2.11 Presiones en la red

 Rango de presiones admisibles 

La Norma de Diseño del Programa Rural dicta que los servicios que han sido construidos antes del año 2020 deberán tener una presión mínima de servicio de 8 metros columna de agua, con una máxima de 40 metros columna de agua. 

El Manual de Proyectos de Agua Potable Rural 2019, dicta que los servicios que fueron construidos a partir del año 2020 deberán tener una presión mínima de servicio de 15 metros columna de agua (1,5 bar), y una máxima de 70 metros columna de agua.

Uno de los aspectos que mas se reclaman por bajas en la presión de agua, es el hecho de que artefactos como el calefon no prendan  y esto se debe a que para que este aparato funcione, dependiendo del modelo y tamaño, requerirá una presión para su encendido entre 0.15 y 0.35 Bar, es decir poco menos de 2 metros columna de agua a 3.5 mca.

Figura1

En la Figura 1, se muestra en forma esquemática, muy simplificada que es lo que ocurriría si se abren 1, 2, 3 o 4 llaves en forma simultánea y como eso disminuiría la presión de agua que sale por dichas salidas, para el cálculo se consideró que el diámetro del arranque es igual al diámetro de las redes internas de la vivienda, que la presión de la red pública es de 15 mca. y que el medidor de agua pierde 4 mca. No se consideran las pérdidas de la red o de los artefactos que pudieran estar. Notar que si sólo existiera 1 llave abierta, el agua teóricamente pudiese ser elevada hasta 11 m de altura, sin embargo si se abrieran 2 llaves simultáneamente, la presión bajaría a 2.75 mca.. Un cálefon que requiere mas de esa presión para funcionar pudiera apagarse al haber 2 llaves abiertas al mismo tiempo y definitivamente no prenderá si está en el segundo piso puesto que habría que restar la altura a la que este está.  

Figura 2

En la Figura 2,  se considera un arranque (tramo de tubería que va desde la matriz pública hasta el medidor de agua) con un diámetro 50% mayor al de la red de agua interna de la vivienda. Se puede notar el fuerte aumento de la presión aún con varias llaves abiertas, lo cual permitiría incluso prender el calefon en un  segundo piso con 2 llaves mas abiertas.

Edificios

REGLAMENTO DE INSTALACIONES DOMICILIARIAS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO (RIDDA)

Artículo 55º: En los edificios de cuatro o más pisos, deberán proyectarse y construirse estanques de regulación inferior, o inferior y superior, cuya capacidad total conjunta sea superior al 50% del consumo medio diario de los departamentos, oficinas y locales comerciales, abastecidos por el sistema de elevación, salvo justificación técnica en contrario. La capacidad útil total del estanque superior deberá ser mayor al 5% de dicho consumo.

El RIDAA de 1981 DTO-70_06 indicaba

En los edificios de 4 o más pisos deberán proyectarse estanques de almacenamiento inferior, o

inferior y superior, cuya capacidad total conjunta no sea inferior al 70% del consumo medio diario. La

capacidad del estanque superior no deberá ser menor al 15% de dicho consumo.

4.1.1 El prestador debe asegurar la presión mínima dinámica aguas abajo del arranque domiciliario en la llave de paso después del medidor de 14 m.c.a. (1,373 bar) para el consumo máximo diario, tomando como referencia la cota del terreno sobre la tubería de distribución de la red pública.

la norma chilena NCh 691

“Agua Potable - Conducción, Regulación y Distribución”.

Esta norma chilena, en su punto 7.2, trata de las presiones de servicio, y en el N* 7.2.1, indica que a nivel de terreno sobre la tubería, la presión mínima de servicio en las tuberías de distribución,

excluyendo el arranque, debe ser de 15 mca, para el consumo de máximo horario, con una pérdida de carga máxima de 5 mca en el arranque, en tanto que en el punto 7.2.2, dispone que, a nivel de terreno sobre la tubería, la presión estática en tuberías de distribución no debe ser mayor que 70 mca.

Esquema. Edificación de varios pisos.

En la figura esquematica se muestra un estanque elevado el cual representa la presión en la red que sería mínimo de 15 metros columna de agua (mca) , presión que va disminuyendo conforme el agua pasa por válvulas, codos e incluso la misma tubería, de esta forma se observa que la presión luego de pasar por el medidor de agua disminuiria hasta 14 mca, dimensionándose el sistema (proyecto original) de modo tal que el último artefacto cuente con a lo menos 4 mca.

Con líneas se observa un sistema de estanque y bombas con las que se presuriza las redes de edificaciones de mas de 2 pisos.

Corte típico de edificio con sector de bombas en subterraneo para presurización de la red.

Reglamento de instalaciones domiciliarias de Agua Potable y Alcantarillado (2002)

7. REDES PRIVADAS DE DISTRIBUCION DE AGUA POTABLE

Aquella parte de la instalación domiciliaria de agua potable, ubicadas aguas abajo del arranque domiciliario y que sirve a más de un inmueble, vivienda o departamento, hasta los sistemas propios de elevación o hasta la llave de paso ubicada inmediatamente después del elemento de medición individual, según corresponda. Estas redes deben ser proyectadas y construidas en las vías de circulación o espacios de usos comunes al exterior de las edificaciones.

Esquema de cobro del agua; En Azul, es toda el agua que entra al edificio o condominio y en verde esta lo que miden los remarcadores; en celeste las aguas que no son medidas como es el caso de pérdidas o aquellas que no tienen remarcador. Estas aguas no contabilizads se agregan a las cuentas a través de un prorrateo el cual puede tener varias formas. 

El prorrateo puede ser cargado a los remarcadores ya sea en forma proporcional al consumo, a los m2 del departamento, por partes iguales o como la administración convenga con la empresa sanitaria.

Presiones fluctuantes

Gráfica de presiones en un sector durante un día. Las fluctuaciones en la red depende de varios factores, como son el tipo de presurización, regímenes de consumos entre otros. 

En  gráfica ejemplo, se pueden estimar algunos patrones, por ejemplo se puede observar en los puntos 15 y 120, que corresponden a horas de la madrugada, donde hay poco consumo, la presión en ese sector estaría relativamente estable en 14 mca. luego, en los puntos 10, 30, 110 y 130, la presión sube a 20 mca; entre los puntos 30 y 110 que corresponderían al transcurso del día, que es cuando hay mayor consumo, la presión bajaría hasta  menos de 5 mca a la hora de mayor consumo.

Y las fluctuaciones menosres (tipo dientes de sierra) , ¿que podrían ser?

Esta gráfica, se obtuvo de un lugar donde habían muchos edificios, los que además en general cuentan con válvulas de cierre y apertura rápida los cuales generan fluctuaciones en la presión de la red.

y ¿Cuanto podría influir en la presión estos caudales fluctuantes?

¿Cuanto afecta?, es variable, sin embargo, intentaré estimar las variaciones más probables que podría encontrar en el gráfico; Para ello, se hará algunas aproximaciones matemáticas. 

Este es un gráfico de amplitudes encontradas y su período de ocurrencia en horas. En este se puede ver que una de las ondas aportantes de presión con una amplitud de casi 2 mca se da cada 0.25 hrs lo que equivale a 15 min. ; luego se tienen otros aportes con otros períodos de ocurrencia y amplitudes de menos de 0.5 mca.

Video de fluctuación en la presión.

En este video, de archivo de otro sector con características similares, también se pudo ver este fenómeno, pero al ser las presiones mas altas, se pudo ver fluctuaciones de hasta 10 mca (amplitud 5 mca), pero además al ser un video contínuo, (en el gráfico de arriba, los registros eran cada 15 min) el fenómeno se hace mucho mas visible. 

Hidropack

5.2 videos agua potable pulsaciones en la red

El agua en la red posee una presión variable, situación que se aprecia mayormente en los sistemas dependientes de equipos hidroneumáticos.

Hidropack. Mientras más grande el pulmón, los motores y redes de agua tendrán fluctuaciones menores de las presiones y menos partidas de los motores, lo que aumentará la vida útil del sistema.

Válvula de apertura y cierre rápido en sentina

En caso extremo, que la válvula se mantuviese abierta y la tubería desde el manómetro hasta el estanque es corta, con una pérdida de carga baja de la válvula abierta, la presión que debería registrar el manómetro sería próxima a cero que es la presión correspondiente a la salida 

Gráfica de presiones típicas en la red próxima a una sentina con válvula de apertura y cierre rápido.

En forma modelada, las presiones esperadas en el arranque de un condominio con válvula de cierre rápido, serían de la forma que se indica en esta imagen, en que existe una curva mayor principal cuya presión va disminuyendo a a la hora de mayor consumo.

Al hacer un zoom sobre el modelo, se podría observar que la presión, estaría compuesta por una serie de ondas cuyos períodos dependerán  de la frecuencia de apertura y cierre de válvulas, longitud de la tubería, ondas de reflejo, además de la coincidencia en la toma de la lectura, es decir si la lectura se toma cuando la válvula está cerrada, tomará una lectura mayor a la media y por el contrario, si la lectura se toma cuando la válvula está abierta, la lectura será inferior a la media.

Cabe hacer notar que en horario nocturno, cuando el consumo es mínimo y sólo se restringe a consumos puntuales de usuario y las filtraciones o pérdidas que pudiesen existir, se observa que los registros de presiones son mas parejas por cuanto la frecuencia de apertura y cierre de la válvula de llenado del estanque es menor.

Una de las fugas habituales en estanques de baños se da al no verificar que no se sobrepase el nivel del estanque por sobre la línea de seguridad que sería a lo menos un dedo bajo el límite de rebase.

Los medidores de agua, cuentan con relojes que miden el paso del agua con distinta precisión, es así como para el caso mostrado en el video, los números negros son los que registran los m3 que es lo que se cobra en las boletas y los números rojos si sólo se ve un dígito significa que miden cada 100 lt de agua, si tiene 2 dígitos, es que mide cada 10 lt de agua como es el caso del medidor del video. Sise quiere registrar el consumo por litro, hay que ver el pequeño reloj que destaca el video. El otro reloj de mas abajo es mas sencible y es capaz de detectar el caudal cada 100 ml, es decir que una vuelta completa en ese reloj mediría un lt de agua.  Por último, en el centro se aprecia el detector de fugas, que es el mas sencible pues sirve para detectar si la red pierde agua.

Si el detector de fugas, avanza y retrocede, esto se debe principalmente a las fluctuaciones de la presión de la red; Si sólo avanza sin que haya alguna llave abierta, es porque la red está perdiendo presión por alguna pérdida de agua.