ES2280015T3 - Procedimiento de limpieza de una canalizacion. - Google Patents

Abstract

Procedimiento de limpieza de una canalización por descarga a través de una derivación, con la ayuda de una bomba, de un primer volumen de líquido bajo presión con un caudal y una duración tales que el líquido ocupa toda una sección de la canalización, se hace desembocar la tubería de descarga de la bomba en la derivación y se interrumpe la descarga del primer volumen, caracterizado porque, en menos de 10 segundos y preferentemente en menos de 5 segundos, después del final de la de la descarga del primer volumen, a través de la bomba se descarga en la canalización un segundo volumen de líquido a presión, con un caudal y una duración tales que el líquido ocupa toda una sección transversal de la canalización para formar una ola.

Description

Procedimiento de limpieza de una canalización.

Los efluentes o líquidos de desagüe, procedentes de comunidades urbanas o de zonas industriales, son trasladados hacia las estaciones de tratamiento mediante colectores de gran diámetro.

Los vertidos de las alcantarillas no son aguas limpias, sino aguas llenas de partículas diversas con distintos tamaños (de origen fecal, lejías, grasas, etc.).

En general, el flujo desde el origen de los desagües hasta la estación de tratamiento se realiza gracias a la fuerza de la gravedad mediante colectores instalados con una pendiente predefinida durante el trabajo de ingeniería civil.

Con el fin de que estas partículas no se depositen en las tuberías, las normas de la técnica imponen que la velocidad de flujo sea superior a 0,6 m/s.

En las estaciones de elevación instaladas a continuación de los colectores, la velocidad del agua se mantiene superior a 0,6 m/s por el cálculo del caudal de las bombas de elevación, teniendo en cuenta las pérdidas diversas de carga y el diámetro de la canalización que conecta la estación al colector general. En este caso, cuando las bombas de elevación funcionan, la velocidad del agua es suficiente para que no se produzcan depósitos en la canalización.

Como los vertidos no son simultáneos, la velocidad de flujo en el colector de la calle no es constante y puede ser muy inferior a la velocidad necesaria para arrastrar los depósitos. Además, por razones de geografía local, no siempre es posible respetar las pendientes teóricas y la velocidad de flujo se reduce, pudiéndose producir depósitos en caudales pequeños.

Para paliar la obstrucción de las tuberías por depósitos, se instalan sistemas de descarga de aguas más arriba de los tramos de los colectores que presentan una pendiente reducida. El principio consiste en almacenar una reserva de agua importante y liberarla bruscamente en el colector. Este "tapón de agua" llena la sección de la tubería aumentando puntualmente la presión y la velocidad del agua por encima de 0,6 m/s, y arrastrando a su paso los posibles depósitos.

El dispositivo de "Descarga de agua", aunque es muy eficaz, no permite modular el flujo de limpieza.

Una variante consiste en poner en marcha una bomba de elevación de mucho caudal para proporcionar bruscamente un flujo importante.

Estas dos soluciones presentan los inconvenientes siguientes: Falta de flexibilidad para el primero y un grupo de mucha potencia para el segundo. Derroche de agua limpia en ambos casos. El documento DE10041021A representa el estado de la técnica más próximo a la invención y describe un procedimiento del tipo definido en el preámbulo de la reivindicación 1. El documento WO01/32997 describe otro procedimiento por aire comprimido que proporciona una emulsión de aire en el líquido en la canalización que, de este modo, no se llena por completo de líquido.

La invención se refiere a un procedimiento de limpieza de una canalización más eficaz que los procedimientos anteriores, permitiendo en particular una mejor modulación del flujo de limpieza de la canalización y que es conveniente como un fluido de limpieza de los propios efluentes.

El procedimiento de limpieza de una canalización, según la invención, se define en la reivindicación 1. Preferentemente después del final de la descarga del segundo volumen, se descarga, en menos de 10 segundos y preferentemente en menos de 5 segundos después del final de esta descarga del segundo volumen, un tercer volumen de líquido a presión en la canalización por medio de la bomba, con un caudal y una duración tales que el líquido ocupa toda la sección transversal de la canalización.

La presión de descarga puede estar comprendida particularmente entre 1 y 2 bar. El líquido puede ser agua, efluentes o una suspensión acuosa.

Debido a estas descargas sucesivas, en un pequeño intervalo de tiempo, se crea en la canalización un efecto de olas particularmente eficaz. La primera descarga envía a la canalización un primer volumen o "tapón" de agua que tiene una velocidad de agua suficiente para barrer los depósitos.

Durante el periodo de tiempo que transcurre entre la descarga del primer volumen y la del segundo volumen, se crea una depresión más arriba del primer tapón que amplía la acción del tapón siguiente, por efecto de aspiración. Repitiendo varias veces estas descargas, se forma una ola cuyo efecto de limpieza es mucho más eficaz que un solo paso de agua. La acción es tanto más eficaz si la canalización está llena de agua, ya que un fenómeno de sobrepresión acelera más la limpieza.

Para una canalización horizontal de 0,07 m^{2} de sección, se han obtenido buenos resultados para un caudal comprendido entre 140 y 170 m^{3}/h y con una duración comprendida entre 2 segundos y 5 segundos.

Según un perfeccionamiento, en el momento de la primera descarga, se mide la pérdida de carga en la canalización y si es superior a un valor dado, se procede a la segunda descarga y preferentemente a la tercera descarga. Se puede medir la pérdida de carga particularmente mediante el coseno phi del motor. Si la primera descarga ha sido lo suficientemente eficaz, se puede prescindir de las siguientes. De este modo, la limpieza se puede modular bien según el estado de la canalización.

De este modo, la invención se refiere a un grupo motobomba que comprende un motor de corriente alterna, destinado a alimentar a una bomba a una velocidad dada, y caracterizado porque el motor se alimenta a través de un convertidor de frecuencia y, preferentemente, el motor funciona, a la velocidad dada, en un punto de la curva de inducción magnética del motor, en función de la intensidad eficaz de la corriente de alimentación, alejado de la saturación.

Mientras que normalmente se utiliza un motor que alimenta a la bomba de un grupo motobomba en saturación magnética de modo que, si se aumenta la frecuencia de la corriente de alimentación, no se dispondrá del par correspondiente a este aumento de frecuencia, según la invención, se utiliza un motor que no se satura ni tampoco está sobredimensionado, sino que permite obtener correctamente este aumento de velocidad y de potencia, casi instantáneamente, variando la frecuencia de la corriente de alimentación. El motor tiene una gran dinámica de modo que en menos de 10 segundos, y particularmente en menos de 5 segundos, la bomba del grupo motobomba puede ofrecer un aumento de caudal considerable, tal como es necesario para formar los tapones según la invención.

Por razones de sencillez de manipulación para el usuario, es preferente que el convertidor de frecuencia esté integrado en la bomba desde su fabricación.

Los dibujos adjuntos se incluyen únicamente a título de ejemplo:

la figura 1 es un esquema de una instalación de limpieza de una canalización por un procedimiento según la invención, y

la figura 2 representa en la figura 2a, la curva característica de una bomba y, en la figura 2b, de manera correspondiente, la variación de la inducción del motor que impulsa la bomba según la intensidad de la corriente de alimentación.

En la canalización (C), por ejemplo, de 300 mm de diámetro, desembocan dos derivaciones (1), (2) alimentadas, respectivamente, por dos grupos motobomba (3), (4) de elevación de efluentes, asociados respectivamente con edificios no representados. Estos grupos motobomba (3) y (4) son de tipo normal, es decir que el motor de corriente alterna que impulsa a la bomba funciona a la velocidad de rotación prevista para la bomba en la saturación de la curva de inducción magnética del motor, en función de la intensidad eficaz de corriente de alimentación (del tipo de la curva -A- en la figura 2b).

No obstante, según la invención, está previsto otro grupo motobomba que contiene una bomba (5), un motor (6), un convertidor de frecuencia (7) y un circuito (8) de análisis, particularmente del coseno phi del motor, estando el conjunto alimentado por una línea (9) de alimentación de corriente alterna conectada a la red. El grupo motobomba (5) a (8) está colocado en una fosa (10) llena de efluentes (E). Su tubería(11) de descarga desemboca en una derivación (12), cuyo otro extremo desemboca en el colector (C).

El grupo motobomba (5) a (8) tiene las características ilustradas en las figuras 2a y 2b.

La figura 2a indica la presión de la bomba (ordenadas) en función del caudal, en abscisas, siendo la presión la altura manométrica total. Cuando el motor (6) está alimentado a una frecuencia de 100 Hz, la curva característica es la curva I. A 50 Hz, se obtiene la curva II. El caudal nominal a 50 Hz es Q1 nom. 50 Hz. A 100 Hz, pasa al valor indicado en la curva por Q2 nom. 100 Hz, siendo las presiones correspondientes, respectivamente, de H (50 Hz) y de H (100 Hz). Como la potencia de la bomba es proporcional al cubo de la velocidad o de la frecuencia, se puede obtener un tapón considerable. Y esto es posible como se demuestra en la figura 2b porque, mientras que en el caudal Q1 nom. 50 Hz, se encuentra en un punto, de la curva de la inducción magnética del motor en función de la intensidad de corriente de alimentación eficaz, que está lejos de la saturación, se alcanza esta saturación, solamente para una frecuencia de 100 Hz, es decir, el punto B (100 Hz), (curva B de trazo continuo en la figura 2b).

Para una velocidad de limpieza natural de 0,66 m/s y una canalización de 300 mm de diámetro (es decir, una sección de 0,07 m^{2}), el caudal necesario de desagües para asegurar esta velocidad de flujo es:

Q = Velocidad x Sección de la canalización

Q = 0.66\ x\ 0.07\ x\ 3600 = 166\ m^{3}/h .

Para formar un "tapón" de agua que llene totalmente la sección de la canalización en 1 m de longitud, hay que suministrar una cantidad de agua equivalente a una longitud de 2 m (para compensar el tiempo de llenado progresivo de la sección de la canalización. Cabe observar que, cuanto más obstruida esté la canalización -10-, más rápido será este tiempo de constitución del tapón).

Sea un volumen de efluentes de 2 m x 0,07 m^{2} = 0,140 m^{3}.

Para una bomba de 166 m^{3}/h, el tiempo de funcionamiento necesario será pues: 0,140 x 3600/166 = 3 segundos.

Habiendo escogido un volumen útil para la cuba de la bomba de elevación de 1 m^{3}, esta reserva permite crear una serie de 7 "tapones" consecutivos (1 m^{3} / 0,140 m^{3} = 7) de una duración de 3 segundos que se suceden con un intervalo de 3 a 10 segundos para que cada "tapón" se aproveche de la depresión originada, en el colector, por el "tapón" anterior.

El tiempo durante el cual la bomba debe suministrar este caudal es corto, e igualmente la potencia proporcionada por el motor. Por lo tanto, es posible escoger un conjunto "motovariador/bomba" capaz de corresponder a estas características durante 3 segundos con una frecuencia de 100 Hz, por ejemplo, y de asegurar el funcionamiento corriente de la estación de elevación con una frecuencia nominal de 50 Hz.

Claims (6)

1. Procedimiento de limpieza de una canalización por descarga a través de una derivación, con la ayuda de una bomba, de un primer volumen de líquido bajo presión con un caudal y una duración tales que el líquido ocupa toda una sección de la canalización, se hace desembocar la tubería de descarga de la bomba en la derivación y se interrumpe la descarga del primer volumen, caracterizado porque, en menos de 10 segundos y preferentemente en menos de 5 segundos, después del final de la de la descarga del primer volumen, a través de la bomba se descarga en la canalización un segundo volumen de líquido a presión, con un caudal y una duración tales que el líquido ocupa toda una sección transversal de la canalización para formar una ola.

2. Procedimiento, según la reivindicación 1, caracterizado porque en menos de 10 segundos y preferentemente en menos de 5 segundos después del final de la descarga del segundo volumen, se descarga en la canalización, por medio de la bomba, un tercer volumen de líquido a presión, con un caudal y una duración tales que el líquido ocupa toda una sección transversal de la canalización.

3. Procedimiento, según la reivindicación 1, caracterizado porque en el momento de la primera descarga, se mide la pérdida de carga en la canalización y, si es superior a un valor dado, se procede a la siguiente descarga.

4. Procedimiento, según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque como bomba se utiliza un grupo motobomba que comprende un motor (6) de corriente alterna destinado a impulsar a la bomba (5) a una velocidad dada, siendo alimentado el motor (6) a través de un convertidor (7) de frecuencia.

5. Procedimiento, según la reivindicación 4, caracterizado porque el convertidor (7) está integrado en el grupo motobomba.

6. Procedimiento, según la reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque se hace funcionar el motor (6) a la velocidad dada en un punto, de la curva de inducción magnética del motor (6) en función de la intensidad eficaz de corriente de alimentación, alejado de la saturación.