NCh2472: Plantas Elevadoras de Aguas Residuales - Especificaciones

NORMA CHILENA OFICIAL
NCh2472.Of2000
Aguas residuales - Plantas elevadoras - Especificaciones
generales
Preámbulo
El Instituto Nacional de Normalización, INN, es el organismo que tiene a su cargo el
estudio y preparación de las normas técnicas a nivel nacional. Es miembro de la
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (ISO) y de la COMISION
PANAMERICANA DE NORMAS TECNICAS (COPANT), representando a Chile ante esos
organismos.
La norma NCh2472 ha sido preparada por la División de Normas del Instituto Nacional
de Normalización, a partir de un anteproyecto elaborado por Empresa Consultora
AMBAR, y en su estudio participaron los organismos y las personas naturales siguientes:
A guas Cordillera S. A .
A lv enius S. A .
Cint ac S. A .
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mprresa de Obra
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Galv anizadora M organ y Fuenzalida
GC y GC Ingeniería Lt da.
Inst it ut o Nac ional de Normalizac ión, INN
KSB Chile S. A .
M inist erio de la V iv ienda y Urbanismo, M INV U
M arcela Leiv a M .
Sergio Suau
Laureano López G.
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Germán Ramos N.
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Hernán A guiló M .
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Héct or López A .
I
NCh2472
Superintendencia de Servicios Sanitarios, SISS
Universidad de Santiago, USACH
Nancy Cepeda R.
Christián Lillo S.
Gerardo Samhan E.
Patricia Mery C.
Esta norma se estudió para establecer las especificaciones generales de las plantas
elevadoras de aguas residuales, en los sistemas de alcantarillado.
Por no existir Norma Internacional, en la elaboración de esta norma se han tomado en
cn ico s Nacio nales , proporcionados por el Comité.
consideración A nt eced ent es Té
Esta norma ha sido aprobada por el Consejo del Instituto Nacional de Normalización, en
sesión efectuada el 28 de Julio de 2000.
Esta norma ha sido declarada Oficial de la República de Chile por Decreto N°5058, de
fecha 17 de Noviembre de 2000, del Ministerio de Obras Públicas, publicado en el Diario
Oficial N° 36.839 del 16 de Diciembre de 2000.
II
NORMA CHILENA OFICIAL
NCh2472.Of2000
Aguas residuales - Plantas elevadoras - Especificaciones
generales
0 Introducción
Las plantas elevadoras son sistemas que permiten evacuar las aguas residuales en
sectores donde no es posible un escurrimiento gravitacional hacia colectores, emisarios,
plantas de tratamientos y disposición final, considerando principalmente el caudal a
evacuar y la energía para vencer la altura geométrica total de elevación, las pérdidas por
roce y singularidades.
1 Alcance y campo de aplicación
1.1 Esta norma establece las disposiciones mínimas de diseño a las que se deben ajustar
los proyectos de elevación mecánica de aguas residuales en los sistemas de
alcantarillado.
1.2 Esta norma se aplica a todos los tipos de plantas elevadoras de aguas residuales,
cualquiera que sea el t ipo de mot obomba ut ilizada.
1.3 Esta norma también se aplica, parcial o totalmente, a plantas elevadoras de aguas
lluvias.
1.4 Esta norma no se aplica a plantas elevadoras:
-
de agua potable;
-
de residuos industriales líquidos.
1
NCh2472
2 Referencias normativas
Los documentos normativos siguientes contienen disposiciones que, a través de
referencias en el texto de la norma, constituyen requisitos de la norma.
NCh410
NCh643
NCh1410
Calidad del agua - V ocabulario.
Bom bas cent rífug as - Term ino log í
a y sím bo los .
Preven ción de riesgos - Colores de seguridad.
3 Términos y definiciones
Para la aplicación de esta norma se emplean los términos definidos en NCh410 y
adicionalmente los siguientes:
3.1 aguas residuales: aguas que se descargan después de haber sido usadas en un
proceso, o producidas por éste, y que no tienen ningún valor inmediato para este
proceso
3.2 aguas servidas; aguas servidas domésticas: aguas residuales que contienen los
desechos de una comunidad, compuestos por aguas grises y aguas negras
3.3 altura manométrica: altura dinámica de presión en cualquier punt o de la inst alación
3.4 autoridad competente: prestador de servicio sanitario y autoridad estatal correspondiente
que tienen competencia en su ámbito en el diseño y construcción de las plantas elevadoras
de aguas residuales
3.5 cámara de bombeo; sala de bombeo: construcción en la que se instala el grupo
motobomba y las interconexiones hidráulicas
3.6 cámara de rejas: construcción destinada a la instalación de rejas u otros elementos
para retención y retiro de sólidos y desechos
3.7 cámara de válvulas; sala de válvulas: construcción en la que se instalan las válvulas
y parte de las interconexiones hidráulicas
3.8 cámara húmeda: cámara de bombeo o sala de bombeo donde se instalan las
motobombas sumergidas
3.9 cámara seca: cámara de bombeo o sala de bombeo donde se instalan las
mot obombas fuera del pozo de aspiración
3.10 caudal; gasto: volumen de agua residual que pasa por una sección transversal en
una unidad de tiempo
3.11 caudal máximo de diseño: mayor caudal que debe impulsar en el futuro la o las
mot obombas de la planta elevadora
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3.12 interconexiones hidráulicas: circuito formado por tuberías y piezas especiales con y
sin mecanismo
3.13 período de diseño: número de años ocurridos desde la fecha en que se lleva a cabo
del diseño original de las obras, hasta una fecha futura (estimada) cuando la capacidad
del sistema para la cual fue diseñada se cumpla
3.14 planta elevadora: conjunto de instalaciones mediante el cual el agua residual es
impulsada desde un determinado nivel a una cota topográfica superior
3.15 pozo de aspiración: depósito desde el cual la motobomba aspira las aguas
residuales
3.16 presión subatmosférica: presión menor que la atmosférica
3.17 prestador o concesionario: titular de una concesión de servicio público sanitario
3.18 sistema de control y comando: conjunto de elementos que permiten la partida y
detención secuencial de las motobombas
3.19 sistema eléctrico: conjunto de líneas, equipos y accesorios necesarios para
asegurar el abastecimiento de energía eléctrica
3.20 trituradores: equipo para reducir el tamaño de los sólidos presentes en las aguas
residuales
3.21 vida programada: período de tiempo en que se utilizará(n) la(s) motobomba(s) y
que queda determinado por la eficiencia económica. No coincide necesariamente con la
vida útil mecánica de la motobomba
4 Requisitos generales de diseño
4.1 Requisitos de seguridad
4.1.1 Las instalaciones de las plantas elevadoras deben asegurar su operación y
mantenimiento.
4.1.2 Las plantas elevadoras deben contar con protecciones físicas que impidan la
intervención de terceros.
4.1.3 Las plantas elevadoras deben contar con protección contra incendios cuando sea
necesario, dando cumplimiento a los criterios que fija la Ordenanza General de la
Construcción y Urbanismo para establecimientos industriales.
4.1.4 Cuando corresponda el almacenamiento de combustible debe estar separado de la
cámara o sala de bombeo, y debe cumplir con las regulaciones de la Superintendencia
de Electricidad y Combustibles, SEC.
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4.2 Otros requisitos generales
4.2.1 El diseño de la planta elevadora de aguas residuales debe evitar la sedimentación
de los sólidos, las obturaciones de las tuberías, la emanación al exterior de malos olores
y no superar los límites de ruido establecidos por la Autoridad Competente.
4.2.2 Las motobombas seleccionadas deben ser especiales para elevar aguas residuales.
4.2.3 Las plantas elevadoras deben incluir cámaras de rejas al ingreso de las aguas
residuales para retener los sólidos que las bombas no puedan impulsar, salvo
just if icación técnica en cont rario. El diseño debe cont emplar además, las condiciones
adecuadas para el retiro de los sólidos retenidos; accesibilidad, ventilación, drenado, así
como las exigencias sanitarias previas a su disposición final.
4.2.4 Las plantas elevadoras deben disponer de accesos adecuados para la entrada y
salida del transporte que permita el traslado de las piezas y equipos más voluminosos o
pesados.
4.2.5 La cámara o sala de bombeo debe ser lo suficientemente amplia y con un diseño
tal, que permita el acceso del personal autorizado para realizar adecuadamente la
operación y mantenimiento de los equipos.
4.2.6 El pozo de aspiración y cámara húmeda deben disponer, cuando técnicamente sea
posible, de un sistema ante emergencias, para evitar que las aguas contaminadas se
devuelvan a las uniones domiciliarias o rebasen a las calles.
4.2.7 La arquitectura del recinto de una planta elevadora debe ser coherente con el
medio ambiente urbano o rural en que se construye.
4.2.8 La planta elevadora debe contar con la iluminación adecuada, de acuerdo con los
requerimientos de operación y mantenimiento de la misma. El diseño debe privilegiar el
aprovechamiento de la iluminación natural y las necesidades de iluminación artificial. Se
debe disponer de iluminación de emergencia para el caso de corte del suministro
eléctrico.
4.2.9 Las instalaciones deben estar provistas de un sistema de ventilación que asegure
una atmósfera de trabajo adecuada para los operadores, los requerimientos de aire de
los equipos electromecánicos y que evite la acumulación de gases peligrosos.
4.2.10 El acceso al pozo de aspiración o cámara húmeda debe ser solamente desde el
exterior.
4.2.11 El área destinada a la planta elevadora propiamente tal, debe ser independiente
de cualquier otra instalación cercana, como vivienda, camarines, baño, oficina y lugar de
almacenamiento de materiales.
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4.2.12 Las plantas elevadoras deben contar con un sistema de control con comando
manual y automático. La instrumentalización utilizada se debe seleccionar en función de
las características particulares de cada planta (caudales, alturas de elevación, entre
otros). En todos los casos se debe asegurar: capacidad eléctrica, controles de partidas y
paradas de las motobombas, uso parejo de las motobombas, medición de los consumos
eléctricos, del nivel de combustibles y de las horas de funcionamiento de las
motobombas. Debe disponer de una alarma, cuya señal sea recibida en un lugar definido
por el prestador.
4.2.13 Las plantas deben disponer de equipo electrógeno, salvo justificación técnica del
prestador en contrario. El equipo electrógeno debe contar con almacenamiento de
combustible para su funcionamiento y una accesibilidad permanente. Los niveles de
existencia de combustible deben ser fácil de detectar.
4.2.14 El grupo de motobombas debe contar con un sistema de transferencia
automática hacia el grupo electrógeno, para operar cuando el pozo de aspiración o
cámara húmeda indique el nivel de partida, y así evitar que éstas trabajen en vacío.
4.2.15 El grupo electrógeno que se use como respaldo de suministro de energía para el
funcionamiento de las plantas elevadoras debe contar con los elementos que le permita
operar instant áneamente.
4.2.16 Todos los equipos deben estar adecuadamente identificados. Si su identificación
es por colores se debe aplicar NCh1410.
5 Requisitos específicos
5.1 Requisitos para el pozo de aspiración o cámara húmeda
5.1.1 Requisitos de diseño del pozo de aspiración o cámara húmeda
5.1.1.1 Debe asegurar un tiempo de retención máximo de 30 min para el caudal medio
de diseño de la planta elevadora, con un ciclo de operación adecuado al tamaño del
equipo, el que en todos los casos debe ser superior a 10 min.
5.1.1.2 Como referencia, para el cálculo del volumen del pozo de aspiración o cámara
húmeda comprendido entre los puntos de arranque y parada de una sola bomba o un
solo escalón del control de velocidad para bombas de dos velocidades, se puede utilizar
la fórmula siguiente:
V
=
t×q
4
5
NCh2472
en que:
V
= volumen necesario en m3 ;
q
= capacidad de la bomba en m3 /min, o increment o de la capacidad cuando
una bomba se encuentra en funcionamiento o arranca una segunda o
cuando se aumenta la velocidad del motor (caudal de bombeo);
t
= tiempo en minutos de un ciclo de bombeo (tiempo entre arranques
sucesivos o cambios de velocidad de una bomba que funciona entre los
límites de un intervalo).
El tiempo mínimo del ciclo para el funcionamiento con una sola bomba tiene lugar
cuando el caudal entrante es exactamente la mitad de la capacidad de la bomba.
5.1.1.3 El máximo nivel de las aguas residuales en el pozo de aspiración o cámara
húmeda, debe ser inferior al nivel de llegada del conducto afluente y así evitar que éste
entre en carga.
5.1.1.4 La instalación de las motobombas, sea sumergida o seca, debe evitar la formación
de vórtices. Para esto se debe tener en cuenta la velocidad de aspiración y la sumergencia
de la boca de aspiración.
5.1.1.5 Cuando la motobomba esté instalada en cámara seca, la boca de aspiración
vertical, debe estar a una distancia máxima de D/2 del fondo y no menor de D/3, siendo D
el diámetro de la tubería de aspiración.
5.1.1.6 La instalación de las motobombas debe evitar fluctuaciones que afecten la altura
de aspiración y rendimiento de las bombas.
5.1.1.7 El fondo de la cámara húmeda y del pozo de aspiración deben tener una pendiente
suficiente hacia las motobombas o bien, hacia las tuberías de aspiración, para facilitar el
vaciado y extracción de las aguas residuales. La pendiente mínima debe ser definida por la
Aut oridad Competente.
5.1.1.8 El pozo de aspiración o cámara húmeda puede estar dividido en dos o más
compartimentos, para su inspección y limpieza.
5.1.2 Requisitos de obras civiles directamente asociadas al pozo de aspiración o cámara
húmeda
El diseño del pozo de aspiración debe considerar los elementos de seguridad y criterios
necesarios para su correcta limpieza, mant enimiento y operación:
a) Debe ser estructuralmente resistente a las condiciones sísmicas y de trabajo, y
completamente estanco.
b) Debe contar con escalera de acceso desde el exterior y hacia el interior, la cual debe
llevar elementos de protección cuando las condiciones de seguridad lo requieran.
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c) Se recomienda que los atraviesos de muro y losa sean ejecutados con tubos
pasamuros, los que se deben instalar antes de las faenas del hormigonado.
d) El encuentro entre muros, radier y losa debe llevar un chaflán, evitando aristas vivas.
5.1.3 Requisitos para la cámara o sala de bombeo
5.1.3.1 Para el caso de la cámara seca, la cámara de bombeo o sala de bombeo debe
estar protegida de inundaciones. En caso de construcciones bajo el nivel del terreno
natural, el piso de éstas debe tener una pendiente mínima de 2% hacia un sumidero en el
cual se dispondrá de un sistema de elevación hacia la superficie, para su adecuada
disposición.
5.1.3.2 El diseño debe asegurar el cumplimiento de los requisitos generales citados en
cláusula 4 de esta norma respecto a los requerimientos de ventilación, ruido y seguridad,
dejando además los espacios necesarios para limpieza, mantenimiento e instalación de
dispositivos. Adicionalmente, debe incluir las protecciones antiruido y antivibraciones.
5.2 Requisitos de los equipos de bombeo
5.2.1 Requisitos de diseño
5.2.1.1 El caudal de bombeo debe asegurar una velocidad de escurrimiento que evite la
sedimentación y acumulación de aire al interior de las tuberías.
5.2.1.2 El diámetro de la impulsión debe ser mayor que el diámetro de paso del rodete.
5.2.1.3 Cuando la motobomba esté instalada en cámara seca, el diámetro de la boca de
aspiración debe ser mayor que el diámetro de la tubería de aspiración de la bomba.
5.2.1.4 Las velocidades en la tubería de aspiración deben ser del orden de 1 m/s a 2 m/s.
La velocidad mínima en la tubería de impulsión debe ser tal, que permita el arrastre de los
sólidos que se depositan en la tubería al detenerse las motobombas.
Si los caudales de bombeo no son suficientes para producir el arrastre de los sólidos, a
lo menos una vez a la semana, el sistema se debe operar manualmente para lograr el
arrastre de los depósitos.
5.2.1.5 Se debe disponer como mínimo de dos motobombas. En caso de instalar sólo dos
motobombas, cada una debe poder cubrir el total de los requerimientos del caudal máximo
de diseño.
5.2.1.6 Si la instalación se diseña con más de dos motobombas, éstas se deben proyectar
de modo tal que si una de ellas falla, las otras puedan cubrir el caudal máximo de diseño,
a través de todo el período de vida programada de las motobombas.
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5.2.1.7 Los diseños deben considerar los riesgos de explosión asociados a la volatilización
y septización. Cuando corresponda, los equipos eléctricos y de control deben ser a prueba
de explosión.
5.2.1.8 El diseño debe considerar la instalación de dispositivos de alarma no acústica y
protección para las motobombas. Ellas deben operar dentro del rango de su capacidad sin
que sufran sobrecargas fuera del rango recomendado por los fabricantes.
5.2.1.9 Cada motobomba debe tener un manómetro en la tubería de impulsión.
5.3 Requisitos de operación y mantenimiento de la planta elevadora
5.3.1 Las plantas elevadoras deben contar con elementos y accesorios para su limpieza.
Deben contar con abastecimiento de agua potable cuando exista factibilidad para ello.
5.3.2 Se debe incluir un sistema de partida y detención de las motobombas, regulado para
satisfacer los caudales entrantes y salientes a la planta elevadora. Cada motobomba debe
contar con un elemento que permita medir las horas de funcionamiento.
5.3.3 Cada planta debe tener un Manual o Cartilla de operaciones, a la vista, donde se
especifique en forma simple y esquemática los procedimientos de verificación general,
puesta en servicio, detención y supervisión general de la operación de la planta elevadora.
También debe especificar instrucciones para casos de emergencia.
5.3.4 Cada planta elevadora debe tener un interruptor de parada de emergencia, a la
vista.
5.4 Requisitos de las interconexiones hidráulicas
5.4.1 Cada motobomba debe disponer de mecanismos que le permitan quedar fuera de
servicio, sin interrumpir la operación de la planta elevadora.
5.4.2 Las interconexiones hidráulicas deben contemplar antes del inicio de la impulsión la
instalación de una tubería de desagüe conectada a las tuberías de impulsión de las
motobombas, con una válvula de corta, que permita en casos de emergencia el desagüe
del sistema hacia el pozo de aspiración o cámara húmeda.
5.4.3 Se deben colocar válvulas de corte en las tuberías de impulsión de cada bomba.
Además, una válvula de retención instalada entre la válvula de corte y la motobomba. De
ser necesario, se debe considerar la instalación de dispositivos de protección contra
fenómenos transientes.
5.4.4 En la cámara o sala de bombas se deben prever juntas desmontables para la
instalación y mantenimiento de los equipos. Cuando sea necesario, también se deben
incorporar juntas de expansión o aisladores de vibración.
5.4.5 Las piezas especiales con y sin mecanismo deben cumplir con las normas chilenas
aplicables.
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NCh2472
5.4.6 En todos los casos de plantas elevadoras se deben estudiar los fenómenos
transientes (golpe de ariete), arrastre de aire y cavitación.
5.4.7 Todos los elementos en contacto con las aguas residuales deben estar compuestos
de materiales compatibles con este empleo y estar protegidos contra la corrosión.
5.5 Requisitos de la impulsión
5.5.1 Se debe evitar la acumulación de aire al interior de la tubería de impulsión. Cuando
se requiera, se deben colocar dispositivos que admitan la entrada y salida del aire.
5.5.2 Cuando se requiera, en los puntos bajos se deben instalar dispositivos de desagüe.
Para el desagüe se deben tomar las medidas que eviten cualquier contaminación del
entorno.
5.5.3 Los materiales de las interconexiones hidráulicas y de la impulsión deben cumplir
con las características técnicas que eviten su deterioro por la calidad de las aguas a
elevar.
5.5.4 Cuando se requiera, las piezas especiales con y sin mecanismo y las tuberías deben
estar afianzadas en machones de hormigón u otro sistema equivalente.
5.5.5 La impulsión de agua servida debe descargar en una cámara especialmente
diseñada para tal efecto.
5.5.6 La tubería de salida de la cámara de inspección que reciba una impulsión debe ser
capaz de portear en escurrimiento libre, tanto el caudal de bombeo como otro caudal
adicional.
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NORMA CHILENA OFICIAL
INSTITUTO
NA CIONA L
DE
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Aguas residuales - Plantas elevadoras - Especificaciones
generales
W aste w ater - Elevator plants - General specifications
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ingeniería sanit aria, aguas residu ales,
trat amiento de agua, requisitos
plant as
elevado ras,
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