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: Aguas Cordillera S.A. Alvenius S.A. Cintac S.A. Empresa de Obras Sanitarias de Valparaíso, ESVAL S.A. Empresa de Servicios Sanitarios El Libertador, ESSEL S.A. Empresa de Servicios Sanitarios del Maule, ESSAM S.A. Empresa de Servicios Sanitarios del Bío Bío, ESSBIO S.A. Empresa Metropolitana de Obras Sanitarias, EMOS Galvanizadora Morgan y Fuenzalida GC y GC Ingeniería Ltda. Instituto Nacional de Normalización, INN KSB Chile S.A. Ministerio de la Vivienda y Urbanismo, MINVU Marcela Leiva M. Sergio Suau Laureano López G. Alicia Martínez G. Darío Pareja P. Alberto Krebs T. Germán Ramos N. Luis Orellana R. Eduardo Susarte B. Luis Astudillo B. Alfredo Fanta I. Walter Salas M. Gustavo Contreras P. Hernán Aguiló M. Waldo Campos S. Héctor 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 consideración Antecedentes Técnicos Nacionales, proporcionados por el Comité. 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 tipo de motobomba utilizada. 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 - Vocabulario. Bombas centrífugas - Terminología y símbolos. Prevención 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 punto de la instalación 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 motobombas 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 motobombas de la planta elevadora 2 NCh2472 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. 3 NCh2472 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 justificación técnica en contrario. El diseño debe contemplar 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. 4 NCh2472 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 instantáneamente. 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 incremento 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 Autoridad 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, mantenimiento 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. 6 NCh2472 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. 7 NCh2472 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. 8 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. 9 NORMA CHILENA OFICIAL INSTITUTO NACIONAL DE NCh 2472.Of2000 NORMALIZACION ! INN-CHILE Aguas residuales - Plantas elevadoras - Especificaciones generales Waste water - Elevator plants - General specifications Primera edición : 2000 Descriptores: ingeniería sanitaria, aguas residuales, plantas elevadoras, plantas de tratamiento de agua, requisitos CIN 91.140.60 COPYRIGHT © 2000 : INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACION - INN * Prohibida reproducción y venta * Dirección : Matías Cousiño Nº 64, 6º Piso, Santiago, Chile Casilla : 995 Santiago 1 - Chile Teléfonos : +(56 2) 441 0330 • Centro de Documentación y Venta de Normas (5º Piso) : +(56 2) 441 0425 Telefax : +(56 2) 441 0427 • Centro de Documentación y Venta de Normas (5º Piso) : +(56 2) 441 0429 Internet : [email protected] Miembro de : ISO (International Organization for Standardization) • COPANT (Comisión Panamericana de Normas Técnicas)
