Tipo de sistemas

5. TIPOS DE SISTEMAS
5.1
Introduccion
Hay diferentes tipos de sistemas en que el agua fluye por gravedad, cada
uno de ellos puede clasificarse de acuerdo a determinadas caracteristicas de dise
no. Estos sistemas estan divididos en dos categorias generales: sistemas abiertos
y sistemas cerrados.
Un sistema abierto es aquel en que las tomas de agua pueden dejarse abiertas y fluyendo durante todo el dia y aun asi proveer un flujo constante y estable.
Esto quiere decir que el caudal admisible de l a fuente o fuentes de abastecimiento es lo suficiente para abastecer a todas las lineas de conexion directamente, sin
requerir de un tanque reservorio.
Un sistema cerrado es aquel en que el caudal admisible de la fuente no pue
de abastecer un flujo continuo a todas las tomas o donde el caudal admisible es
tal, que se necesita un tanque reservorio para tener agua almacenada y poder
cumplir con aquellos periodos de demanda maxima en que la fuente por s i misma, no se abastece. En este sistema todas las conexiones tendran un grifo automatico o uno manual.
Ambas clases de sistemas pueden necesitar tanques rompe-presibn, pero un
sistema abierto, jamas requerira un tanque reservorio. En todas las conexiones,
cualquiera sea el tipo de sistema, se debera instalar una valvula de control para
poder distribuir y regular el flujo entre tomas.
Dentro de estas dos clases, hay cinco tipos diferentes de sistemas que se
pueden construir, que mencionamos a continuacion.
5.2
Sistemas abiertos sin grifos
Este tipo de sistema tiene un flujo continuo, de 24 horas, en las tomas, sin
grifos que corten el agua. La principal ventaja de este sistema es que no posee gri
fos que puedan ser motivo de mal uso, desgaste, rotura, robo, etc. La principai
desventaja estriba en que se produce un copioso gasto de agua que fluye dia
y noche. La ubicacion estrategica de las tomas para un uso eficiente del caudal
de agua (como regadios en campos cercanos, etc.) y l a construccion de canales
de drenaje anti-corrosivos para transportar lejos estos flujos, minimizaran los problemas de cantidades de caudal excesivas.
5.3
Sistema abierto con grifos
El probiema de un copioso gasto de agua como consecuencia de conexiones abiertas, se puede eliminar instalando griferias en algunas de ellas. Se tomaran provisiones para poder manejar el rebose de agua proveniente del punto mas
bajo de interrupcion de presion (vale decir, tanques resevorios, tanques para liinitar presion, etc.), puesto que es en ese punto donde rebosara el agua.
Este tipo de sistema es uno de los mas deseables puesto que no requiere
tanque reservorio, provee agua mas que suficiente para los lugarenos y los problemas de copioso caudal de agua son minimos.
5.4
Sistema cerrado con reservorio
Se necesitara un tanque reservorio en los casos en que la demanda rnaxima
de agua del lugar no pueda ser abastecida solo por la fuente. El reservorio almacena agua durante los periodos de bajo consumo (como durante la noche) y
complementa asi e l abastecimiento de l a fuente durante los periodos de maximo
consumo (como las primeras horas de l a manana). Con e l sistema de reservorio se
puede proveer agua a la hora que sea necesaria, pero todo dependera de darle un
buen mantenimiento a grifos y tuberia (un grifo roto o una tuberia que gotea,
impediran que se llene el reservorio).
Un sistema con reservorio puede en efecto, ser menos costoso en w construccion que un sistema abierto; puesto que comuritxente se usa una tuberia de
ri-tenor tamano entre la fuentr y el reservorio. Lo que se ahorra en la tuberia
pusde compensar e l costo del tanque (vease seccion 5.7).
5.5
Sistema cerrado con servicio intermitente
Hay algunas situaciones topograficas eri que el rendimiento de la fuente
y la geografia del terreno actuan de t a l manera que el sistema tiene que ser dise
fiado con uno o mas, tanques para limitar presion (rompe-presion) ubicados
corriente abajo del tanque reservorio. Este arreglo exige un sistema de suministro intermitente: Excepto unas cuantas horas al dia (es decir, mananas y noches), e l agua se cierra en el tanque reservorio para permitir que vuelva a Ilenarse. Si no se hace esto, el tanque nunca vuelve a llenarse puesto que estaria cons-
tantemente drenando a traves de los tanques interruptores de presion que estan
mas abajo.
Este sistema intermitente es el menos deseable para construir. Hay problemas hidraulicos, como e l atascamiento de aire, que pueden complicar tanto
el drenaje como el rellenado cotidianc de l a tuberia; habra un mayor desgaste de
las valvulas de control en el reservorio, se necesitara una buena organizacion de
gente para cuidar el sistema, la presion negativa producida en la tuberia cuando
hay cierre en el sistema puede suycionar agua contaminada del subsuelo por
via de pequenas fisuras y puesto que el periodo total de demanda de agua esta
comprendido solo dentro de unas cuantas horas (no se expanda el total del dia),
las tomas tienen que ser disenadas para que entreguen un mayor flujo, lo que
a su vez requiere tuberias de mayor tamano y aumenta sustancialmeiite el costo
del sistema.
Afortunadamente, es posible evitar los sistemas intermitentes instalando
valvulas de flatacion (que tambien se conocen en Nepal como "llaves de bola")
en los tanques disruptores que estan curso abajo.
5.6
Sistema cerrado con valvulas de fiotacih
Como se ha dicho anteriormente, hay algunas situaciones en las que resulta imprescindible instalar tanques rompepresion aguas abajo del reservorio.
Las valvulas de flotacion se instalan en estos tanques interruptores
y actuan bajo el mismo principio que aquellas que se usan comunmente en los
inodoros domesticos. Estas son valvulas que regulan automaticamente el flujo en
las tuberias para coincidir exactamente con l a cantidad que demanda ccialquiera
de las tomas abiertas. Cuando todas las tomas estan cerradas se llena de agua el
tanque interruptor, levantando el flotador y cerrando gradualmente la valvula
hasta cortar el flujo. Esto permite que se vuelva a llenar el tanque reseworio de
aguas arriba.
Las valvulas de flotacion de calidad resistente estan ahora formando parte
de los suministros estandar que provee UNlCEF para los proyectos de abastecimiento de agua en Nepal. Las valvulas de flotacion que hay disponibles localmente (fabricadas usualmente en India), aunque no son de la mejor calidad, se
pueden usar, ya que ofrecen la ventaja de que, en caso de rotura, se pueden
reemplazar con facilidad y bajo costo por la misma comunidad.
5.7
Sistema abieto vs. sistema cerrado
La decision de construir un sistema, ya sea abierta o cerrado, esta sujeta
a diversos factores; perfil de la tuberia, rendimiento o caudal admisible de la
fuente de abastecimiento, caracteristicas de poblacion de diseno y disponibili-
dad de materiales de construccion, I-lay casos en que la decision es obvie y otros
en que e l disenador tiene que evaluar el factor economico de ambos tipos antes
de tomar una decision.
Corno hemos mencionado en l a seccion 5.4 un sistema de reservorio puede
ser mas economico que un sistema abierto. El sistema abierto generalmente requiere mayor peralte de tubos entre la fuente y la localidad comunal, mientras
que si ya ha sido construido un tanque reservorio se podria reemplazar parte de
esa tuberia por otra de menor peralte. El disenador siempre debera investigar
ambas alternativas si viera que hay la posibilidad que el sistema sea del tipo abierto. Sin embargo, cabe la posibilidad que algunas veces no hayazdisponibilidadinmediata del tamano especifico de tuberia, o de l a cantidad necesaria de cemento,
en cuyo caso, para evitar demoras, se debe construir el sistema alternativo.
5.8
Expansion limitada
Un aspecto que se relaciona con l a planificacion y diseno de un proyecto
para servicio de agua es la extensibilidad del sistema. Aunque la proyeccion de
poblacion se efectue para el fin del periodo de diseno, el crecimiento poblacional
de la comunidad puede expandirse de tal manera que en el futuro, los pobladores deseen adicionar dos o mas conexiones al sistema en una fecha futura. Tambien es posible que e l crecimiento poblacional de la comunidad sea en efecto,
mucho mayor que lo supuesto in;cialmente, y que las demandas de agua excedan
largamente las estimadas para el periodo de diseno. En esta seccion tratamos sobre los medios posibles de una expansion limitada del sistema para resolver estos
problemas, siempre que se tomen las precauciones en el periodo original considerado en e l estudio, diseno y construccion originales del sistema. El objetivo de
esta posibilidad de expansiin es solamente una necesidad imprevista durante la
etapa del diseno original. Se supone que cumplido el periodo del diseno original,
tanto las condiciones del sistema como las nuevas necesidades de agua de la comunidad, requeriran de una exhaustiva rehabilitacion del sistema, o incluso, la
construccion de otro enteramente nuevo.
Tomas adicionales: Las necesidades de tomas adicionales podran ser minimas si se trata de preveer cuales son las direcciones en que probablemente se extendera l a comunidad en el futuro y ubicar los puestos de toma de acuerdo con
este criterio. Aunque no sera tarea facil predecir e l futuro, l a geografia del terreno circundante a la comunidad fijara los limites de expansion (tal como rios,
despenaderos, direccion de colinas y cerros, etc.).
Si se necesitan puestos de toma adicionales no sera necesario cambiar la
tuberia, siempre que los miembros de la comunidad esten dispuestos a reducir
el flujo de las otras tomas para surtir de agua a las nuevas. Disminuyendo el flujo
de cuatro puestos de toma, en un 20010, se podra surtir a un quinto adicional.
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El disenador del sistema debera indicar en su informe donde estarian los puntos
de conexion que habrian de agregarse y cuales seran los reajustes de flujo necesa
rios. Esta informacion debera aparecer en el legajo del proyecto en la 0ficir.a
DDL* y tambien debera discutirse en los lideres comcnales.
Aumento de demanda de ague: Este es un problema que solo puede ser
resuelto si es que hay otra fuente de abastecimiento de agua que este ubicada por
encima del nivel de bocatoma o reservorio, de tal manera que el flujo que proviene de la nueva fuente de abastecimiento puede ser agregado al ya existente. Puede suceder que en el futuro se necesite disponer de esquemas de purificacion de
agua para muchos proyectos, de tal manera que una fuente de agua cercana que
no sea de necesidad inmediata, se puede algun dia adicionar a l sistema. A pesar
del aumento de flujo se puede tener necesidad de una capacidad de almacensmiento de agua adicional. Esto se puede atender mediante dos metodos: seleccionar la ubicacion del reservorio original de manera que se pueda constiuir un segundo tanquz interconectado y cercano al primero; o alternativamente, disenar
el primer tanque de manera que sus paredes puedan encimarse lo suficiente como
para adicionarla otros 3(3@ 50 cm. de profundidad, a tirante de agua, al mismo
tanque.
Repetimos, la memoria descripziva del proyecto debera indicar cual es l a
futura expansion en la capacidad de almacenamiento que ha sido planificada.
5.9
Expansion por etapas
La expansion de un sistema no tiene necesariamente que permanecer dentro del dominio def sistema original. Puede haber un pequeno barrio o comunidad
kercana, a la mano, la cual tenga su propio suministro adecuado de agua y no
haya necesidad de incluirla al inicio del sistema. Luego de algunos anos, sin embargo, esa pequena poblacion puede llegar a sobrepasar su abastecimiento de
agua, y entonces habra que considerar como ampliar el sistema original para poder incorporarla.
La mejor forma de llevar a cabo esta tarea es planificandola desde el comienzo en que se prepara el diseno del sistema. Hay ciertas tuberias que tendran que ser de mayor diametro que lo estrictamente necesario y hay que disenar el reservorio de manera que pueda ampliarse de acuerdo a lo comentado
lineas arriba.
Las derivaciones T y/o las valvulas de control para la futura expansion,
deben instalarse durante el inicio de la construccion. En la memoria descriptiva del proyecto se indicara despues de cuantos anos se entiende que procede
ampliar e l sistema, y que e l asunto tiene que ser discutido con el ingeniero regional de DDL y con los lideres comunales,
"
DDL: Departamento de DesarroVo ILocal.