Torre de agua: principio de funcionamiento, propósito, características

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

La torre de agua es el diseño más simple diseñado para la regulación autónoma del flujo y la presión del agua en el sistema de plomería. El simple principio de funcionamiento de la torre de agua determinó su uso generalizado.

Tipos de torres de agua

Tales diseños han sido utilizados por la humanidad durante varios siglos. El pico de su popularidad cae a fines del siglo XIX, la primera mitad del siglo XX. En ese momento se utilizaron en depósitos y estaciones para dar servicio a las locomotoras de vapor. Desde entonces, han perdido su importancia, pero aún se utilizan, por ejemplo, para el suministro autónomo de agua a áreas suburbanas o empresas industriales.

Las primeras torres de agua se construyeron principalmente de ladrillo rojo, con menos frecuencia de madera. Luego aparecieron las estructuras de hormigón armado. En la segunda mitad del siglo XX, el científico Rozhnovsky propuso su diseño a partir de láminas de acero.

La torre de Rozhnovsky se parece mucho a una granada con asa. El diámetro de la base de la torre de agua es 1,5-2 veces menor que el diámetro del tanque. Las ventajas de este diseño son la alta velocidad de montaje (los cilindros huecos se sueldan con láminas de acero) y la fácil instalación en el sitio, así como un peso relativamente bajo.

Ahora, para el suministro de agua, los tanques individuales en forma de tanques metálicos volumétricos se instalan con mayor frecuencia. Como soportes se utilizan columnas de acero o de hormigón armado.

El principio de la torre de agua

El funcionamiento de la torre de agua sería imposible si no fuera por el fenómeno de igualación de presión en vasos comunicantes, o equilibrio hidrostático. Bajo la influencia de la gravedad, el agua en el tanque desplaza el líquido de las tuberías hasta que la presión en el tanque se vuelve igual a la presión en el sistema de tuberías. Esta fue la base para el funcionamiento de las torres de agua antes de la llegada de las bombas eléctricas.

Con la llegada de las bombas eléctricas, el esquema de su trabajo ha cambiado un poco. Si antes eran las principales fuentes de agua del sistema, ahora pasan a desempeñar el papel de reserva. Una estación de bombeo actúa como un "suministrador" de agua, que suministra presión a través de un sistema de tuberías directamente al consumidor.

Al mismo tiempo, la bomba bombea agua al depósito de la torre hasta que se llena por completo o funciona el automatismo. En el momento de la carga máxima, cuando el consumo de agua es máximo y la estación de bombeo no puede hacer frente al trabajo, la válvula del tanque se abre y el agua comienza a fluir al sistema desde la reserva. Esto sucede hasta que la estación de suministro de agua nuevamente comienza a hacer frente a sus funciones. Despuéstodo el ciclo se repite.

Elementos de la torre de agua

Independientemente del tipo y principio de funcionamiento, la torre de agua consta de 5-6 unidades. El número de elementos puede variar significativamente y está determinado por el propósito de la instalación, su ubicación, la lejanía de la fuente primaria, la calidad del agua y otros criterios.

De una forma u otra, cada torre contiene:

1. Tanque - un tanque de acero, hormigón armado o plástico con una capacidad de varias decenas a varios miles de metros cúbicos.
2. Soporte: un marco o estructura monolítica de hormigón armado, vigas de acero o ladrillo rojo con una altura de no más de 25-30 metros. Debe mantener el tanque por encima del nivel de cada consumidor.
3. Suministro de agua vertical: tubería de suministro que sale de la fuente y la salida, con un diámetro de 200 m, que se coloca en el sistema de suministro de agua.
4. Trampilla de ventilación: en la foto de la torre de agua se muestra con una flecha. Es necesario mantener el volumen de aire en el tanque y evitar el estancamiento del agua.
5. La estación de bombeo con sistemas de control es una estructura separada, generalmente ubicada sobre la fuente.

Se puede introducir en el diseño de la torre de agua un sistema de filtrado con varios grados de purificación del agua, así como una unidad de automatización para controlar el nivel del líquido y evitar que caiga a un valor crítico.

Funciones principales de la torre de agua

Del principio de funcionamiento de la torre de agua se sigue su función principal:alineación del cronograma de trabajo de la estación de bombeo. Imagine una situación en la que la bomba suministre agua directamente, sin un enlace intermedio en forma de torre de agua.

A pedido de cada consumidor, se enciende y se apaga, es decir, funciona caóticamente. Como resultado, aumenta el desgaste de sus mecanismos, el consumo de energía se vuelve desigual, lo que aumenta la carga en la planta de energía.

Como resultado, las empresas de servicios se ven obligadas a gastar dinero en costosas reparaciones. Para evitar que todo esto suceda, instalan torres de agua.

La segunda función es mantener la presión en la tubería. El agua situada a una altura considerable, bajo la influencia de la propia gravedad, crea la presión necesaria en el sistema. Como resultado, la carga se retira de la estación de bombeo.

Propósito adicional

Otros propósitos y principios de funcionamiento de la torre de agua están estrechamente relacionados. El agua de la fuente muy rara vez cumple con las normas sanitarias establecidas, por lo que si se utiliza para necesidades domésticas o para beber, la torre de agua se utiliza como planta de filtración.

Los filtros gruesos están integrados en el sistema de tuberías de suministro, que atrapan metales pesados, óxidos de hierro y plomo, arena y otros contaminantes. En el tanque, el hogar se asienta y se vuelve aún más limpio. El sistema de cartuchos de limpieza instalados en el suministro de agua de suministro puede purificar el agua de bacterias patógenas, entregándolas apara el consumidor un producto perfectamente puro.

La creación de un suministro de agua de emergencia, que se puede utilizar en caso de fallo de la tubería de agua o de incendio, es otra función adicional de la torre de agua.

Obra de la torre con autobomba

El principio de funcionamiento de una torre de agua con una bomba automática prácticamente no difiere del esquema de trabajo descrito anteriormente. La única excepción es el hecho de que en dicho sistema no existe una estación de bombeo como tal. Su función la realiza una electrobomba compacta.

Cuando el nivel de agua en el tanque cae por debajo del valor umbral, el sistema de automatización envía una señal y la bomba comienza a bombear agua al tanque. Una vez que el tanque esté lleno, espere hasta que el nivel del líquido baje nuevamente.

Estos sistemas se utilizan con mayor frecuencia en áreas privadas y suburbanas. Un flotador actúa como indicador del nivel del líquido, el cual, cayendo casi hasta el fondo, cierra los contactos y da una señal al relé, de lo contrario ya controla el funcionamiento de la bomba.

Definición de características

Para que el sistema realice sus funciones correctamente, es necesario que la altura de la torre de agua sea mayor que la altura de cualquier otra estructura con servicio. Es por eso que los tanques de agua a menudo se pueden ver en los techos de los edificios de varios pisos (especialmente en las películas estadounidenses). Si no se cumple esta condición, es posible que el agua se estanque en el tanque.

Otro parámetro importante de una torre de agua es el volumen del tanque de trabajo. Este indicador está determinado por el diagrama de flujo.agua por parte de los consumidores. Por lo general, el tamaño del recipiente se selecciona para que el líquido acumulado sea suficiente para usar durante todo el día. En este caso, la bomba se encenderá solo por la noche, lo que reducirá la carga en la red eléctrica.

Características del diseño de la base

La altura de la torre y el volumen del tanque afectan directamente el costo de la torre. Y no estamos hablando tanto del costo de la estructura de soporte y el depósito, sino del precio de los cimientos. Antes de elegir el tipo y la profundidad de la cimentación, se realiza un cálculo no solo de la carga estática, sino también de la dinámica: durante el llenado del tanque, pueden ocurrir vibraciones que desequilibrarán la estructura.

La estabilidad también se calcula teniendo en cuenta la influencia de la carga del viento. Cuanto más alta sea la torre, más se desviará del plano vertical con vientos fuertes y racheados. Al balancearse, la torre comenzará a "perturbar" el agua, aparecerán olas que aumentarán varias veces la presión permitida de la torre de agua en la base. Como resultado, la estructura colapsará.

Por lo tanto, al instalar incluso una casa de campo, no descuide la ayuda de profesionales. Al gastar dinero ahora, puede estar tranquilo acerca de la confiabilidad y el rendimiento de su torre de agua en el futuro.