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Facultad de Ingeniería

Documento Técnico 04/2014 Rejas de doble panel para plantas elevadoras de aguas servidas José Meza Guzmán(1), Francisco Meza Guzmán(2) e Inés Morales Meza(3) (1)

Departamento de Industria y Economía. Facultad de Ingeniería. Universidad de Playa Ancha e-mail: jose.meza@upla.cl (2) Oficina de Dirección de Proyectos. Ministerio de Desarrollo Social. Gobierno de Chile. (3) Departamento de Contabilidad. Caso y CIA SAC.

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Rejas de doble panel para plantas elevadoras de aguas servidas José Meza Guzmán(1), Francisco Meza Guzmán(2) e Inés Morales Meza(3) (1) Departamento de Industria y Economía. Facultad de Ingeniería. Universidad de Playa Ancha e-mail: jose.meza@upla.cl (2) Oficina de Dirección de Proyectos. Ministerio de Desarrollo Social. Gobierno de Chile. (3) Departamento de Contabilidad. Caso y CIA SAC.

RESUMEN Las Plantas Elevadoras de Aguas Servidas (PEAS), se caracterizan por tener en su entrada una reja metálica, en que se emplazan una serie de placas metálicas del tipo vertical, espaciadas de 2,5 cm a 5 cm entre ellas de manera de disminuir las posibilidades de obstrucción del rodete de las motobombas del tipo sumergibles usadas en este tipo de planta elevadoras, por lo que está reja está encargada de detener los cuerpos sólidos incapaces de decantar en los fondos de agua, tales como botellas, maderas, metales, plásticos entre otros de similares característica. Luego es posible identificar una debilidad de este tipo de rejas, ya que puede pasar cualquier elemento flotante o arrastrado que tenga un espesor inferior a los valores señalados por la reja, pero que en su extensión lo excede y que de ingresar a la motobomba terminan generalmente por bloquear la operación de los equipos elevadores, con la consecuente inundación en las cámaras previas a la plantas. La solución técnica que se presenta con el modelo de reja de doble panel minimiza la posibilidad de ingreso a cuerpos extraños, ya que agrega un conjunto de placas en este caso horizontales y mejoras las condiciones de seguridad de la limpieza de las mismas, ya que esta limpieza se efectúa en la superficie exterior de la planta y no en su interior como ocurre con las rejas tradicionales. Palabras claves: motobombas sumergibles, rejas. Comité revisor: Dra. Marisol Belmonte Soto Mg. Manuel Freire del Pozo Fecha de Recepción: 13/06/2014 Fecha de Aceptación:

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1. INTRODUCCIÓN

Las Plantas Elevadoras de Aguas Servidas PEAS requieren acondicionar las aguas a bombear por las limitaciones propias de los equipos de bombeo, para ello los diseños tradicionales hacen uso de etapas de tratamiento físico mediante rejas gruesas y decantación, no obstante las PEAS igual presentan restricciones que afectan la operación y que se traducen en restricciones constructivas.

Estas restricciones constructivas es uno de los grandes problemas que presentan los diseños actuales de la Plantas Elevadoras de Aguas Servidas, manifestados en las rejas gruesas, que permiten el ingreso de basuras, trapos, madera, plásticos y cualquier otro elemento cuya medida sea inferior al espacio de paso del tamiz de la reja, que dependiendo del caudal varía entre 2, 5 y 5 cm. Esto obliga a efectuar limpiezas seguida, que finalmente conducen a contratos con terceros difíciles de controlar, ya sea por falta de tiempo o

por falta de supervisión adecuada. Estos

contratos de servicios tienen el objetivo de impedir que se tapen y produzcan vertimiento, ya sea por: 

obstrucción de los equipos de bombeo, ya que al no limpiar periódicamente,

se eleva el nivel de las aguas y pasan cuerpos sólidos por sobre la reja, que pueden ser absorbidos por las motobombas y que dependiendo de sus dimensiones, no son capaces de pasar por el interior del rodete y terminan por trabarlo. 

que se tape la reja generando un sello hidráulico, lo que también detiene las

bombas, pero en este caso por falta de agua para elevar, ya que opera la sonda de protección de pozo seco.

Ambos casos generan riesgos de vertimiento a los cauces de aguas lluvias o simplemente en la vía pública.

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En la Figura 1 se puede observar rejas de diferentes tamaños ocupadas en la PEAS, estas son la fuente principal de los problemas de obstrucción de las motobombas.

Figura 1. Rejas gruesas, usualmente instaladas en las PEAS. Fuente: Elaboración propia. De acuerdo a lo anterior, el presente informe técnico plantea el siguiente objetivo: proponer una modificación al sistema de rejas existente en las PEAS, que evite las posibilidades de incorporación de elementos no capturados en la actualidad por la rejas tradicionales y que provocan la obstrucción de los equipos de bombeo.

2. PROPUESTAS DE MEJORAMIENTO

2.1 Generalidades de la solución propuesta

La solución propuesta considera la restricción constructiva que afecta a los sistemas de recolección de aguas servidas, acotando al problema en el diseño de las rejas gruesas, tomando como mejora operacional en el sistema la utilización de rejas de doble panel.

2.2. Mejora operacional en sistema de Rejas Gruesas En las PEAS el uso de rejas tiene como objetivo evitar el paso de elementos que puedan trabar a los equipos de bombeo. Estos sistemas además deben ser de fácil mantenimiento y que no constituyan un riesgo para el operador reduciendo los potenciales costos de operación. 3


Estas rejas consisten en dos paneles, cada uno con mallas de tamiz adecuado según la aplicación. Cada panel por separado, puede ser retirado o reinstalado después de la limpieza mediante guías empotradas al compartimiento de rejas.

La Figura 2 muestra la solución que fue implementada como prototipo en una Planta Elevadora de Aguas Servidas para un caudal de bombeo de 450 l/s.

Figura 2. Prototipo de prueba en PEAS. Fuente: Elaboración propia.

En la Figura 3, se presenta el esquema del tipo de reja de doble panel propuesto en este informe técnico como prototipo de solución.

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CROQUIS DE MODIFICACION REJAS PLANTAS ELEVADORAS AGUAS SERVIDAS

Rejas inox. Ang.30x30x2mm 1300x1000mm Paso 30mm tamiz con platina 30x2mm Cant. = 2 Fierro inox. 5/8" Plancha inox. 3mm A 200mm 1000 mm

Guias inox. Perfil C 40X30X2mm L=6800mm Cant.= 4

2500mm 1300mm

500mm

600mm

600mm

650mm

650mm

600mm

600mm

A 3700mm

Angulo inox. 50x50x3mm

L 400X70X5mm Ancho 50mm Perforacion 5/8" Cant.= 6

L 100X70X5mm Ancho 50mm Perforacion 5/8" Cant.= 12

48mm

48mm

Pletina inox. 6mm espesor Cantidad = 8 104mm 15mm 200mm Pletina atiesador inox1350x50x5mm Cant.= 8

Perforacion perno 3/4"

360mm

240mm

120mm

Base con curvatura 2.4 metros de radio

100mm 180mm

1100mm

Soporte atiesadores Plancha Fe A-36 Esp. 5/8" Cant.= 2 Tratamiento pintura anticorrosiva y epoxico final

Figura 3. Esquema de reja de doble panel. Fuente Elaboraci贸n propia. 5


3. CONCLUSIONES

El sistema propuesto en el presente informe tiene la gran ventaja de simplificar la limpieza de las rejas y mejora la seguridad de las personas que la efectúan durante la etapa inicial de las PEAS. Esta limpieza se hace desde la superficie, no siendo necesario portar tantos elementos de protección personal y equipos de monitoreo de gases, a diferencia del sistema actual, donde es necesario bajar al interior del compartimiento de la reja gruesa.

Otra ventaja de las rejas de doble panel es que reducen o simplemente eliminan la incorporación de basuras, trapos, plásticos o trozos de madera, por lo que la posibilidad de que se trabe un equipo motobomba es prácticamente nula.

Las pruebas efectuadas indican que la aplicación es adecuada para caudales del orden de los 150 l/s. Para caudales superiores se requiere necesariamente otro tipo de tratamiento físico para la separación de los sólidos flotantes o transportados simplemente por la rápida obturación de la superficie de rejas.

Su aplicación puede ser utilizada también en procesos de tratamiento preliminar en aguas para uso en regadío por sistemas de bombeo, de manera de acondicionar el agua cruda previo a las etapas de decantación y filtrado.

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Reja doble panel para peas