrica, en la cual se puede notar que

no contaba con un banco de capacitores.

Diagrama unifilar que muestra donde se instaló elbanco de capacitores partiendo de la sub estación

eléctrica.



San Salvador 2011


Situ

ació

n A

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de

la im

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de

Med

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Situ

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n de

spué

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plem

enta

ción

de la

s M

edid

as


Simulación de la Situación después de laimplementación de las Medidas

En la gráfica se observa el comportamiento de consumode energía, y el factor de potencia a distintas horas del

día (día laboral).

En la gráfica se observa el comportamiento deconsumo de energía pero ya con el factor de potencia

corregido a distintas horas del día (día laboral).



San Salvador 2011


IMPLEMENTACION DE MEDIDAS DE AHORRO DE ENERGÍA

ANTES DES P UES

INS TALACIO N DEB ANCO DE

CAP ACITO RESAUTO MÁTICO ENFEB RERO DE 2 0 1 0

1 ,2 6 0 .0 0 0 .0 0 1 4 ,6 0 0 .0 0 2 1 ,4 2 0 .0 0 1 1 .5 9

CO S TO DEINVERS IO N DE

IMP LEMENTACIO NDE MEDIDAS

"US $ "

MULTAEVITADA

HAS TA LAFECHA"US $ "

MULTA P RO MEDIOMENS UAL DE

P ENALIZACIO N, P O RB AJ O FACTO R DE

P O TENCIA"US $ "

FECHA DEIMP LEMENTACIO N

DE MEDIDAS

TIEMP O DERECUP ERACIO N

DE LAINVERS IO N

"MES ES "

Se ha implementado una medida acertada y única para corregir el factor de potencia en el edificio de lasoficinas administrativas de ANDA y con ello se ha evitado continuar siendo penalizado por la compañíaCAESS; además, a la fecha ya se pagó la inversión realizada (en doce meses) y se ha mejorado laeficiencia eléctrica del sistema.

Inicialmente se estaba demandando más potencia aparente (KVA) que la que se necesitaba de la red deenergía eléctrica, para realizar un trabajo útil (KW), demanda requerida, por lo que se tenía unaeficiencia eléctrica menor del 90%, y que es penalizada por la compañía distribuidora de la zona,dependiendo de qué tan alejado sea este valor del 90%; ya que se tenía una eficiencia eléctrica del 83%.Debido a esto, se realizó el estudio para llevar el sistema a una eficiencia del 95%, instalando un bancode capacitores con el objetivo de demandar menos potencia aparente (KVA) de la red y demandando lanecesaria para la carga instalada.



San Salvador 2011


LISTA DE MATERIALES USADOS EN LA INSTALACIÓN DEL BANCO DE CAPACITORES EN ELEDIFICIO ADMINISTRATIVO DE ANDA

COSTOS DE INVERSION EN EDIFICIO ADMINISTRATIVO DE ANDA

No. Materiales y equipos cantidad unidadprecio

unitario"US$"

Total "US$"

1 Suministro de panel de entrada con main de 800 amp. 1 c/u 5,600.00 5,600.00

2 Suministro de panel con banco automático decapacitores.

1 c/u 5,100.00 5,100.00

3 Suministro de cable THHN No. 250 MCM 310 mts 14.21 4,405.104 Suministro de Cable THHN No. 1/0 33 mts 5.97 197.01

5 Construccion de base de concreto y canaleta paracables eléctricos

1 s/g 100.00 100.00

6 Suministro de Terminales de cobre para entallar, paracable No. 250 MCM.

48 c/u 3.63 174.24

7 Suministro de Terminales de cobre para entallar, paracable No. 1/0

24 c/u 1.90 45.60

8 Mano de Obra 10 c/u 300.00 3,000.00

18,621.95Total "US$"


Proyecto de Desarrollo de Capacidades de ANDA para El Mejoramiento Operacional

MANUAL DE MEDIDAS DE AHORRO DE ENERGÍA

ELÉCTRICA “PLANTA POTABILIZADORA

LAS PAVAS”

Equipo de Ahorro de Energía

San Salvador, Octubre 2011

EDICIÓN 2011

REVISIÓN 2.0



San Salvador 2011 1 Revisión de Documento 2.0

INDICE

INTRODUCCIÓN··················································································································3

1. RESUMEN DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO LAS PAVAS Y ESTACIONES DE TRANSMISIÓN DE BOMBEO ······················································································5

1.1 DESCRIPCIÓN DEL LUGAR DE CAPTACIÓN Y SUS COMPONENTES. ······································6

1.2 BOCATOMA (TOMA DE AGUA CRUDA) ·················································································7

1.3 REJILLA PRINCIPAL O DE DESBASTE EN LA ENTRADA DE AGUA CRUDA ······························8

1.4 COMPUERTAS TRIPLES······································································································8

1.5 REJILLAS AUTOLIMPIANTES·······························································································9

1.6 CÁMARAS DE SUCCIÓN ···································································································10

1.7 EQUIPO DE DOSIFICACIÓN DE PERMANGANATO DE POTASIO············································12

2. PLANTA DE TRATAMIENTO ·······················································································13

2.1 ROTOFILTROS ·················································································································14

2.2 MEZCLA Y FLOCULACIÓN ································································································15

2.3 DECANTADORES LAMELARES DE FONDO PLANO·····························································16

2.4 FILTROS ··························································································································17

2.5 CLORACIÓN·····················································································································18

2.6 PLANTA DOSIFICADORA DE PRODUCTOS QUÍMICOS ·························································20

2.7 RESERVORIO DE AGUA TRATADA·····················································································21

3. ESTACIONES DE BOMBEO ························································································23

3.1 ESTACIÓN DE BOMBEO NO.1 (EB1) ················································································24






4. METODO DE RECOLECCIÓN Y EVALUACION DE DATOS PARA EL MANEJO DE ABASTECIMIENTO DE AGUA PARA LAS ACTIVIDADES DE AHORRO DE ENERGÍA EN LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE LAS PAVAS Y SUS ESTACIONES DE BOMBEO ···················································································31

MÉTODO DE RECOLECCIÓN Y EVALUACIÓN DE DATOS PARA EL MANEJO DE

ABASTECIMIENTO DE AGUA PARA LAS ACTIVIDADES DE AHORRO DE ENERGÍA.·····················33

MÉTODO DE RECOLECCIÓN DE DATOS Y MÉTODO DE EVALUACIÓN······································38

EB-1: ····································································································································50

EB-2: ····································································································································51

EB-3 ·····································································································································53

AUTOMATIZACIÓN··················································································································54

PROGRAMA DE ACCIÓN ·········································································································55

PERSONA ENCARGADA Y UBICACION DE ACTIVIDADES··························································56




INTRODUCCIÓN La Planta Potabilizadora Las Pavas, es una de las principales fuentes de abastecimiento

de agua del área Metropolitana de San Salvador (AMSS) y representa alrededor de un

40% del agua que se consume en el Gran San Salvador; se encuentra ubicada en el

Caserio las Pavas aproximadamente a 12 kilometros del Municipio de San Pablo

Tacachico, Departamento de la Libertad; en su primera etapa, inició operación a nivel de

prueba a mediados del año 1992 y formalmente en Enero del año 1993.

Inicialmente la capacidad de producción de agua tratada fue de 1.50 m3/seg, llegando en

la actualidad a producir un promedio de 2.50 m3/seg, como resultados de las mejoras de

la planta realizadas en el año 2001 (segunda etapa).

El proceso de purificación es del tipo de tratamiento de agua superficial por filtración

rápida y como todas las de este tipo, está constituida por una serie de procesos unitarios

físicos-químicos, que se encargan de realizar los diferentes tratamientos del agua hasta

llegar a obtener un agua apta para el consumo humano.

Los diferentes procesos unitarios que posee la planta Las Pavas son los siguientes:

1. Bocatoma

2. Rotofiltros

3. Microfiltración

4. Mezcla y Floculación

5. Sedimentación

6. Filtración

7. Desinfección

8. Bombeo




Además, la planta cuenta dentro de sus instalaciones con: laboratorio de calidad y

potabilización, talleres, clínica y bodega para almacenamiento de los diferentes productos

químicos que se utilizan en el tratamiento, también existen dos estaciones de rebombeo,

que trasladan el agua en tubería de 1.2 metros de diámetro que pertenecen a la planta;

pero están situadas fuera de ella; la estación de bombeo No. 2, esta ubicada en El Cantón

el Jocote Municipio de Quezaltepeque, a 21.4 kilómetros de la estación de bombeo No.1,

la otra estación de bombeo la No. 3, está ubicada en el cantón Suchinango, Nejapa, a

14.8 kilómetros de la estación de bombeo No. 2 y de la estación de bombeo No. 3, está

a 5.6 kilómetros de los tanques terminales en el municipio de Ayutuxtepeque, San

Salvador.

Con el propósito de mantener la producción de agua, es necesario tener un presupuesto

de acuerdo a las necesidades de la planta, por lo que se hace de gran importancia

disponer del presente manual de eficiencia energética, que con lleve a realizar

operaciones eficientes en todas las áreas de trabajo que involucran el tratamiento del

agua.

Esto significa tener la capacidad de cubrir los costos totales de operación los cuales

incluyen: Gastos de operación, mantenimiento y los que mayor demanda tienen es el

costo de la energía eléctrica, la cual representa un gasto aproximado de $1,100,00

mensual del presupuesto de la planta y sus estaciones de rebombeo 2 y 3; es por eso que

aprovechando el convenio de cooperación entre el Japón y nuestra República, se ha

logrado que a través del organismo de cooperación del Japón JICA por sus siglas en

inglés, se logre realizar un estudio de Eficiencia Energética en La planta Las Pavas, por

ser la planta mas importante de suministro de agua para el Gran San salvador.




1. RESUMEN DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO LAS PAVAS Y

ESTACIONES DE TRANSMISIÓN DE BOMBEO




1.1 Descripción del lugar de captación y sus componentes.

Está situada en la margen derecha del río, a 720 metros de la planta de tratamiento,

cuenta con un vertedero de cinco tramos mediante compuertas de evacuación, cuatro de

diez metros de ancho cada uno, que están controlados por compuertas verticales de 2.6 x

10.0 m, y un vertedero que esta mas próximo a la bocatoma con cinco metros de ancho,

regulado por una compuerta de evacuación de 2.6 m x 5.0 m, sobre las cuales se

encuentra un puente, en cual se encuentra un pórtico grúa motorizado que permiten

manejar el nivel de la mini-represa, para el flujo de agua hacia las cámaras de succión de

acuerdo al nivel del río.

Además, para eliminar la presencia de elementos de gran tamaño, se dispone de una reja

de desbaste a la entrada del pasillo. Posteriormente a esta, se encuentran las compuertas

triples, las cuales tienen por objetivo que se tome agua de los niveles intermedios evitando

por un lado la toma superficial de agua que trae sobrenadantes y por otro lado tomarla del

fondo y con ello la entrada de materiales de arrastre. Luego pasa a los pozos de succión

los que están provistos a la entrada de rejas autolimpiantes de 30 mm de apertura, las

cuales se pueden operar en manual o automático, estas, extraen los residuos y los

depositan en la cinta transportadora que los lleva a un depósito para posteriormente

llevarlos a lugar de desecho.

Hay dos cámaras que funcionan en forma independiente y sobre cada una de ellas están

instalados cuatro equipos de bombeo con una capacidad nominal de impulsión de 625

litros/segundo cada uno, cada bomba tiene una salida de 500 mm, con válvula check del

mismo diámetro, válvula de mariposa motorizada y carrete de desmontaje todo esto

conectado a un colector de 1,200 mm de diámetro. El sistema de bombeo con sus

respectivos arrancadores y tableros de control están protegidos por un edificio. La limpieza

de los sedimentos que se acumulan en el fondo de las cámaras de succión es de forma

manual.

También existe la caseta de dosificación de permanganato de potasio, el cual se inyecta

directo a cada línea de impelencia, para la eliminación de compuestos que producen olor y




sabor al agua, mediante un sistema de dosificación que se maneja en automático o manual,

esta aplicación se realiza únicamente en época de verano.

Cada línea de impelencia tiene su medidor de caudal en m3/h, medidor de turbidez (NTU),

PH, Y Temperatura del agua que se esta bombeando a la planta de tratamiento, este se

realiza mediante dos tuberías de transmisión de 1,200 mm de diámetro.

1.2 Bocatoma (toma de agua cruda)

Mini represa:

Con 4 compuertas de 10 metros de ancho y una compuerta de 5 metros de ancho, sobre las cuales se encuentra un puente, con un pórtico grúa motorizado, todo esto permite manejar el nivel de la mini-represa para el flujo de agua hacia las cámaras de succión de acuerdo al nivel del río.

Mini Represa




1.3 Rejilla principal o de desbaste en la entrada de agua cruda

Rejilla principal

Para eliminar la presencia de elementos de gran tamaño 5 ctms aproximadamente, en la entrada del pasillo.

1.4 Compuertas triples

Ubicada después de la rejilla principal, su función es tomar agua de los niveles intermedios, evitando por un lado la toma superficial de agua que trae sobrenadantes y por otro lado tomarla del fondo y con ello la entrada de materiales de arrastre.

Compuertas triples




1.5 Rejillas Autolimpiantes

Los pozos o cámaras de succión están provistos a la entrada de las rejas auto limpiantes, las cuales operan en forma manual o automática, estas extraen los residuos mayores a 5 centímetros y los depositan en la cinta transportadora, que los lleva a un depósito para posteriormente desecharlos.

Rejillas autolimpiables




1.6 Cámaras de Succión

Funcionan en forma independiente y sobre cada una de ellas están instalados cuatro equipos de bombeo con una capacidad de impulsión de 600 litros/segundo cada uno; cada bomba tiene una salida de 500 mm de diámetro, con válvula de retención del mismo diámetro, válvula de mariposa motorizada y carrete de desmontaje y válvula de desaire, todo esto conectado a un colector de 1,200 mm de diámetro. Existen 8 bombas marca Ingersoll Dresser Pumps (IDP) modelo 25EPM, con diámetro de rodete de 495.3 mm.

Ver anexos.

Se tienen dos tuberías ambas de 1,200 mm, una de fundición dúctil y otra de chapa de acero, helicosoidada con revestimiento de epoxi alimentario del mismo diámetro, y cada una conectada a 4 bombas cada una y dos calderines de 30 m3 cada línea, para el golpe de ariete que se origina cuando se apagan las bombas.

Calderines del sistema antigolpe de ariete




En condiciones normales, la planta bombea agua cruda con tres equipos por cámara, haciendo un total de 6, con tres equipos por cada línea de impelencia, a una presión de 2.4 bar o 35 psi por línea.

Equipos de bombeo de Bocatoma

El sistema de bombeo posee sus respectivos arrancadores y tableros de control y están protegidos por un edificio que protege tanto los paneles eléctricos como los motores.

En esta estación se tienen dos condiciones, una época seca y la otra en época lluviosa. En la primera se tienen turbidez que van desde 5 a 20 NTU (unidades de turbidez) a un nivel del río de 254 msnm, la cual es agua relativamente limpia, con caudal de 4.8 m3/s, por lo que se bombea más agua que en la época lluviosa.

En la segunda, se tienen turbidez que van desde 200 hasta valores arriba de los 4,000 NTU (unidades de turbidez) a un nivel del río de 256 msnm, la cual es agua con bastante sobrenadante y arena, con un caudal de 1.5m3/s, por lo que se bombea menos agua que en la época seca. Dado que estas condiciones, las cámaras de succión se llenan de arena, la cual provoca que disminuya el caudal de cada bomba, y los sobrenadantes taponeen las rejillas del colador de la turbina.




1.7 Equipo de dosificación de permanganato de potasio

El permanganato de potasio se inyecta directo a cada línea de impelencia, para la eliminación de compuestos que producen olor y sabor al agua provocados por el descomposición de las algas en época de seca del año, mediante un sistema de dosificación que se maneja en automático o manual.

Cada línea de impelencia tiene su medidor de caudal en m3/h, medidor de presión, medidor de turbidez (NTU) para alta y baja turbidez, medidor de PH, de nivel de cámara y de temperatura del agua que se está bombeando a la planta de tratamiento, así como también válvula de aire para su protección, el bombeo se realiza mediante dos tuberías de impulsión de 1,200 mm de diámetro.

Ver diagrama de los componentes en anexo.

Equipo de bombeo para dosificar permanganato de potasio




2. PLANTA DE TRATAMIENTO




2.1 Rotofiltros

El agua cruda proveniente de la bocatoma pasa por el sistema de micro filtración, el cual se lleva a cabo en ocho tamices rotativos de paso de 0.5 mm, lo que significa que las partículas mayores a ese tamaño no pasan, instalados sobre una plataforma metálica montada sobre un tanque de concreto que realiza las funciones de desarenador o sedimentador de los sólidos provenientes del río.

Cada tamiz es alimentado mediante una tubería de 600 mm de diámetro las cuales están provistas de válvulas tipo mariposa motorizada del mismo diámetro, estos se pueden operar manual o automático desde el mando central, el cual se encuentra ubicado en el laboraorio de potabilización de la planta.

En el interior del tanque existen difusores de aire para la aireación del agua cruda para eliminar olor al agua, este aire es producido por dos compresores de aire. También existe una bomba succionadora de los sedimentos en el tanque, la cual corre a lo largo de todo el tanque y este lodo es depositado al río.

Los tamices pueden ser sustituidos a través de una válvula mariposa motorizada de 1,200 mm de diámetro instaladas una en cada línea de alimentación, además estos se encuentran instalados sobre una plataforma metálica montada sobre un tanque de concreto que realiza las funciones de desarenador y que tiene un volumen de 400 m3, en este tanque es donde cae el agua que pasa a través los roto tamices para posteriormente pasar al proceso de mezcla y floculación.

Microfiltración




2.2 Mezcla y Floculación

Los tanques de mezcla son seis unidades de 48 m3, donde cada uno tiene un agitador rápido de una velocidad de 1,800 rpm, lo que favorece la mezcla de los reactivos con el agua cruda dentro del tanque, el tiempo de contacto dentro de estas cámaras es de aproximadamente de 2 min, luego pasa a las cámaras de floculación 1,284.8 m3 de volúmen cada una, en estas se encuentran instaladas cuatro floculadores por cámara que sirven para la formación de flóculo, además, los cuatro últimos floculadores posen un variador de frecuencia cada uno, lo que permite cambiar la velocidad de agitación en función del tamaño del flóculo a formar, el tiempo estimado de contacto es de 22 min, el cual resulta un tiempo suficiente para la formación de flóculos grandes y lo necesario para que no se de la sedimentación de estos en las cámaras.

Esta agua proveniente del desarenador, cae al canal de distribución, punto donde se le aplica la solución de sulfato de aluminio, cal hidratada, carbón activo, para su tratamiento, es importante mencionar que se aplican los químicos en este punto debido a la agitación que lleva el agua, lo que favorece la mezcla de estos con el agua cruda.

La limpieza de estos se realiza tres veces al año, por personal de la planta cada tanque está provisto de válvulas mariposa manual de 150 mm, para su vaciado, y para su cierre cuenta con una compuerta de 1 m x 1 m cada tanque, esta compuerta se puede manejar en manual o automático, al igual que los agitadores y floculadores desde el sistema central, para proceder a su cierre.

Equipos de mezcla y floculación




Decantadores lamelares

2.3 Decantadores Lamelares de Fondo Plano

Reciben el agua proveniente del proceso de mezcla y floculación, los cuales tienen las siguientes dimensiones largo: 45 mt, ancho: 12 mt y altura útil de 4.58 mt, lo que da un volumen de 2,473.20 m3 cada decantador siendo cuatro en total, haciendo un volumen de 9,892 m3 en los cuatro decantadores, con un tiempo de retención de 90 min. Estas unidades son del tipo lamelar debido a que cada unidad tiene instalada una serie de paquete de lámelas prefabricadas de propileno, las cuales tienen la dimensiones siguientes 3 m x 1.5 m y 3 m x 1 m.

Cada unidad está provisto de compuertas motorizadas de alimentación, las cuales permiten aislar la unidad cuando se procede a la limpieza, o mantenimiento del sistema.

Los fangos producidos por el proceso de decantación se extraen en cada decantador, mediante una red de tuberías de aspiración y 10 bombas de extracción de fangos por cada unidad, estos lodos son depositados a unos concentradores de lodos, los cuales a su vez son enviados a la planta de tratamiento de fangos para su tratamiento mediante dos bombas de extracción del tipo centrifugas horizontales cada una tiene un caudal nominal de 144 m3/h a una presión de 10 mca (metros de columna de agua).




Es importante mencionar que al ingreso de los decantadores se le agrega un ayudante de floculación o polímero, debido a que el agua ingresa con una velocidad muy alta y rompe el floculo formado en el proceso anterior.

El agua producida por los decantadores es recogida en dos canales perimetrales los cuales se unen en uno sólo y llevan toda el agua por gravedad a los filtros.

2.4 Filtros

Las unidades de filtración son veinticuatro, del tipo ‘filtros rápidos”, con una capacidad de filtración promedio de 500 m3/hora. El lecho filtrante de estas unidades está constituido por 35 cm, de grava y 65 cm, de arena para los primeros 12 filtros y los otros doce únicamente son arena sílice con una altura de 75 cm, todos tienen un área útil de 59.55 m2 y un tiempo de contacto de 20 min con una taza de filtración promedio de 200 m3/día, para la captación del agua filtrada cuentan con un falso fondo, la salida del agua del filtro es a través de un tubo provisto de una válvula que se regula según la columna de agua sobre el filtro o pérdida de presión, el funcionamiento del filtro es en el sentido de la gravedad.

Filtros rápidos a gravedad

La limpieza de los filtros se realiza mediante la inyección de aire y agua filtrada tomada del canal que recoge toda el agua de los 24 filtros, en el sentido inverso de la filtración, proceso que dura veinte minutos aproximadamente para los filtros viejos y para los nuevos un tiempo aproximado de 40 a 60 minutos. Cada filtro cuenta con un tablero de control que




permite realizar la operación en forma manual o automática. El agua de lavado se inyecta a través de tres bombas de lavado de 1,000 m3/h cada una, de las cuales trabajan dos y una de reserva, tienen una presión de 10 mca. Además, en caso de no tener disponibilidad de estas bombas se puede utilizar el sistema del tanque elevado de 400 m3, que es alimentado desde la cisterna de agua tratada.

Tanque elevado

2.5 Cloración

Después de la filtración, el agua es conducida a una cámara que tiene un volumen útil de 181 m3, en donde se le aplica la cloración, para lo cual se utiliza cloro gaseoso, el cual ha sido mezclado y arrastrado por el agua proveniente de la Planta de Cloración.

Sala de cloración

Esta planta está dividida en dos áreas, una donde se almacenan los cilindros de cloro gaseoso de 2,000 libras y en la cual también se encuentran ubicados los evaporadores y




el sensor de cloro que está conectado a la torre de neutralización y el sensor a la alarma audible.

La otra área es donde están ubicados el equipo dosificador, de los cuales tres cloradores son para la pre-cloracion y tres para la post cloración, ambos equipos tienen una capacidad de dosificación de 120 kg/h, en esta área también existe un sensor para la detección de fuga de cloro el cual está conectado a una alarma sonora que se activa cuando el cloro alcanza la concentración de 3 ppm en el ambiente, cuando la concentración llega a 10 ppm de cloro se activa la torre de neutralización, la cual está dotada de extractores de aire con una capacidad de 1,000 m3/h, que arrastran el cloro hacia ella, esta deja de operar hasta cuando se elimina la presencia de cloro gas en la atmósfera.

Torre neutralizadora de fuga de cloro.

La torre de neutralización está compuesta por un tanque que posee una solución de hidróxido de sodio (soda cáustica), difusores y bomba de inyección, este equipo está programado a entrar en forma automática.

El agua que se utiliza en la preparación de la solución de cloro proviene del agua filtrada, y es bombeada a través de dos bombas que se encuentran instaladas en la galería de filtros, las cuales tienen un caudal de 40 m3/h y una presión de 50 mca.




2.6 Planta dosificadora de productos químicos

Como Planta Química, es conocido el edificio donde se encuentran ubicados los tanques de preparación de soluciones de Sulfato de Aluminio, Hidróxido de Calcio, Polímero y Carbón Activo, el sistema de dosificación de estos químicos y área de almacenamiento de sulfato, cal hidratada y polímero.

El sulfato de aluminio se ocupa para la floculación de los sólidos del agua cruda, que junto con el polímero le sirve de ayudante para provocar esta floculación cuando sea necesario.

El hidróxido de calcio sirve para mejorar el pH del agua tratada.

El carbón activado se utiliza para quitarle el olor al agua, así como el sabor.

En esta planta está ubicada una planta de emergencia, para cuando hay corte de energía, que alimenta el laboratorio y los mezcladores de sulfato de aluminio y cal hidratada.

Bombas dosificadoras de polímero y cal

Bombas dosificadoras de sulfato de aluminio




2.7 Reservorio de agua tratada

Esta estructura sirve para darle más flexibilidad al funcionamiento de la planta, a la vez de tener un almacenamiento de agua apta para el consumo humano y poder seguir suministrando el vital liquido a los consumidores.

Cuando se tienen que realizar trabajos de mantenimiento en cualquier área del proceso dentro de la planta, así como también se tengan problemas en el tratamiento del agua cruda ya sea por alta turbidez en época lluviosa ó por turbidez alta en el agua filtrada, siempre por el agua del río, este reservorio nos brinda la reversa necesaria para bombear agua.

Este es llenado desde la caja de rebose de agua filtrada por vasos comunicante, a través de una tubería horizontal de acero de 1,600 mm de diámetro, este tiene una capacidad de 200,000 m3, y está construido con un geotextil y lámina de polipropileno que cubre toda el área del reservorio, además está dotado de boca de hombre para el mantenimiento del mismo y muestreo para análisis de laboratorio, tres bombas sumergibles de extracción de agua lluvia.

Reservorio de 200,000 m3







3. ESTACIONES DE BOMBEO




3.1 Estación de bombeo No.1 (EB1)

El agua tratada de la planta ingresa a una cámara de reparto que la distribuye hacia las dos cisternas de agua tratada que tienen una capacidad de almacenamiento de 1,500 m3 cada una.

En estas cisternas se encuentran ubicadas las cámaras de succión sobre las cuales están los equipos de bombeo, en cada cámara hay cuatro equipos de bombeo con una capacidad de 500 l/seg ó 1,350 metros cúbicos por hora, y una presión de 24.5 bar ó 390 psi, cada equipo tiene válvula motorizada de 600 mm de diámetro y presión nominal de 25, la cual se entronca a una línea de impelencia de 1,200 mm ó 48” de diámetro.

Equipos de b bombeo de estación No. 1.

Estos equipos están energizados por 2 subestaciones de potencia de 6 MVA a 46,000 voltios en el primario y en el secundario a 4,160 voltios, 60 Hertz.

Esta estación de bombeo al igual que toda la Planta Potabilizadora es energizada desde una subestación en Santa Ana, por 3 cables AAC #477, a una distancia de 34 kilómetros




aproximadamente, sostenida por 200 estructuras tipo poste de concreto, hasta llegar a la planta en Las Pavas.

Subestación de 46 KV de EB -1

SISTEMA ANTI GOLPE DE ARIETE DE EB1

La estación cuenta con un sistema anti golpe de ariete que está conformado por tres calderines de 40,000 litros y una presión de servicio de 25 bares, el aire para los tanque es proporcionado por compresores que se encuentran instalados en la estación.




Equipo de compresor de aire del sistema anti ariete


Esta es una estación de rebombeo que esta ubicada en Quezaltepeque, posee 2 cisternas en cada una posee 4 equipos de bombeo, de 1,750HP a 4,160 voltios cada uno con motor INDAR para interior y turbina marca IDP de 4 etapas, a una presión de línea de 22 bar, con caudal con 6 equipos operando de 9,600 metros cúbicos por hora, que son energizados por 3 transformadores de 5 MVA a 4,160 voltios en el secundario y en 23,000 voltios en el primario.

Equipos de bombeo de estación No, 2.

Posee una línea de impelencia de 1,200 mm o de 48 pulgadas de diámetro que llega hasta la estación de bombeo 3 en Nejapa, con una distancia estimada en 21 kilómetros.




Posee un sistema de automatización para el control de operación con todo el sistema, controlado desde la Planta Potabilizadora Las Pavas y el Centro de Control del Sistema, en San Salvador, desde donde se observan los equipos que están en operación, nivel de la cisterna, presión de línea y de calderines y caudal.

También en la estación existe una pantalla (monitor) en donde el operador observa la operación de su estación, de la planta y del sistema.

Pantalla de automatización de la estación No, 2.





Esta estación de bombeo recibe agua de EB2 y la rebombea hacia los tanques terminales en San Salvador, posee 2 cisternas de 1,500 metros cúbicos.

Equipos de bombeo estación No. 3.

En estas cisternas se encuentran ubicadas las cámaras de succión sobre las cuales están los equipos de bombeo, en cada cámara hay cuatro equipos de bombeo con una capacidad de 500 l/seg ó 1,350 metros cúbicos por hora y una presión de 22.5 bar, cada equipo tiene válvula motorizada de 600 mm de diámetro y presión nominal de 25 bar, la cual se entronca a una línea de impelencia de 1,200 mm ó 48” de diámetro.




Calderines del sistema antigolpe de ariete de estación No.3..

Estos equipos están energizados por 2 subestaciones de potencia de 5 MVA a 23,000 voltios en el primario y en el secundario a 4,160 voltios, 60 Hertz.

Esta estación de bombeo al igual que la estación de bombeo 2, es energizada de la subestación de potencia eléctrica de CEL-ANDA, con un circuito con cable AAC #477.

Subestación de potencia




Posee una línea de impelencia de 1200 mm o de 48 pulgadas de diámetro que llega hasta los tanque terminales a una distancia de 5 kilómetros aproximadamente.

Posee un sistema de automatización para el control de operación con todo el sistema, controlado desde la Planta Potabilizadora Las Pavas y el Centro de Control del Sistema, en San Salvador, desde donde se observan los equipos que están en operación, nivel de la cisterna, presión de línea y de calderines y el caudal.

También en la estación existe una pantalla (monitor) en donde el operador observa la operación de su estación, de la planta y del sistema.

Pantalla de automatización de la estación No, 3.

En esta estación de bombeo se tiene equipo para dosificar cloro, con cilindros de 150 libras y este es aplicado en cada una de las cisternas a fin de lograr la dosificación de acuerdo al caudal bombeado, en un rango de dosificación de 50 a 200 Lbs/día, con un caudal de 8,000 m3/hr. Esta dosificación es como un refuerzo para mantener el residual requerido, que oscila entre 1.5 mg/lt.

200 Lbs/día 3.78 kg/hr. 0.47 mg/Lts.

50 Lbs/día 0.94 kg/hr. 0.12 mg/Lts.




4. METODO DE RECOLECCIÓN Y EVALUACION DE DATOS PARA EL MANEJO DE ABASTECIMIENTO DE AGUA PARA LAS ACTIVIDADES DE

AHORRO DE ENERGÍA EN LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE LAS PAVAS Y SUS

ESTACIONES DE BOMBEO

Administración Nacional de Acueductos y Alcantarillados PROYECTO DE DESARROLLO DE CAPACIDADES DE ANDA PARA EL MEJORAMIENTO OPERACIONAL

El Salvador 2011 Revisión de Documento: 2.0

32

1. PLAN

ES NUMERAR TODOS LOS ELEMEN-

TOS QUE INTERVIENEN EN EL

CONSUMO DE ENERGIA Y LA CONDI-

CION ACTUAL.

2. HACER

ES EL METODO DE RECOPILACION DE LA

INFORMACION DE CADA ELEMENTO

3. REVISAR

ES EVALUAR LOS DATOS OBTENIDOS

DE CADA ELEMENTO

4. ACCION

ES LA CONTRAMEDIDA QUE SE

CONSIDERA VIABLE.

OBJETIVO REDUCIR EL CONSUMO DE ENERGIA EN BOCATOMA, PLANTA

DE TRATAMIENTO LAS PAVAS Y ESTACIONES DE BOMBEO 1,2 Y 3.


San Salvador 2011 Revisión de Documento: 2.0

33

Método de Recolección y Evaluación de Datos para el Manejo de Abastecimiento de Agua para las Actividades de Ahorro de Energía.

OBJETIVO GENERAL: REDUCIR EL CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN BOCATOMA

Tabla 6.1

No. PLAN: Datos a evaluar

HACER: Método de la recolección de la información

REVISAR: Evaluación de datos ACCIÓN: Contra medida

1 Factor de potencia bajo

Se realizaron mediciones con analizadores de red, proporcionados por JICA.

Factor de potencia bajo de cada equipo es de 0.8 y debería ser mayor a 0.9. - Menor a 0.9, se paga penalización y la corriente del equipo se incrementa, tal como se muestra en anexos.

Compra e instalación de nuevo banco de capacitores en cada arrancador o cambio de arrancador dado el numero de años que tienen operando (1992).

2 Voltaje de alimentación

Se realizaron mediciones con analizadores de red, proporcionados por JICA.

El voltaje de operación es menor al voltaje nominal del equipo, que es de 4,160 voltios. El voltaje de operación de la Planta, oscila entre 3,850 a 4,000 voltios; por lo que se tiene una caída de voltaje con los equipos ya operando; tal como se muestra en anexos.

Realizar un cálculo en la caída del voltaje de la línea primaria 3/0 que viene desde EB-1 y que viene energizando 5 subestaciones trifásicas en el recorrido hasta llegar a bocatoma.

3 Motor baja eficiencia Con las hojas de prueba del laboratorio del fabricante del motor

La eficiencia de diseño según el fabricante de los motores INDAR. Es del 84%; por lo que se podría hacer un cambio a motores de mayor

Cambio de motores de mayor eficiencia.



34

eficiencia.

4

Exceso de acumulación de arena

Por las limpiezas de cámaras mas frecuentes en la época lluviosa, se detectó la acumulación de la arena y bajo caudal de los equipos de bombeo.

En las cámaras de succión se acumula arena en la época lluviosa, lo cual crea problemas de desgaste en los equipos, principalmente en la turbina y en la estopera por la succión de arena, lo cual también hace que se disminuya el caudal, fuerte desgaste en equipos de bombeo, limpieza de cámaras más continuo.

La Instalación de un sistema de bombas succionadoras de lodo, que opere las24:00 horas.

Cambio de turbina y columna dado que las existentes ya perdieron su diseño original con que fueron fabricadas.

5 Soportería y anclaje

Se ha observado la rotura de la mampostería y anclaje, a través de la vibración de la tubería de descarga del equipo.

En la tubería de impelencia de cada equipo, se encuentran la Soportería y el anclaje dañado; es decir las bases de concreto quebradas, lo cual es provocado por el golpe de ariete cuando se suspenden los equipos.

Fabricación de soportería mas robusta y mejorar el anclaje de la tubería hacia la base de concreto (ver foto en anexo).

6

Materiales

Se observa la no existencia en los almacenes y bodegas de ANDA.

Las turbinas se tienen daño excesivo y no se tienen repuestos en existencia, también la materia prima para los maquinados de turbina y tubería de columna y accesorios como empaques.

Realizar una compra de estos repuesto, accesorios y equipos, a fin de poder realizar los mantenimientos preventivos y correctivos.

7 Herramientas Ver en los inventarios de las bodegas y del personal de Mantenimiento

Actualmente se tiene un tecle mecánico el cual se requiere de mayor tiempo para el desmontaje y montaje, el cual de no encuentra en buenas condiciones de operación, no

Realizar una compra de las herramientas adecuadas para el personal de mantenimiento, para poder realizar un mantenimiento



35

se tiene precisión para la nivelación del cabezal de descarga para evitar vibraciones después del montaje, no hay torquímetro.

preventivo y correctivo a los equipos electromecánicos de la Planta

8

Agua cruda

Visitas al lugar y mediciones topográficas.

A finales del invierno del año 2009, se hizo evidente la acumulación de sedimento en cantidad considerable en la sección del rio inmediata aguas arriba a la BT. Sobre esto, se ha calculado volumen de extracción (aproximadamente 8,500m3) de sedimento acumulado. Esta situación es grave ya que constituye un potencial de afectación tanto en la calidad del agua como en el caudal aprovechable que llega a la planta.

Dragar los sedimentos acumulados y posteriormente la construcción de obras de mitigación y protección.

9 Grúa de caballete y compuertas de 5 y 10 mts

Se ha detectado a través de los reportes de los Operadores de La Planta y Técnicos de mantenimiento en las órdenes de trabajo cuando se realizan las reparaciones.

Con la grúa se requiere de repuestos para las cajas variadoras de velocidad, motores eléctricos, sellos mecánicos, botonera de control de la grúa. Con las compuertas de 5 y 10 mts. Se necesita el mantenimiento de tratamiento metálico, para evitar la corrosión de la misma, reparación de las guías, reparación de las cadenas de sujeción.

Hacer la compra de repuestos para la grúa caballete, contar con un stock de repuestos en la bodega de ANDA, y realizar el mantenimiento preventivo de tratamiento a las compuertas de 10 y 5 mts.



36

10 Automatización

Se ha detectado a través de los reportes de los Operadores de La Planta y las órdenes de trabajo de mantenimiento, cuando se realizan las reparaciones.

Se necesitan repuestos para los medidores, como son los sensores de los calderines, sensores de de PH, de turbidez, temperatura, caudalímetro, de presión, nivel, control de apertura y cierre de las válvulas mariposas de cada equipo.

Hacer la compra de estos repuestos para estos equipos y contar con un stock de repuestos en la bodega de ANDA. Los equipos de instrumentación y medición, deben ser calibrados periódicamente (cada año).

11 Repuestos para arrancador de los equipos de bombeo


Se necesita repuestos eléctricos como son: Relé de protección de motor, fusibles de fuerza, fusibles de control, banco de capacitores, fusibles para capacitores, pararrayos, contactor de fuerza, medidor de energía, contactores y relé de control de arranque y paro, autotransformador de arranque y botoneras, etc.

Hacer la compra de estos repuestos o nuevos arrancadores, para estos equipos y contar con un stock de repuestos bodega de ANDA.

12 Compresores para sistema anti-golpes de ariete


Actualmente solo se cuenta con un compresor de aire para este sistema, lo cual lo hace muy vulnerable para presurizar el calderín.

Hacer la compra de estos equipos y contar con un stock de repuestos de estos equipos, en la bodega de ANDA.



37

13

Sistema de dosificación de permanganato de potasio


Se tiene dañada una bomba de las tres bombas instaladas, se necesitan repuestos para este sistema, calibración de las bombas, se necesita un tanque de preparación del producto, variadores de frecuencia para cada bomba. El daño en estos equipos ha sido por el uso continuo y la falta de repuestos.

Hacer la compra de estos repuestos para estos equipos y contar con un stock de repuestos en la bodega de ANDA.

14 Rejilla principal

Por disminución de la producción o suspensión de la misma, debido a que a la obstrucción de la rejilla a consecuencia de los sobrenadantes que trae el río.

Se tiene el problema que se tapa de sobrenadantes, lo cual hace que disminuya el caudal de entrada a las cámaras.

Construcción de un sistema mecanizado que permita el retiro del sobrenadante. También la construcción de una red que atrape estos sobrenadantes y que sea levantada a través de un sistema mecanizado (ver foto en anexo).

15 Rejillas autolimpiables


Actualmente se tiene fuera de operación la de aguas abajo, por problemas en la caja variadora, motor y la cadena de transmisión.

Hacer la compra de estos repuestos para estos equipos y contar con un stock de repuestos en la bodega de ANDA.

16 Compuertas triples Se ha detectado a través de los reportes de los Operadores de La Planta y las órdenes de trabajo de mantenimiento,

Se tiene fuera de operación por problemas en caja variadora de velocidad, mecanismo de ejes y compuertas atascadas, por

Hacer la compra de estos repuestos para estos equipos y contar con un stock de repuestos en la



38

cuando se realizan las reparaciones.

sedimentación dejada por la alta turbidez en la época lluviosa.

bodega de ANDA.

17 Operación ineficiente en los equipos de bombeo

Medición del rendimiento de la bomba existente

Comparar el rendimiento existente de la bomba con el rendimiento esperado, provisto por el fabricante de la bomba.

Considerar cambio de bomba.

Método de Recolección de Datos y Método de Evaluación (se le dará seguimiento unitario para cada proceso)

Tabla 6.2

1-ROTOFILTROS


HACER: Método de recolección de la información

REVISAR: Evaluación de datos.

ACCION: Contramedida

1 Válvula de bypass, fuera de servicio.

Se revisó y se hicieron pruebas eléctrica

Está dañado el actuador eléctrico

Reparación del actuador eléctrico, obtener repuestos y realizar pruebas.

2 Bomba desarenadora y carro de traslación.

Se hicieron pruebas y opera normal

En época de invierno por la acumulación de arena en el tanque, no opera al 100%

Actualmente se tiene un programa de limpieza, se debe de coordinar los tiempos de operación, para evitar acumulación de arena ( se están actualizando los protocolos de operación)



39

3 Sopladores de sistema de aireación.

Se hicieron pruebas y los parámetros eléctricos están bien, según datos recopilados.

Se encontró dañado un 25% de los difusores.

Compra de accesorios para la reparación y puesta en marcha.

4 Tornillo compactador

Se hizo visita para evaluar la condición.

Se encuentra desmontado por daños en caja variadora de velocidad y motor eléctrico.

Compra de repuestos y reparación de caja, motor y realizar pruebas.

5

Rototamiz

Se realizó una evaluación general de la parte mecánica y eléctrica.

Se tiene dos tamices fuera de servicio por daños en caja variadora y motor.

Compra de repuestos, reparación y mantenimiento preventivo adecuado.

6

Válvula de purga

Se realizó maniobras de apertura y cierre.

Se observa que el diámetro de la válvula no es suficiente, (para lograr una mejor evacuación).

Sustituir la válvula por una de mayor diámetro.

7 Posibilidades de remover los rototamices.

Tiempo de operación total o por periodos.

Necesidad de los Rotofiltros. Alternativa: Contar con el tanque para ser usado como pozo de recepción.



40

2- MEZCLA Y FLOCULACION





8

Compuertas motorizadas

Se hizo maniobras de apertura y cierre y evaluación en parámetros eléctricos.

Se encuentra una fuera de servicio por falla mecánica en actuador. La causa de la falla de la compuerta es por desgaste en su actuador mecánico, ya que es de bronce suave, para el uso que tiene en La Planta.

Compra de repuestos, reparación y puesta en marcha.

9

Agitadores

Se hizo visita para evaluar las condiciones actuales.

Se encuentran fuera de servicio por falla mecánica en caja variadora de velocidad. La alta turbidez del agua cruda nos provoca desgaste en las piezas, como: Piñones, baleros, desalineado de los ejes, sello mecánico y aspas.

Gestionar proceso de compra del equipo completo de agitación, debido al deterioro que sus componentes actuales presentan.

10 Se hizo visita para evaluar las condiciones

Fuera de servicio 5, por falla mecánica en caja variadora de

Gestionar proceso de compra del equipo completo de agitación, debido al deterioro que



41

Floculadores actuales. velocidad. La alta turbidez del agua cruda nos provoca desgaste en las piezas, como: piñones, baleros, desalineado de los ejes, sello mecánico y aspas.

sus componentes actuales presentan.

11

Válvulas de purga

Se realizó maniobras de apertura y cierre.

Se observa que el diámetro de la válvula no es suficiente, (para lograr una mejor evacuación de sedimento).

Sustituir la válvula por una de mayor diámetro.

12

Canal de agua floculada

Se hizo evaluación visual y pruebas de laboratorio.

Existe rompimiento del floculo por la turbulencia que lleva.

Rediseño del canal, para evitar el rompimiento del floculo y construcción lo mas pronto posible.

3- DECANTADORES





13

Compuerta motorizada

Se hizo maniobras de apertura y cierre y evaluación en

Se encuentra una fuera de servicio por falla mecánica en actuador. La causa de la falla de la compuerta es por desgaste en




42

parámetros eléctricos. su actuador mecánico, ya que es de bronce suave para el uso que tiene en La Planta.

14

Puentes de traslación

Se hizo maniobras de operación.

Se encuentra uno fuera de servicio por falla en caja variadora y motor. El sedimento acumulado de cada decantador provoca que los puentes se descarrilen y se suspende la succión de las bombas, hasta que se lave el decantador; esto a provocado el desgaste en todo el equipo.

Gestionar proceso de compra del equipo completo, debido al deterioro que sus componentes actuales presentan.

15

Electroválvulas Se hizo maniobras de apertura y cierre y condiciones de operaciones.

Se encuentra más del 50% fuera de servicio, por falla en actuador eléctrico y accesorios de PVC. Todo esto es debido a la alta turbidez en la época lluviosa, que es cuando trabajan más estas válvulas. Y la ausencia de repuestos en stock impide repararlas en su momento.


16

Canal de purga de lodos

Visita para evaluación. Actualmente el fango no es procesado, solamente es bombeado hacia el río nuevamente.

Rediseño del canal para enviar los lodos a la planta de tratamiento de fangos y la construcción lo mas pronto posible.

17 Se hizo maniobras de Actualmente se encuentran en funcionamiento, pero las

Compra y cambio de actuador mecánico.



43

Válvulas de purga apertura y cierre. maniobras de apertura y cierre se realizan en forma manual, debido a daño en actuador mecánico.

4 – FILTROS




ACCION: Contra medida

18

Bombas de lavado

Se hicieron mediciones de parámetros hidráulicos y eléctricos, con el analizador de red y medidor de flujo

Se observan que los parámetros eléctricos se encuentran normales, mientras que los parámetros de caudal son bajos, con respecto a lo nominal.

Dar mantenimiento preventivo, desde turbina hasta cabezal. También la compra de válvulas de ala para el sistema de lavado.

19

Bombas de llenado de agua tanque elevado

Se hicieron mediciones de parámetros hidráulicos y eléctricos, con el analizador de red y medidor de flujo

Se encontró elementos deteriorados por tiempo excedido de su vida útil, como es la columna de succión, válvula de retención, válvula mariposa, válvula de desaire, protecciones eléctricas y la bomba.

Se requiere cambio de arrancador eléctrico, dado que todos los componentes están deteriorados por vida útil y de igual forma, cambio de tubería de columna y turbina.

20 Compuertas de entrada y salida de filtros

Se hizo maniobras de apertura y cierre, para evaluación.

Se encontró elementos deteriorados por vida útil, como es la compuerta, el actuador neumático, válvulas de agua y

Se requiere cambio de compuerta y actuador eléctrico, dado que todos los componentes están deteriorados por vida útil



44

aire para limpieza .

20

Sopladores

Se hicieron mediciones de parámetros hidráulicos y eléctricos, con el analizador de red.

No se cuenta con medidor de flujo de aire.

Se requiere compra e instalación de medidor, para medir la cantidad de flujo necesario para la limpieza de cada filtro. También la compra de válvulas de ala.

21

Compresores

Se hicieron mediciones eléctricas y evaluación de todo el sistema neumático.

Se encuentra dañado el secador de aire, pérdidas de aire en el sistema. Se tienen muchas fugas y operación continua, lo cual hace que trabajen los compresores de aire más tiempo de lo debido.

Compra de secador de aire y accesorios para el sistema neumático; así como compresores de aire con sus accesorios, a fin de dividir el sistema neumático para disminuir pérdidas en las tubería

22 Tanque elevado

Se hizo visita para evaluar la condición.

Al inspeccionarlo, se encontró fuertemente corroído con mucho óxido en el fondo y las paredes metálicas y la soportería internas del tanque deteriorado.

Reconstrucción o sustitución de tanque y cambio de sus válvulas.

23 Planta de emergencia eléctrica de 100 KVA.

Evaluación y puesta en marcha.

Se encuentra fuera de servicio la transferencia eléctrica. Tiene dañados los contactores de transferencia y elementos del control de la planta de emergencia.

Compra y cambio de interruptor de transferencia eléctrica. Realizar mantenimiento preventivo.



45

5- PLANTA DE CLORONo.

PLAN: Datos a evaluar




24

Grúa eléctrica

Maniobras de operación

No se tiene medidor para pesar cilindro de cloro gas en la precloracion y los soportes del cableado eléctrico se encuentran deteriorados.

Gestionar a compra del medidor (dinamómetro), repuestos, mantenimiento preventivo a caja variadora y motor eléctrico.

25

Evaporadores

Evaluación general del sistema

Se encuentra deterioro en tubería de entrada y salida del sistema.

Cambio de tubería del sistema, para evitar obstrucciones por acumulación de oxido, y compra de válvulas reguladoras de vacio y accesorios en general.

26

Bombas de agua de refuerzo

Se realizaron mediciones eléctricas.

Se encuentra una fuera de servicio por daño en bomba.

Gestionar la compra de bomba completa.

27

Clorinadores

Evaluación de condiciones de operación.

Se encuentra deteriorado el sistema automático por daño en tarjeta electrónica, por emanación de cloro gaseoso.

Cambio del sistema electrónico y reubicación de panel eléctrico, para evitar deterioro por las emanaciones de cloro gaseoso. También, compra de kit de repuestos para clorinador.



46

28

Torre neutralizadora

Pruebas y puesta en marcha.

Se encontraron daños en la empaquetadura, manómetro y elementos de polímero para neutralización de fugas de cloro gaseoso.

Compra de kit de repuestos.

6-PLANTA QUIMICA



REVISAR: Evaluación de datos. ACCION: Contramedida

29

Bombas dosificadoras de sulfato de aluminio


Se encontró dañado el manómetro de la tubería de salida y las válvulas de entrada no sellan completamente, las cuales no se pueden reparar porque no hay repuestos para sustituirlos.

Compra de repuestos eléctricos, mecánicos y lubricantes.

30

Bombas dosificadoras de polímero


No se tiene medición de presión y caudal, las válvulas de entrada no sellan completamente, las cuales no se pueden reparar porque no hay repuestos para sustituirlos.

Cambio de bomba por deterioro de vida útil



47

31 Bombas dosificadoras de cal


No se tiene medición de presión y caudal, las válvulas de entrada no sellan completamente.

Cambio de bomba por deterioro de vida útil

32

Bombas dosificadoras de carbón activo


Se encuentra disponible, ya que solo se utiliza en periodo de tiempo corto (época de verano), por problemas de olor en el agua cruda.

Compra de repuestos eléctricos y mecánicos.

33 Agitadores de sulfato de aluminio


Se encuentran en operación. Compra de repuestos eléctricos y mecánicos.

34 Agitador de cal Evaluación de condiciones de operación.


35 Agitador de polímero Evaluación de condiciones de operación.


36 Planta de emergencia


Se encuentra fuera de operación, se encuentra dañada la bomba de inyección, cambio de filtros y cambio de aceite al motor.

Mantenimiento correctivo al sistema de inyección del motor.

37 Extractor de cal Evaluación de condiciones de operación.




48

7- PLANTA DE FANGOS





38

Bombas centrifugas Observación visual en el panel eléctrico.

Se encuentran dos fuera de operación por falta de covirel en el arrancador, y elementos de control del arrancador

Compra e instalación de covirel.

39 Bombas de fango a deshidratar



40

Bombas dosificadoras de polímero


Actualmente se encuentra una fuera de operación, las restantes están trabajando normales. Se encuentra fuera por daño en el sello mecánico.

Compra de accesorios de las bombas para su mantenimiento.

41 Bombas de arqueta de fangos


Se encuentra una bomba en arqueta de lodos.

Suministro e instalación de otra bomba, con sus protecciones eléctricas.

42 Bombas de presurización.



43 Bomba a deposito de tampón


Se encuentra en operación. Compra de repuestos eléctricos y mecánicos.



49

44 Tornillo transportador Evaluación de condiciones de operación.


45 Compresores de aire Evaluación de condiciones

de operación. Se encuentran en operación, pero falta secador de aire.

Compra de repuestos eléctricos, mecánicos y equipo secador de aire, para el mantenimiento preventivo.

46 Agitador de tanques DAF (2).



47 Agitador de tanque TAMPON



48 Agitador de polímero (2)



49 Compuerta de tolva Evaluación de condiciones

de operación. Se encuentra fuera de operación en zona uno, por falta de acople de motor a actuador.

Fabricar acople de motor a actuador para puesta en marcha.

50 Bombas centrifugas

Observación visual en el panel eléctrico.

Se encuentran dos fuera de operación por falta de covirel en el arrancador.

Compra e instalación de covirel.

51 Bombas de fango a deshidratar



52 Bombas dosificadoras de polímero


Actualmente se encuentra una fuera de operación, las restantes están trabajando normales. (ESTE ITEM SE

Compra de accesorios de las bombas para su mantenimiento.



50

REPITE EN EL ITEM 40).

53 Bombas de arqueta de fangos


Se encuentra una bomba en arqueta de lodos en operación normal.

Suministro e instalación de otra bomba, con sus protecciones eléctricas, para respaldo.

EB-1: Tabla 6-3





1

Equipos de bombeo Se realizo una evaluación de las condiciones físicas y de operación de cada equipo de bombeo.

Se encuentra fuerte fuga de agua por estopera por desgaste en ejes, elementos de control en arrancador con fallas por vida útil.

Comparar el rendimiento existente de la bomba con el rendimiento esperado, provisto por el fabricante de la bomba.

Realizar mantenimiento correctivo a turbina, columna, cabezal de descarga, motor y arrancador.

Considerar cambio de bomba.

2 Válvulas motorizadas de equipos de bombeo

Se hicieron pruebas de apertura y cierre.

Se encuentran en operación normal, no se tienen repuestos.

Gestionar compra de repuestos.

3 Válvulas motorizadas de calderines y accesorios.


Se encuentran en operación normal, pero no cierran completamente, lo que provoca que haya fuga de aire, no se

Compra de válvulas de 800mm. Y accesorios.



51

tienen repuestos.

4

Compresores Se realizó una evaluación de las condiciones físicas y de operación de cada compresor.

Se tienen tres, de los cuales uno está fuera de servicio por compresor dañado y las cuales no se pueden reparar porque no hay repuestos en el País para sustituirlos.

Gestionar compra de compresor completo.

5 Iluminación fluorescente y de mercurio

Se realizo visita para revisión. Se tiene 25% de luminarias fluorescentes dañadas. No se tienen repuestos para cambiarlos.

Gestionar la compra de repuestos y lámparas completas.

6

Dos transformadores de 6 MVA/46 KV. Se realizo visita para revisión.

Estos transformadores están operando desde el año 1992 y se necesita realizarle un mantenimiento preventivo.

Se gestionará para darle mantenimiento preventivo.

7

Transformador de 4MVA/46KV. Se realizo visita para revisión.

Este transformador está operando desde el año 2001 y se necesita realizarle un mantenimiento preventivo.


EB-2: Tabla 6-4







52

1


Se encuentra fuerte fuga de agua por estopera por desgaste en ejes, elementos de control en arrancador con fallas por vida útil.





Compra de repuestos.

3

Válvulas motorizadas de calderines y accesorios.


Se encuentran en operación normal, pero no cierran completamente, lo que provoca que haya fuga de aire, no se tienen repuestos.


4

Compresores Se realizó una evaluación de las condiciones físicas y de operación de cada compresor.

Se tienen dos, de los cuales uno está fuera de servicio por compresor dañado y no se tienen repuestos.

Compra de compresores completo (arrancador y compresor).


Se realizo visita para revisión. Se tiene 40% de luminarias fluorescentes dañada


6

Tres transformadores de 5 MVA Se realizo visita para revisión.

Estos transformadores están operando desde el año 1992 y se necesita realizarle un mantenimiento preventivo.


7

Equipo ondulador Se realizo visita para revisión Se requiere un panel ondulador nuevo con su banco de baterías, o equipo equivalente para poder reactivar la estación en caso de corte de energía.

Se gestionara el suministro e instalación de dicho equipo.

Efectuar mantenimiento periódico.



53

EB-3 Tabla 6-5

No. PLAN: Datos a evaluar HACER: Método de recolección de la información



1


Se encuentra fuerte fuga de agua en estopera por desgaste en ejes, elementos de control en arrancador con fallas por vida útil.





Compra de repuestos.

3 Válvulas motorizadas de calderines y accesorios.


Se encuentran en operación normal, pero no cierran completamente, lo que provoca que haya fuga de aire, no se tienen repuestos.


4 Compresores

Se realizó una evaluación de las condiciones físicas y de operación de cada compresor.

Se tienen tres en funcionamiento; pero existen dos compresores que requieren mantenimiento correctivo.

Compra de compresores completo (arrancador y compresor).


Se realizo visita para revisión. Se tiene 25% de luminarias fluorescentes dañada.


6 Dos transformadores de 5 MVA

Se realizo visita para revisión. Estos transformadores están operando desde el año 1992 y se necesita realizarle un mantenimiento preventivo.




54

7 Sistema de cloración Se realizo visita para revisión.

Se tiene una sola batería para clorar con cilindros de 150lbs. Se necesita una segunda batería de cloración, para no suspender la dosificación y sus respectivos repuestos.

Se gestionará para la obtención de la batería y los repuestos correspondientes.

8

Línea de impelencia de 48’, desde EB-1 hasta Tanques Terminales

Se realizo una evaluación de las condiciones físicas y de operación de la línea.

Se tienen fugas en las válvulas ventosas y de purga, a si como cajas de registro en malas condiciones.

Se gestionara para darle mantenimiento correctivo y suministro e instalación de las válvulas.

Automatización Tabla 6-6



REVISAR: Evaluación de datos. ACCION: Contramedida

1 Automatización

Se realizo una evaluación de las condiciones físicas y de operación de cada equipo de automatización.

Se encontraron sensores y medidores dañados y fuera de operación, por lo cual el sistema de automatización no opera al 100%.

Se gestionara para el suministro de instalación de estos elementos, a si como la revisión del programa de automatización de La Planta y sus Estaciones de bombeo.



55

Programa de Acción Tabla 6.7

FECHA OCT 2010 NOV 2010 DIC

2010 ENE 2011 FEB 2011

2011

CORTO PLAZO

2012

MEDIANO PLAZO

2013

LARGO PLAZO

Plan

Hacer

Revisar

Acción



56

Persona Encargada y Ubicacion de Actividades

Miembro Corto plazo

3 meses

Mediano Plazo

1 año

Largo Plazo

2 años

ACCION: BOCATOMA Hacer: 4, 9, 13 Hacer: 5, 6, 7, 8, 10, 12, 14, 15, 16, Hacer: 1, 2, 3, 11, 17

Mario Sayes Y Y Y

Juan Madrid Y Y Y

Julio Martínez Y Y Y

Benjamín Martínez Y Y Y

Marvin Ortega Y Y Y

Arístides Hernández Y Y Y

Marlene Serrano Y Y Y

Miembro Corto plazo

3 meses

Mediano Plazo

1 año

Largo Plazo

2 años

ACCION: Planta de Tratamiento. Hacer: 1, 2, 6 Hacer: 3, 4,5, 8, 13,

17, 18 Hacer: 7,9, 10,11, 12, 14, 15, 16, 19,

Mario Sayes Y Y Y



57

Juan Madrid Y Y Y



Marvin Ortega Y Y Y



ESTACION DE BOMBEO EB-1, 2 Y 3

Miembro Corto plazo

3 meses

Mediano Plazo

1 año

Largo Plazo

2 años

ACCION: Estación de bombeo No.1, 2 y3. Hacer: 5 Hacer: 1, 4,6 Hacer: 1,2,3,7,8

Mario Sayes Y Y Y

Juan Madrid Y Y Y





58

Marvin Ortega Y Y Y



AUTOMATIZACIÓN

Miembro Corto plazo

3 meses

Mediano Plazo

1 año

Largo Plazo

2 años

ACCION: Sistema de automatización del Sistema de Planta Las Pavas y sus estaciones de bombeo y línea de transmisión.

Hacer: Hacer: Hacer: 1

Mario Sayes Y Y Y

Juan Madrid Y Y Y



59

DIAGRAMA UNIFILAR DE ARRANCADORES SIEMENS DE EQUIPOS DE BOMBEO BOCATOMA

Documents

添付資料 5 節電対策マニュアル - JICA7.4.1 Procedimiento de Operación de Equipos de Bombeo 163 7.4.2 Registro de la Operación. 166 7.4.3 Curvas Características de Bombas