Seccion6 o&m eb_01_38

Sección 6
Contenido e Índices
CONTENIDO E ÍNDICES
6.1. INTRODUCCIÓN ................................................................................................................................................... 6-1
6.2. INFORMACIÓN GENERAL ..................................................................................................................................... 6-2
6.2.1. Descripción General del Sistema. ............................................................................................................ 6-2
6.2.2. Cárcamo de Bombeo. ............................................................................................................................... 6-3
6.2.3. Equipo de Bombeo Dentro del Cárcamo.................................................................................................. 6-4
6.2.4. Tuberías, Válvulas y Conexiones. ............................................................................................................ 6-7
6.2.5. Equipos Periféricos y Accesorios. .......................................................................................................... 6-14
6.2.6. Accesorios de Mantenimiento y Seguridad. ........................................................................................... 6-16
6.2.7. Equipos Eléctricos ................................................................................................................................. 6-21
6.3. PROCEDIMIENTOS GENERALES DE OPERACIÓN................................................................................................. 6-21
6.3.1. Operación Normal del Sistema .............................................................................................................. 6-22
6.3.2. Situaciones Especiales de Operación del Sistema ................................................................................. 6-27
6.4. PROCEDIMIENTOS GENERALES DEL MANTENIMIENTO DE LAS INSTALACIONES DEL SISTEMA .......................... 6-31
6.4.1. Conceptos Generales.............................................................................................................................. 6-31
6.4.2. Mantenimiento Preventivo y Predictivo ................................................................................................. 6-31
6.4.3. Mantenimiento Correctivo ..................................................................................................................... 6-32
6.4.4. Instrumentos y Materiales Necesarios Para el Mantenimiento del Sistema .......................................... 6-33
6.4.5. Mantenimiento de la Estación de Bombeo en General y Caminos de Acceso........................................ 6-33
6.4.6. Mantenimiento de los Sistemas de Tubería. ........................................................................................... 6-34
6.4.7. Mantenimiento de Equipos Electromecánicos ....................................................................................... 6-39
6.5. CONTROL, SEGURIDAD E HIGIENE .................................................................................................................... 6-41
6.5.1. Pruebas de Control y Diagnostico ......................................................................................................... 6-41
6.5.2. Seguridad e Higiene ............................................................................................................................... 6-42
6.5.3. Aspectos de Seguridad en el Manejo de Equipo Eléctrico ..................................................................... 6-45
6.5.4. Equipo Básico de Protección ................................................................................................................. 6-47
6.6. ANEXOS E INFORMACIÓN COMPLEMENTARIA .................................................................................................. 6-48
6.6.1. Fichas de Control de Equipos y Unidades ............................................................................................. 6-48
6.6.2. Programas de Análisis de Circulación y Volumen de Agua................................................................... 6-48
6.6.3. Programa de Monitoreo ......................................................................................................................... 6-49
6.6.4. Programa de Actividades de Operación y Mantenimiento Rutinario .................................................... 6-49
6.6.5. Relación de Herramientas y Refacciones en Almacén ........................................................................... 6-52
6.6.6. Tablas de Desperfecto-Causa-Solución ................................................................................................. 6-54
6.6.7. Planos del Sistema ................................................................................................................................. 6-68

ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 6-1.- Formato de ficha de control de equipos y unidades. .................................................... 6-49
Tabla 6-2.-Actividades de Operación y Mantenimiento ................................................................. 6-50
Tabla 6-3.- Actividades de Mantenimiento. Obra Eléctrica............................................................ 6-51
Tabla 6-4.- Guía de localización y reparación de averías para cribas mecánicas. .......................... 6-54
Tabla 6-5.- Guía de localización y reparación de averías para bombas sumergibles...................... 6-55
Tabla 6-6.-. Prontuario para el control de motores de corriente alterna y corriente directa............ 6-58

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Sección 6
Manual de Operación y Mantenimiento

ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 6-1 Bomba centrifuga ............................................................................................................ 6-5
Figura 6-2 Tipos de Alabes ............................................................................................................... 6-5
Figura 6-3 Alabe abierto ................................................................................................................... 6-5
Figura 6-4 Alabe cerrado................................................................................................................... 6-6
Figura 6-5 Alabe semiabierto ............................................................................................................ 6-6
Figura 6-6 Propela ............................................................................................................................. 6-7
Figura 6-7 Válvula de Admisión y Expulsión de Aire ...................................................................... 6-8
Figura 6-8 Manómetro Tipo Bourdon ............................................................................................... 6-9
Figura 6-9 Instalación típica de manómetro con sello químico tipo diagrama ................................. 6-9
Figura 6-10 Válvula de Retención tipo disco de columpio ............................................................. 6-10
Figura 6-11 Válvula de Retención disco bipartido.......................................................................... 6-11
Figura 6-12 Válvula de Retención disco inclinable ........................................................................ 6-11
Figura 6-13 Componentes de los diferentes tipos de válvulas ........................................................ 6-12
Figura 6-14 Válvula Keystone ........................................................................................................ 6-13
Figura 6-15 Válvula de Seguridad o Aliviadora de Presión............................................................ 6-14
Figura 6-16 Cribas de Limpieza Automática .................................................................................. 6-16
Figura 6-17 Monorriel recto sobre cárcamo aislado ....................................................................... 6-17
Figura 6-18 Grúa Semiaporticada Bipuente .................................................................................... 6-18
Figura 6-19 Grúa Giratoria Montada Sobre Columna Libre ........................................................... 6-18
Figura 6-20 Grúa Giratoria Montada Sobre Muro .......................................................................... 6-19
Figura 6-21 Polipasto de trinquete .................................................................................................. 6-19
Figura 6-22 Polipasto de torno ........................................................................................................ 6-20
Figura 6-23 Polipasto de mordaza ................................................................................................... 6-20
Figura 6-24 Polipasto de motor ....................................................................................................... 6-20
Figura 6-25 Típica Bomba Sumergible ........................................................................................... 6-23
Figura 6-26 Estación de una bomba típica sumergible ................................................................... 6-25
Figura 6-27 Orden para apretar tornillos de bridas. ........................................................................ 6-38

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Sección 6
Manual de Operación y Mantenimiento
6.1.

INTRODUCCIÓN

El presente manual de operación pretende ser una guía para la operación y mantenimiento de las
estaciones de bombeo de aguas residuales de la población de Matamoros, Tamaulipas.
Un aspecto fundamental para la selección del sistema de bombeo, es la viabilidad económica de
operación y mantenimiento, la cual estará a cargo del organismo operador.
No obstante que en relación con otros sistemas de bombeo, la operación y el mantenimiento es
relativamente sencilla, es necesario seguir al pie de la letra las indicaciones de este manual para
obtener los beneficios técnicos que estas obras pretenden, así como para la conservación de la
inversión realizada.
Este manual está organizado de la siguiente forma:
Subsección 1
Se presenta una introducción general al manual y se describe brevemente el contenido de los demás
apartados.
Subsección 2
El sistema seleccionado para la estación de bombeo es presentado en este capítulo, que contiene las
ventajas del proceso, descripción del funcionamiento, los factores ambientales que afectan su
desempeño, los diversos factores químicos, físicos y biológicos que intervienen, además de que se
describen brevemente las partes de la estación de bombeo, así como las consideraciones para su
diseño.
Subsección 3
Está orientado a describir en forma general los procedimientos de operación del sistema, tanto en
sus condiciones normales de operación como bajo situaciones especiales como son el arranque y
paro del sistema.
Subsección 4
En esta sección se integran las recomendaciones de mantenimiento del sistema seleccionado,
considerando sus diferentes aspectos: preventivo, predictivo y correctivo, con base en
procedimientos y rutinas de limpieza, revisión, pruebas de control y diagnóstico de equipos y
unidades, así como del sistema en su conjunto.
Subsección 5
Se incluye en esta sección el programa de monitoreo, la selección de los parámetros de control,
análisis y evaluación, además de que se verificará que se dispongan las normas de seguridad para el
personal, así como las acciones para proteger tanto al personal como a las instalaciones.
Subsección 6
Un complemento que incluye cuadros de fallas más frecuentes y acciones correctivas, fichas de
control de los equipos y unidades, así como un listado de las herramientas y partes de refacción
necesarias en almacén.

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6-1

Sección 6 - Manual de Operación y Mantenimiento
El presente manual es una guía general para la operación de la planta. Como fruto de la experiencia
se obtendrán las condiciones óptimas de funcionamiento, que en algunos casos modificarán los
lineamientos aquí expuestos.
Previamente a la lectura de este instructivo, es conveniente que el operador se familiarice con la
teoría de operación, además de las dimensiones y localización de las unidades constitutivas del
sistema (Dichos datos aparecen en los planos respectivos).
La estación de bombeo de aguas residuales incluye también equipo; por ejemplo: bombas,
dispositivos de medición de caudal e iluminación entre otros. Para el correcto funcionamiento de
estos componentes, habrá que consultar las recomendaciones detalladas del fabricante.
Este manual se complementa con el proyecto ejecutivo de las obras. Se sugiere que en la planta
permanezca una copia del proyecto ejecutivo.
Finalmente, nos permitimos recomendar complementar la capacitación del personal de la planta con
su participación en los cursos ofrecidos por instituciones oficiales (CNA, SEMARNAP) y
académicas en el estado, además de incluir un concepto de capacitación de operadores durante el
procedimiento de arranque y pruebas del sistema en el período de construcción.
6.2.
6.2.1.

INFORMACIÓN GENERAL
Descripción General del Sistema.

El caudal de las aguas residuales municipales influentes a la estación de bombeo EB-1-38, llega a
través de la red de drenaje sanitario existente, ingresando a una estructura de cribado y distribución,
equipada con compuertas deslizantes que dividen el flujo en dos canales, cada uno de los cuales
cuenta con una criba mecánica instalada, que permite proteger los equipos de bombeo.
De aquí, el agua pasa en condiciones normales de flujo al cárcamo de bombeo de aguas residuales,
el cual es de proyecto y de planta circular, equipado con cuatro bombas centrífugas sumergibles (una
de las cuales se considera de reserva) con capacidad para manejar en conexión en paralelo
conjuntamente 135.09 l/s con una carga dinámica total de 11.91 m @ 1,170 rpm, accionada con un
motor eléctrico de 35 HP a 440 VCA, 3 fases y 60 Hz cada uno. Las bombas están instaladas con un
arreglo en paralelo, que descarga por medio de una columna de acero de 12” de ϕ a un múltiple que
envía el agua a través de una línea de impulsión de 16” de ϕ de diámetro hacia un inteceptor que
finalmente descarga en la planta de tratamiento de aguas residuales. Tanto el múltiple de descarga
como la línea de impulsión son de acero al carbón, haciendo un cambio de materia a polietileno de
alta densidad (PAD) a lo largo de toda la línea a presión saliendo de la estación de bombeo.
En condiciones de tormenta, y siempre y cuando el caudal máximo de diseño de los equipos de
bombeo del cárcamo sanitario sea rebasado, el agua excedente pasa al cárcamo de bombeo de agua
pluvial (estructura existente con planta también circular) que aloja otras 4 bombas centrifugas
sumergibles (una de las cuales se considera de reserva) con capacidad para manejar en conjunto
266.67 l/s con una carga dinámica total de 15.68 m @ 1,170 rpm, accionada con un motor eléctrico
de 75 HP a 440 VCA, 3 fases y 60 Hz cada una. Las bombas están instaladas con un arreglo en
paralelo que descarga por medio de una columna de acero de 16” de ϕ a un múltiple que envía el
agua a través de una línea de impulsión de 30” hasta su punto final de descarga ubicado en el “Dren
20 de noviembre”. El múltiple de descarga es de acero al carbón, mientras que la línea de impulsión
cambia de material a polietileno de alta densidad.

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6-2


El control de las bombas en ambos cárcamos se hará por medio de niveles tipo pera con puntos de
arranque y paro previamente definidos, además el sistema cuenta con un alternador simultaneador de
arranque de equipos el cual mantendrá en operación a todos los equipos de bombeo para evitar el
desgaste desigual debido a la diferente distribución de tiempos de operación en los diversos equipos,
además de que mantendrá en condiciones operativas el equipo definido como de reserva.
Así mismo el sistema contará con una planta de emergencia tipo electrógeno a diesel de 60 Hz,
1,800 rpm, 3 fases, 4480-440 V, equipada con motor de 6 cilindros turbocargado y post enfriado
aire-aire, provisto de paros automáticos de seguridad e instrumentación digital electrónica incluida
en el tablero de control automático, generador que incluye un paquete de medición digital de
corriente alterna y regulador de voltaje en estado sólido con gobernador estándar, así como
interruptor de transferencia automática (transfer).
La planta generadora de energía de emergencia tiene la capacidad de suministrar energía suficiente
para alimentar el gasto medio sanitario y el caudal pluvial.
Además la estación de bombeo contará con toda la infraestructura necesaria para el óptimo
funcionamiento tanto en condiciones normales como en situaciones extraordinarias de operación y/o
de mantenimiento, entre estas se puede mencionar la caseta de control y operación, alumbrado tanto
interior como exterior, áreas, estructuras y equipos para mantenimiento, así como equipo de
seguridad para el personal y para los equipos electromecánicos.
6.2.2.

Cárcamo de Bombeo.

Un cárcamo de bombeo o pozo de succión es una estructura vertical a superficie libre en donde
descarga el conducto de la toma y donde se instalan las bombas para elevar el agua al nivel deseado.
Generalmente consiste en un depósito enterrado construido de concreto o mampostería cuyas
dimensiones están en función del tamaño del equipo que se vaya a instalar y del procedimiento
empleado en su construcción. Además en su diseño se toma en cuenta la facilidad que se debe tener
para su inspección y limpieza periódicas.
Las partes constitutivas principales de los cárcamos se definen a continuación:
Canal o tubo de llegada.- Se denomina así al elemento de conducción del liquido hasta el cárcamo.
La llegada puede ser por medio de un tubo, por gravedad o a presión, o por medio de un canal de
llamada.
Transición de llegada.- Ya en la proximidad del cárcamo, el canal de llegada deberá adecuarse
gradualmente en forma y dimensiones a la sección de entrada del cárcamo. En ocasiones esta
transición no existe.
Zona de control y cribado.- Normalmente se necesita disponer de dispositivos de control de
líquido, como compuertas, para aislar el cárcamo de la fuente, en caso necesario (por ejemplo, para
limpieza o mantenimiento de los componentes interiores). Además debe cribarse el agua para evitar
el paso de sólidos flotantes y de animales acuáticos.
Pantalla.- En ocasiones se coloca un muro vertical (pantalla o mampara) a la entrada de la zona de
control y filtrado, de manera que penetre hasta una profundidad inferior al nivel de la superficie del
agua. Su función principal es retener los objetos flotantes y los aceites que pudieran llegar hasta allí.

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6-3

Rejillas primarias.- Estos elementos fijos constituyen la primera línea de protección contra la
entrada de sólidos acarreados por el agua. Constan de barras con una separación considerable, ya
que su función es retener los objetos de tamaño grande.
Desarenador y bomba de lodos.- El desarenador o trampa de arenas es una cavidad en el fondo, al
final de la zona de transición o al inicio de la zona de filtrado, que retiene los sedimentos arrastrados
para evitar su llegada a las bombas. Mientras que la bomba de lodos extrae del desarenador los
sólidos atrapados para su transporte a lugares de tiro convenientes.
Rejillas secundarias.- Estos elementos, con aberturas menores que las rejillas primarias, retienen
sólidos del tamaño pequeño (del orden de 1 cm). Debe asegurarse que el claro entre barras sea
menor que el paso de esfera de las bombas. Normalmente cuentan con rastrillos mecánicos.
Cámara de bombeo.- Es la zona inmediata a la bomba, que encauza el flujo exclusivamente a las
bombas. En esta zona deben cumplirse estrictamente las condiciones hidráulicas recomendadas para
el buen funcionamiento de los equipos. La mayor parte de los vórtices, tanto superficiales como
sumergidos, se presentan allí. El flujo de llegada a la cámara debe ser ordenado. La cámara puede
ser aislada por medio de una compuerta apoyada en una mampara para que la compuerta no sea
difícil de maniobrar, por un lado, ni resulte de un costo elevado, por otro. Dicha mampara sirve
además para inhibir vórtices superficiales
6.2.3.

Equipo de Bombeo Dentro del Cárcamo

Equipo de Bombeo.- Es una máquina que consiste de dos elementos, una bomba y su accionador el
cual puede ser un motor eléctrico, un motor de combustión interna o de otro tipo. El accionador
entrega energía mecánica y la bomba la convierte en engría cinética que un fluido adquiere en forma
de presión, de posición y de velocidad. Las bombas generalmente se agrupan en dos categorías,
Desplazamiento positivo y dinámicas o centrífugas. El principio de operación de la bomba de
desplazamiento positivo se basa en la variación de volumen de una cámara y por medio de la cual se
adiciona energía a un fluido para que este realice su trabajo. Las bombas dinámicas imparten energía
al fluido por medio del movimiento rotatorio de aspas, alabes o paletas. Este movimiento produce un
incremento en la presión que hace que el líquido fluya hasta la boquilla de la descarga. La gran
mayoría de las bombas utilizadas hoy en día son del tipo dinámicas o centrifugas. De entre ellas se
seleccionó las de tipo sumergible debido su simplicidad en el mantenimiento y a su capacidad para
manejar sólidos de tamaño considerable (pasos de esfera de hasta 4”), en este tipo de bombas, la
bomba y el motor están encerrados en una misma carcaza sumergida en el agua; la alimentación del
motor se realiza mediante un cable impermeable con paso hermético al interior. y el sistema de
enfriamiento del motor se basa en el contacto directo del agua a bombear con la carcaza del motor.
Impulsor.- Es el rotor de la bomba, movido por el motor, que impulsa el líquido hacia la descarga.
Es la parte afectada severamente cuando se presenta cavitación.

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Figura 6-1 Bomba centrifuga

Figura 6-2 Tipos de Alabes

Figura 6-3 Alabe abierto

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6-5

Figura 6-4 Alabe cerrado

Figura 6-5 Alabe semiabierto

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Figura 6-6 Propela

Campana de Succión.- Es un abocinamiento del extremo inicial de la columna de succión. Su
forma es generalmente circular en planta y elíptica en corte. Su diámetro se toma como un
parámetro básico para el dimensionamiento hidráulico del cárcamo.
Colador o Pichancha.- En las bombas que no tienen zona de filtrado se tiene este elemento, que
sirve para evitar el paso de sólidos al interior de la bomba.
6.2.4.

Tuberías, Válvulas y Conexiones.

Sistema de tuberías.- En este manual entenderemos por sistema de tuberías (o tuberías) al conjunto
de tubos, conexiones y piezas especiales que forman un ramal de interconexión o distribución
utilizado para la conducción de agua en su interior.
En el sentido más amplio, una tubería es un conducto, por lo general de sección circular, que sirve
para transportar una cantidad de masa (agua, gas, etc.).
El transporte de agua mediante tuberías se puede dividir en: Transporte a presión y Transporte a
gravedad (a la presión atmosférica) dependiendo del tipo de energía que le dé impulso al flujo.
Entre las conexiones y piezas especiales más usuales se encuentran los de cambio de dirección como
codos, los de distribución como cruces, yees y tees y los de restricción como reducciones.
Los aspectos más importantes en la hidráulica de las tuberías son el caudal a transportar, la
velocidad de flujo del agua y las perdidas de carga debidas principalmente a la resistencia ofrecida al
flujo del agua por las paredes de la tubería, por cambios de dirección del caudal o por restricciones u
obstrucciones en la tubería.
Arreglo de la descarga.- En toda instalación de equipos de bombeo, es necesario que en la descarga
del cabezal se instalen una serie de dispositivos y piezas especiales cuya función es la de regular,
controlar y medir el flujo producido por el equipo de bombeo.
Los dispositivos usados en la descarga son:
•

Válvulas de Admisión y Expulsión de Aire

•

Manómetro

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•

Válvula de Seccionamiento

•

Válvula de Seguridad o Aliviadora de Presión.

Válvula de Admisión y Expulsión de Aire.- Es un dispositivo que permite desalojar en forma
automática el aire que se encuentra en la columna de bombeo y que es impulsado por el agua
durante el arranque del equipo; por otra parte cuando el equipo se para, su función, es la de permitir
el acceso de aire a la columna de bombeo para romper la condición de vacío que se presenta por el
regreso del agua hacia el interior del pozo.
Figura 6-7 Válvula de Admisión y Expulsión de Aire

Manómetro.- Es un dispositivo con el cual se miden los valores de la presión existente dentro de la
tubería. Normalmente se instala sobre el lomo de la línea de descarga por medio de una conexión
roscada que lo conecta con la tubería. La presión deforma un tubo Bourdon, un diafragma o un
fuelle en el interior del manómetro, la cual se trasmite por medio de conexiones mecánicas.
La mayoría de los manómetros metálicos utiliza como elemento de medición el tubo Bourdon en
forma de “C”, los manómetros con elementos Bourdon en forma espiral o helicoidal se utilizan más
comúnmente en manómetros registradores.
El tubo Bourdon tiene un extremo abierto en contacto con el fluido cuya presión se desea medir y el
otro extremo cerrado, conectado a un mecanismo que mueve a la aguja indicadora.
Cuando se aplica presión en su interior, éste se deforma provocando el desplazamiento de la aguja
en escala graduada.
Los manómetros metálicos trabajan muchas veces en condiciones adversas; una forma de reducir los
desgastes y mantener la precisión por largos períodos de tiempo, es utilizando válvulas que lo aíslen
de la presión, cuando ésta no interese ser leída.
En la Figura 6-8 y Figura 6-9, se muestra la instalación correcta del manómetro. Este tipo de
instalación prolonga la vida útil del instrumento, facilitando su mantenimiento y permite la
verificación de la precisión del mismo, con un manómetro patrón en el punto de trabajo, sin retirarlo
del proceso.

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6-8

Existen en el mercado manómetros, conteniendo en su interior glicerina u otro fluido para
amortiguar las vibraciones, oscilaciones y para proteger el mecanismo contra la corrosión.
Figura 6-8 Manómetro Tipo Bourdon

Figura 6-9 Instalación típica de manómetro con sello químico tipo diagrama

Válvula de Retención o Check.- La principal función de la válvula de retención (check) es evitar la
inversión o contrasentido del flujo; es decir, evitar el cambio de dirección del fluido que se conduce

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6-9

a través de la tubería. Son de funcionamiento automático y se mantienen abiertas por la presión del
fluido que circula. La presión del flujo abre la válvula y el peso del mecanismo de retención o
cualquier inversión en el flujo la cierran. Las válvulas de retención además de que se emplean para
evitar el regreso del fluido hacia la columna de bombeo, protegen también al equipo de bombeo de
los esfuerzos originados por el fenómeno transitorio del golpe de ariete, cuando el equipo se para.
Así mismo, permite mantener llenas las tuberías, aguas arriba, de la descarga.
Existen diferentes tipos de válvulas de retención y su selección depende del tipo de servicio, la
temperatura, la caída de presión que producen y la limpieza del fluido.
Los tipos más conocidos de válvulas check son los siguientes:
•

Tipo columpio.

•

Tipo roto check.

•

Tipo tazón.

•

Tipo oblea.

•

Tipo dúo check.

Para el caso de las estaciones de bombeo de la ciudad de Matamoros, se considera instalar válvulas
de retención de oblea, las cuales están equipadas con un disco que oscila y se separa del asiento con
la presión del flujo del fluido en el sentido normal, este disco se cierra cuando la presión llega a cero
y el disco queda sujeto contra el anillo del asiento por la acción de un resorte que puede ser interno o
externo. Los criterios de selección de estas válvulas se basan en su gran utilidad para servicios de
baja velocidad, acción rápida, operación sencilla, cierre casi hermético y bajo mantenimiento.
Figura 6-10 Válvula de Retención tipo disco de columpio

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Figura 6-11 Válvula de Retención disco bipartido

Figura 6-12 Válvula de Retención disco inclinable

Válvulas de Seccionamiento y Estrangulación.- Las válvulas se emplean generalmente para dos
funciones básicas: Seccionamiento y estrangulación (control manual). Las válvulas utilizadas para
aislar equipo, instrumentos y componentes de la tubería cuando se necesita mantenimiento, se
llaman válvulas de seccionamiento o bloqueo. La aplicación principal de estas válvulas es para
separar, del fluido hidráulico, algún elemento o sección de la instalación.
Normalmente se usa, manteniéndola totalmente cerrada, para proporcionar mantenimientos a
equipos, tuberías o piezas especiales.
Ocasionalmente se utilizan para restringir el flujo, estableciéndose condiciones que convengan a la
operación de la instalación.
Los tipos de válvulas que comúnmente se emplean en las instalaciones de agua potable y residual
son las del tipo “compuerta” y “mariposa”.

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6-11

Además las válvulas de seccionamiento se utilizan en los múltiples y cabezales, para desviar o
distribuir las corrientes a diversos lugares según se desee. Estas válvulas suelen ser del tamaño de la
tubería y tienen un orificio más o menos del tamaño del diámetro interior del tubo.
Las válvulas de operación manual cuya finalidad es regular el flujo, la presión o ambos, se
denominan válvulas de estrangulación.
Existen en el mercado una diversidad de tipos de válvulas, sin embargo debido a su construcción
versátil, la válvula de mariposa es la de uso más común tanto en seccionamiento como en
estrangulación o control. La válvula de mariposa se utiliza principalmente para cierre y
estrangulación de grandes volúmenes de líquidos a baja presión (agua potable, residual y tratada).
Su diseño de disco abierto, rectilíneo, evita cualquier acumulación de sólidos; la caída de presión es
muy pequeña.
Por lo general, las válvulas de mariposa se fabrican con una camisa completa, sello de asiento y
superficies de asiento para la junta en la brida hechas con elastómero. Las limitaciones para el
servicio dependen de las propiedades de los diversos materiales utilizados para la camisa.
Las válvulas de mariposa son para bajas presiones, por lo general, en la clasificación para 150 psi y
el cuerpo suele ser tipo disco o con orejas. El control remoto es muy fácil mediante un cilindro
neumático de doble acción.
Hay disponibles válvulas de mariposa totalmente metálicas con distintos sistemas de sellos. Se
utilizan para temperaturas muy altas o muy bajas. El cierre hermético es difícil, pero son de
funcionamiento confiable incluso con fluctuaciones en la temperatura. Las válvulas de mariposa se
pueden emplear para estrangulación y en una serie de servicios, desde el manejo de líquidos limpios
hasta corrientes de proceso que llevan muchos sólidos.
Figura 6-13 Componentes de los diferentes tipos de válvulas

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6-12

Figura 6-14 Válvula Keystone

Válvula de Seguridad o Aliviadora de Presión.- Las válvulas de seguridad o aliviadoras de
presión, son empleadas para proteger al equipo de bombeo, tuberías, estructuras y demás elementos
de la descarga, contra los cambios bruscos de presión originados por los transitorios cuando se paran
los equipos de bombeo.
La válvula está diseñada para que puedan abrir automáticamente y aliviar al exterior las
sobrepresiones originadas, principalmente por el transitorio. El cierre de ésta válvula también es
automático y se logra cuando la presión en la línea llega a ser menor que la de su ajuste o
calibración.
De acuerdo con lo anterior, el empleo de esta válvula dependerá de las sobrepresiones originadas por
el transitorio en los múltiples de descarga y de la presión máxima que soporta la tubería de la línea
de conducción en las proximidades al múltiple de descarga.
En general, las válvulas de alivio que existen en el mercado, básicamente tienen el mismo diseño, y
están constituidas en esencia, por dos partes; una que corresponde al cuerpo de la válvula
propiamente dicha y la otra formada por los mecanismos de control. En el cuerpo de la válvula se
encuentra el elemento actuador, constituido por un pistón cuya posición regula el funcionamiento de
la válvula. El control de éste pistón se efectúa por medio de una válvula piloto calibrada, que actúa
con una presión determinada, siendo una válvula de aguja de precisión para pequeños flujos. El
piloto de control de ésta válvula, puede ser hidráulico, eléctrico o de ambos tipos.
Las válvulas que se usan con más frecuencia son las llamadas de pistón y las de diafragma,
preferentemente, pero en varias ocasiones se prefiere la válvula con pistón, por que la otra requiere
de un servicio de mantenimiento más frecuente, debido a que el material de que esta hecho el
diafragma (hule, neopreno, etc.) se deteriora con facilidad por el tipo de agua que se maneja.
Cuando se ha definido el empleo de válvulas de alivio, su diámetro se determina en función del
gasto manejado en la tubería a la que se conectará, de las presiones originadas por el golpe de ariete

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y de las pérdidas de carga, normalmente tolerables, ocasionadas por ésta válvula. Se recomienda
determinar su diámetro consultando el catálogo de los fabricantes.
Su ubicación se elige después de los elementos de control o al principio de la tubería de descarga
común cuando existen varias descargas de pozos conectadas a un múltiple.
Es muy importante identificar con claridad el punto de instalación correcto de éste tipo de válvulas
en los múltiple de descarga, en virtud de que si es equivocada su instalación se dañarán tuberías e
instrumentos de medición.
El desfogue de la válvula de alivio deberá diseñarse sin posibilidad de ahogamiento y guiar la
descarga hacia aguas debajo de la fuente de abastecimiento, hacia un dren vertedor o de retorno a un
tanque de almacenamiento.
Figura 6-15 Válvula de Seguridad o Aliviadora de Presión

6.2.5.

Equipos Periféricos y Accesorios.

Rejillas y Cribado.- Las rejillas remueven basura y sólidos de gran tamaño que, de otra manera,
interferirían con la operación de la estación de bombeo. Como primera unidad de tratamiento, las
rejillas protegen al equipo de la planta contra daños como atascamientos de tuberías, bombas y
difusores en desarenadores aereados. Los tamices o cribas, ocasionalmente usados en plantas de
tratamiento de aguas, son considerados como parte del proceso de tratamiento primario.
Las rejillas son clasificadas como rejilla gruesa y rejilla fina, dependiendo del espacio existente
entre las barras. Ambas formadas por arreglos verticales de barras paralelas con la misma distancia
de separación entre ellas, diseñadas para atrapar grandes desechos. Las rejillas gruesas tienen
separaciones entre barras de entre 2.0 y 4.0 plg (5.08 a 10.16 cm), mientras que las rejillas finas
normalmente tienen una separación de 0.25 a 2.0 plg (0.64 a 5.08 cm). El tamaño de los desechos
capturados depende de la separación de las barras. Si la separación entre barras es demasiado
pequeña, puede ser atrapada materia orgánica que debe ser tratada en los procesos subsecuentes.
A intervalos apropiados, los desechos acumulados en las rejillas son removidos para su disposición,
ya sea incineración o relleno sanitario. Frecuentemente es utilizando un sistema por burbujeo o un
sensor de nivel ultrasónico para registrar una reducción en la medición de carga registrada, y así

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6-14

detectar automáticamente cuando una rejilla requiere limpieza. En algunas plantas pequeñas, el
equipo de cribado incluye molinos y máquinas trituradoras para reducir el tamaño de la partícula de
los desechos cribados.
El dimensionamiento de las aberturas de la rejilla normalmente depende de las operaciones aguas
abajo y del tamaño de la mayor partícula que estas operaciones pueden remover efectivamente.
Algunas rejillas gruesas son diseñadas para limpieza manual; en este caso, los desechos acumulados
son removidos con un rastrillo manual. Más comúnmente, las rejillas cuentan con rastrillos operados
a motor para una limpieza mecánica.
Comparado con la limpieza manual, el uso de un aparato de limpieza mecánica con rejilla fina
tiende a reducir costos de proceso, provee mejores condiciones de flujo y produce disminuciones de
interferencias. Dichos aparatos, casi siempre son utilizados en plantas mayores a 1 mgd y
ocasionalmente en plantas más pequeñas. El grado de limpieza depende de muchas variables,
incluyendo el tipo de sistema colector (separado o combinado), explosión demográfica, patrones de
flujo diurno y factores propios de cada estación del año (como hojas durante el otoño).
Las rejillas gruesas son construidas por conjuntos de barras pesadas de acero en canal, de espaciado
rectangular o circular. Las barras tienen un rango de inclinación de entre 30 a 45 grados de la
vertical. Las rejillas gruesas deben limpiarse manual o mecánicamente por rastrillos. Algunas
instalaciones multicanal utilizan un rastrillo único montado en un puente viajero que se mueve de
canal en canal.
La rejilla fina y la rejilla gruesa son iguales, excepto porque las primeras tienen un claro entre barras
de menores dimensiones. Aunque las rejillas gruesas pueden ser instaladas en posición cercana a la
vertical, con rastrillos mecánicos, las barras normalmente se colocan a 15 grados de la vertical para
facilitar el funcionamiento del mecanismo del rastrillo.
Las rejillas finas son diseñadas como estructuras estacionarias instaladas en canales de concreto. Sin
embargo, algunas unidades son diseñadas con cables adjuntos al extremo sumergido de la rejilla y
un dispositivo pivote en el extremo superior para permitir la elevación del extremo sumergido y
facilitar su inspección y mantenimiento.
La mayoría de las plantas incluyen dos canales de cribado, especialmente cuando uno de ellos es
equipado con rejillas de limpieza mecánica. Así, si una unidad de cribado falla, la otra unidad y
canal permanecen en servicio mientras se hace la reparación. Para mantener y reparar el equipo de
criba se detienen los puentes de los canales, esto permite una diversidad en el flujo a tratar. El flujo
del influente debe ser uniforme en todos los canales para asegurar una carga uniforme entre rejillas.
Una carga desigual requerirá limpiezas más frecuentes en algunas rejillas que en otras.
Dos tipos de rejillas finas de limpieza mecánica son: de limpieza frontal (teniendo el mecanismo de
rastrillo en la cara aguas arriba de la rejilla) y de limpieza posterior (con el mecanismo de rastrillo en
la cara aguas abajo de la rejilla y la protuberancia dentada del rastrillo a través de las barras hasta la
cara aguas arriba). El tipo típico de rejilla de limpieza frontal incluye una tolva dentada que va de
fuera de la criba y viaja al fondo del canal. Cuando llega al fondo del canal, los cables jalan la tolva
dentada hacia la rejilla y los dientes de la tolva (rastrillo) se deslizan por entre las barras y, durante
el movimiento ascendente, arrastran los cribados fuera del agua residual. Los diseños de limpieza
frontal también incluyen unidades multi-rastrillo teniendo una continua operación transportadora.

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6-15

Rejillas (gruesas).- En las aplicaciones de bombeo es conveniente colocar rejillas o mallas para
retención de sólidos, las cuales consisten de una serie de barras de acero verticales o ligeramente
inclinadas, paralelas y uniformemente espaciadas en forma que impidan que desechos arrastrados
por el agua lleguen a las bombas y permitan además el uso de rastrillos para su limpieza, las rejillas
se instalan en este caso con antelación a las bombas de aguas residuales crudas para protegerlas
contra las basuras y sólidos en suspensión que pudieran obstruirlas.
Las características de las rejillas dependen también del tipo de limpieza que puede ser manual o
mecánica.
Tamices o cribas (finas).- Afinando el proceso de eliminación de residuos sólidos, se llega a la
utilización de cribas con separación libre de hasta 0.2 mm, siendo los normalmente utilizados los de
separación de 1 mm. Se busca igualmente un sistema sencillo autolimpiable, que permita sustituir en
muchos casos el desbaste (rejilla gruesa), la eliminación de arenas gruesas y hasta porcentajes del
30% de grasas y sobrenadantes. El proceso es estrictamente físico. Y las cribas pueden clasificarse
en estáticas y rotativas.

Figura 6-16 Cribas de Limpieza Automática

Compuertas.- Las compuertas hidráulicas se utilizan para la regulación de gastos, como emergencia
y cierre para mantenimiento. Se construyen de manera que el miembro que cierre quede por
completo fuera del conducto cuando la compuerta está totalmente abierta. Las compuertas
hidráulicas se diseñan de diferentes tipos, con peculiaridades en su operación y en sus miembros de
cierre. Las compuertas deslizantes son aquellas que se desplazan directamente sobre la superficie de
las muescas o guías, sin ruedas ni rodillos intermedios, estas compuertas pueden ser de superficie, o
sumergidas, en lo que respecta a sus materiales de construcción actualmente hay una gran variedad
entre las principales se incluyen de fierro fundido, de placas y perfiles laminados, de aluminio y de
materiales sintéticos o plásticos.
6.2.6.

Accesorios de Mantenimiento y Seguridad.

Grúas.- La grúa es un equipo estructurado, formado por un conjunto de mecanismos, cuya función
es la elevación y el transporte de cargas. Para cumplir satisfactoriamente con los requerimientos de

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6-16

la manipulación de equipos y accesorios, tales como bombas, motores, válvulas, columnas de
succión o descarga, entre otros y trasladarlos a una áreas de maniobras para enviarlos a reparación
y/o mantenimiento, en general se utilizan los siguientes tipos de grúas:
♦ Grúa viajera.
♦ Grúa aporticada.
♦ Sistema Monocarril.
♦ Grúa Giratoria.

Figura 6-17 Monorriel recto sobre cárcamo aislado

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6-17

Figura 6-18 Grúa Semiaporticada Bipuente

Figura 6-19 Grúa Giratoria Montada Sobre Columna Libre

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6-18

Figura 6-20 Grúa Giratoria Montada Sobre Muro

Los sistemas recomendados en este caso son del tipo monocarril donde el polipasto de izaje se
desplaza a lo largo de una viga carril fija situada sobre la línea de transporte y la grúa giratoria en la
cual el polipasto de izaje se desplaza a lo largo del brazo giratorio que traza un circulo o arco que
constituye la línea de transporte.
Polipasto.- Es un dispositivo mecánico y/o eléctrico para elevación de la carga, cuyos componentes
(motor, tambor, reductor de velocidad, freno magnético, flecha, soporte, armazón estructural,
interruptor límite, reductor de velocidad, etc.) pueden formar una unidad compacta o de malacate
abierto, teniendo este último sus componentes distribuidos adecuadamente sobre una estructura que
normalmente forma parte del bastidor de un carro portante. Los polipastos compactos,
principalmente, se clasifican de acuerdo a su mecanismo de accionamiento pera el izaje, en:
♦ Polipasto de trinquete.
Figura 6-21 Polipasto de trinquete

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♦ Polipasto de torno.
Figura 6-22 Polipasto de torno

♦ Polipasto de mordaza.
Figura 6-23 Polipasto de mordaza

♦ Polipasto de motor.
Figura 6-24 Polipasto de motor

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Los tipos de polipasto recomendados para este coso son los de trinquete que son aparejos de
accionamiento manual (mediante trinquete o palanca de embrague) para tirar, tensar y elevar cargas
de 2.5 a 5 ton, mediante cadena de acero. Así como los de mordaza que son aparejos de
accionamiento manual, para tirar, tensar y elevar cargas de 0.75 a 6 ton, mediante cable de acero.
Ambos tipos se utilizan suspendidos de sistemas monocarril y giratorios (hasta 5 ton) y son útiles
para alturas de izaje de 3 a 4 m.
La selección tanto de la grúa como del polipasto recomendados para esta estación de bombeo se
basó en la consideración de que una vez realizado el montaje inicial y el arranque de la planta su uso
es muy esporádico, por lo que no conviene tener tantos recursos ociosos.
6.2.7.

Equipos Eléctricos

En la planta se ha proyectado la instalación de equipos tanto para la transformación, distribución y
para servicios generales, como para la estación de emergencia.
La subestación principal recibe energía eléctrica a una tensión de 13,200 volts, convirtiéndola
mediante el transformador a una tensión de 440 volts para la operación propia de la planta.
Los equipos de bombeo de agua cruda y cribas mecánicas son operados a una tensión de 440 volts,
estos equipos serán arrancados mediante arrancadores a tensión reducida tipo autotransformador
para minimizar las fallas en las líneas de suministro de energía y que existan las menores perdidas
debidas a la caída de tensión.
Los equipos electromecánicos de 0.5 a 15.0 hp, serán arrancados mediante arrancadores a tensión
plena, mientras que los de caballaje mayor arrancaran a tensión reducida y el sistema de alumbrado
exterior en vialidades será operado a una tensión de 220 volts.
Los servicios generales como son contactos, y luminarias interiores en casetas serán operadas a una
tensión de 127 volts.
A continuación se describen los equipos instalados.
Subestación eléctrica:
♦ Centros de control de motores.
♦ Arrancadores individuales.
♦ Interruptores de protección.
♦ Sistemas de alumbrado en vialidades.
♦ Alumbrado en interiores y Contactos de servicio.
♦ Equipos particulares.
6.3.

PROCEDIMIENTOS GENERALES DE OPERACIÓN

La practica común de una estación de bombeo se basa en que en esta instalación existen al menos
dos operadores por turno los cuales realizan labores de limpieza y mantenimiento de los diversos
procesos y sistemas que componen la planta.

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6-21

Una de las labores de operación es observar que los equipos electromecánicos como son equipos de
bombeo, cribas mecánicas y equipo eléctrico, entre otros estén en operación durante las 24 hrs del
día.
Este manual debe ser una guía para la correcta operación de los equipos eléctricos de la planta, así
como para poder dar el mantenimiento adecuado a los equipos instalados en los diversos procesos
que conforman el sistema.
6.3.1.

Operación Normal del Sistema

Rejas y Rejillas Manuales
Cuando se trata de dispositivos de limpieza manual se requiere de limpieza frecuente (se recomienda
una limpieza cada 4 hr); esto es necesario porque a medida que la basura se acumula en las rejas,
bloquean el canal de paso y causa que el flujo de agua residual se regrese por la línea de drenaje
permitiendo que se sedimente mayor cantidad de materia orgánica y esta se descomponga
produciendo condiciones sépticas.
Estas condiciones producen ácido sulfhídrico, el cual tiene olor a huevos podridos y causa la
corrosión del concreto, metal y pintura; además, cuando se tiene escasa ventilación se produce una
atmósfera tóxica y explosiva por la acumulación de metano.
La limpieza de las rejas se hace mediante un rastrillo, en donde los residuos acumulados son
deslizados cuidadosamente hacia la plataforma de drenaje, evitando que pasen a través de las rejas y
se introduzcan a la planta. Una vez que los residuos han escurrido, se deben depositar en un
recipiente metálico con tapa y deben ser entregados al servicio de limpia municipal, o bien vaciados
en una zanja y cubiertos con una capa de tierra (tipo relleno sanitario). El recipiente ya vacío debe
ser lavado antes de volver a usarlo para evitar la proliferación de moscas y emisión de malos olores.
Cribas de Limpieza Automática
Algunas veces durante una falla, el operador debe inspeccionar el equipo para asegurarse que
funciona adecuadamente. El uso de controles manuales locales permite una observación inmediata
de la operación de la criba mecánica u otro equipo aún cuando estuviese inactiva cuando inició la
inspección. Las cribas deben ser operadas con interruptor manual hasta que los sólidos acumulados
sean limpiados. Mientras que el equipo esté trabajando, revise por ruidos inusuales, raspaduras de la
rejilla, vibración de los mecanismos de manejo, necesidad de disposición de cribados y lubricación
de la cadena o del mecanismo de manejo.
Evite sobreflujos en las áreas de almacenamiento de cribados para prevenir una posible
descomposición de materia orgánica y resulte en olores ofensivos. Los cribados son la mayor fuente
de olores. La limpieza es también una consideración saludable, porque los desechos empapados en
agua residual albergan organismos patógenos. Una buena práctica en el manejo y disposición de los
cribados, dicta una diaria (o incluso más frecuente) disposición de cribados por incineración o
relleno sanitario.
Una diaria remoción de desechos colectados en cribas manuales o mecánicas normalmente será
suficiente durante el clima seco. Durante condiciones lluviosas, sin embargo, un gran número de
objetos, incluyendo hojas de los árboles, pueden ser arrastrados dentro de la planta desde
alcantarillados combinados, esto requiere una remoción más frecuente.

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6-22

Los cribados son removidos tan frecuentemente como sea necesario para asegurar un flujo
razonablemente suave de agua residual. Durante el tiempo de tormentas debe ser incrementada la
frecuencia de limpieza. Las instalaciones con canales múltiples, es necesario un flujo del influente
uniforme a través de todos los canales para evitar cargas desiguales a las cribas, con el consecuente
requerimiento de limpieza, aún más frecuente en unas cribas que en otras.
La frecuencia en la disposición de cribados almacenados dependerá de la producción de cribados
relativos al tamaño del contenedor de almacenamiento disponible. Una vez que el operador
determina empíricamente la frecuencia requerida para la disposición de cribados, debe establecerse
un programa regular de disposición de estos.
Bombas Sumergibles
Las estaciones de bombeo equipadas con bombas sumergibles han pasado a ser uno de los sistemas
del tipo más comúnmente empleadas en el mundo, debido a que la bomba centrifuga sumergible es
una unidad de bombeo muy efectivo que puede ser instalado y operado a costos relativamente bajos.
Figura 6-25 Típica Bomba Sumergible

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6-23

En el caso particular de esta estación de bombeo cada cárcamo se encuentra equipado con cuatro y
tres bombas sumergibles respectivamente, donde una de cada cárcamo se considera en reserva, es
decir, NUNCA deberán operar todos los equipos de un cárcamo simultáneamente.
El cárcamo cuenta con un sistema de control basado en el nivel del agua en el recipiente, de tal
manera que conforme el nivel del agua en el mismo vaya aumentando hasta llegar a un nivel
preestablecido, el arranque de una bomba adicional ocurre, hasta llegar al caudal máximo de diseño
de la planta el cual se presenta cuando todos los equipos de operación se encuentran funcionando.
Así mismo se prevé la instalación de un dispositivo secuenciador que controle el periodo de
operación de todos los equipos instalados para evitar el desgaste excesivo o desigual de cada una de
las bombas. Sin embargo es importante que el operador de forma manual les de periodos de
operación a los equipos denominados de “reserva”.
Consideraciones generales: Las siguientes consideraciones de operación aplican para este tipo de
sistemas de bombeo:
1.

Cheque periódicamente el nivel del agua en el cárcamo, con mayor frecuencia cuando altos
flujos son esperados.

2.

Registre el tiempo de operación del sistema durante un periodo determinado y cheque el
funcionamiento similar de las diferentes bombas durante el periodo seleccionado.

3.

Compruebe los interruptores en el panel de control para asegurar su apropiada posición.

4.

Confirmar periódicamente que las válvulas se encuentren en la posición adecuada.

5.

Asegurarse que no haya ruidos inusuales en las bombas.

6.

Al menos una vez por semana bombee manualmente el fondo del cárcamo para remover los
sedimentos que pudieran ocasionar taponamientos en las bombas.

7.

Inspeccione las peras de nivel y los cables para remover todo el detritus flotante que pudiera
alterar el adecuado funcionamiento del ciclo de operación automática del sistema

8.

Periódicamente inspeccione las funciones de operación, control y alarmas del sistema siguiendo
los siguientes pasos:
a) Coloque el selector H/O/A en posición OFF (O).
b) Deje llenar el cárcamo hasta que el nivel en que la alarma de “alto nivel” es activada.
c) Mueva el selector H/O/A de cada bomba a la posición AUTO (A). Todas las bombas deben
arrancar con un corto tiempo de dilación entre ellas.
d) Continúe con todas las bombas operando automáticamente. Cuando el nivel en el cárcamo se
encuentre aproximadamente a 0.6 m del fondo todas las bombas deberán parar.
e) Llene el cárcamo hasta que la bomba “líder” arranque, cierre las compuertas para evitar que
llegue agua al cárcamo, continúe operando la bomba hasta el nivel mínimo y pare la bomba.
f) Llene el cárcamo otra vez asegurándose que arranque la bomba siguiente, corte el influente
hasta que pare la bomba.
g) Repita el procedimiento anterior para la tercer bomba.
h) Asegúrese de que el selector H/O/A de todas las bombas quede en posición AUTO (A).

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6-24

9.

Si un equipo de bombeo es removido del servicio, coloque el selector de la bomba “líder” en el
número de bombas remanentes en operación. Esto provocará que la bomba líder gobierne los
arranques y paros de las bombas.

10. Siempre varié la capacidad regulando la válvula en la línea de descarga.
11. El motor puede sobrecargarse si la gravedad especifica del bombeo (densidad) es mayor que la
originalmente asumida, o la cantidad de flujo medido es excedida. Siempre opere la bomba,
cerca de las condiciones de capacidad asignadas para prevenir daño resultante de la cavitación o
recirculación.
Figura 6-26 Estación de una bomba típica sumergible

Operando a capacidad reducida: Precaución, no opere la bomba abajo de la capacidad mínima de
flujo o con la válvula de descarga cerrada. Estas condiciones pueden rápidamente avanzar la bomba
a fallas.

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6-25

Los daños ocurren básicamente por las siguientes causas:
1. Incremento en los niveles de vibración, afectando baleros, prensa-estopas, y sellos mecánicos.
2. Incremento en los empujes radiales: Esfuerzos sobre la flecha y baleros.
3. Crecimiento de calor: Vaporización causando partes rotativas a marcarse o trincarse.
4. Cavitación: Daño a las superficies internas de la bomba.
Advertencias: Si los pasos libres de operación han crecido debido al uso, un apretamiento puede no
presentarse y continuada la operación bajo estas condiciones puede crearse un peligro explosivo
debido a vapores confinados bajo alta presión y temperatura.
Equipo Eléctrico
En este apartado hablaremos de forma general de los componentes eléctricos de la planta. Así
mismo, se indicará la frecuencia de presencia de fallas y de los trabajos necesarios para su correcta
operación.
Subestación eléctrica: En el caso particular de este tipo de equipos eléctricos, comúnmente no
presentan fallas durante la operación, y si los equipos instalados son nuevos, es poco común que en
esta instalación se presenten fallas.
Los equipos que componen esta instalación son: Las cuchillas cortacircuitos con fusible, el
transformador, los equipos de protección contra descargas atmosféricas (apartarrayos), el equipo de
medición y el sistema de tierras.
Una vez instalada y probada la subestación, y basándose en experiencias anteriores, se deduce que
prácticamente no se le realizan labores de operación frecuentes y las labores de mantenimiento son
periódicas y al menos cada año, o bien solo que se presente algún cortocircuito en la línea de
suministro de energía eléctrica o en los equipos de protección de la planta.
Centro de Control de Motores: Este equipo se instaló con el fin de proporcionar seguridad en la
operación de los diversos equipos conectados al mismo, y tener concentrados los arrancadores y
protecciones de los equipos, en este tipo de tableros eléctricos se puede tener, protección, medición,
elementos de alarma y hasta conexiones remotas para la operación de los equipos.
Las operaciones más comunes son el arranque/paro de los equipos o motores, la visualización de la
operación del equipo de medición y el funcionamiento de los focos piloto, en sus distintas
posiciones; solo en caso de falla de algún motor, el arrancador cuenta con un elemento de
protección contra sobre cargas, el cual interrumpe el flujo de energía para evitar la destrucción
mayor del equipo, como la propagación de la falla a otros equipos en el mismo tablero; la labor del
operador será verificar la razón de la falla del equipo, repararla y finalmente re-establecer la
operación del arrancador para continuar con la operación de la planta.
Arrancador en gabinete individual: Este tablero cuenta con un interruptor de protección, equipos
de medición tanto para corriente como para tensión, focos piloto y tablilla de conexiones remotas
para la operación de los equipos.
La operación más común en este tablero es el arranque/paro del equipo. El arrancador instalado en
su interior es a tensión reducida con un autotransformador y cuenta con elementos térmicos de
protección contra sobrecargas, la labor del operador será verificar la operación o falla del equipo,
con el fin de analizar la operación del equipo.

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6-26

Interruptores de protección: Se instalarán interruptores tipo termomagnético en gabinetes
individuales para la protección de algunos equipos o transformadores. La operación de estos equipos
es prácticamente nula, debido a que su función es la protección de los equipos o líneas de energía en
caso de fallas.
Sistemas de alumbrado exterior: Se instalaron luminarias tipo HOV de 400 watts cercanas a las
vialidades con el objeto de ofrecer seguridad y un mínimo de visión en la vialidad para el tránsito
común y/o casos de mantenimiento de algunas áreas, esta iluminación ofrece seguridad para evitar
que por las noches personas extrañas al organismo operador se encuentren dentro de las
instalaciones de la Planta.
La operación de estos equipos es automática mediante la instalación de una celda fotosensible
instalada en cada luminaria. El operador deberá observar que cada una de las luminarias instaladas
encienda y apague de acuerdo a las demás. Sólo en caso de que se requiera hacer labores de
mantenimiento, el operador será capaz de interrumpir la corriente eléctrica a los circuitos de
alumbrado mediante una operación manual y a voluntad del propio operador.
Alumbrado en interiores y Contactos de servicio: Se indicó la instalación de luminarias tipo
fluorescente de 38 y 74 watts (dos por luminaria) operadas a 127 volts, en gabinetes tipo comercial
con acrílico envolvente, este tipo de luminarias, las más comunes tanto en operación y
mantenimiento para instalaciones de servicio tipo industrial, los contactos son del tipo duplex con
una tensión de operación de 127 volts, los cuales deberán estar perfectamente conectados al sistema
de tierras de la planta o del edificio.
Las labores del operador son sencillas, el tipo de luminarias de acuerdo al fabricante se garantizan
por períodos de 5,000 a 10, 000 horas de uso, sin embargo, debido a fallas en la tensión de
suministro pueden fallar, el reemplazo de los elementos de las mismas en caso de falla es de fácil
localización.
6.3.2.

Situaciones Especiales de Operación del Sistema

Las situaciones “especiales” o extraordinarias que pudieran presentarse para la operación del sistema
consisten básicamente a las acciones de arranque y paro del mismo, así como a la eventualidad de
una falla en la alimentación de energía eléctrica.
Cribas de Limpieza Automática
La criba mecánica deberá tener la capacidad de ser operada desde la caseta de control local. Durante
la operación normal, el rastrillo limpiador deberá operar continuamente y en dirección ascendente.
Un interruptor de limite debe ser usado para detectar el límite superior de barrido. El operador puede
manualmente cambiar la dirección de barrido usando el selector “Forward-Off-Reverse” de la
estación de control local.
Con el selector “Remote-Off-Local” de la estación de control local posicionado en la posición
“local”, el sentido de recorrido del rastrillo limpiador será el que marque el selector “Forward-OffReverse”. En la posición “Remote”, la criba deberá arrancar automáticamente en función del tiempo
como se describe a continuación:
La criba deberá cumplir con un ciclo de arranque-paro por una señal de control remoto gobernada
por un timer localizado en el panel de control principal.

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6-27

El sistema será diseñado para permitir la instalación de un timer de sobrefuncionamiento en el panel
de control principal. El sistema de protección de sobrefuncionamiento será como se indica a
continuación:
1.- Control por Alto Nivel.- Una señal de demanda generada por un alto nivel detectado por un
interruptor controlador deberá arrancar el sistema. El controlador de alto nivel se localiza en el canal
donde se instaló la criba y debe medir la carga aguas arriba del equipo. Un nivel preestablecido ha
sido asignado y se activará cuando un interruptor de contacto directo cierre el circuito y provoque el
arranque del motor de la criba. Una vez que el sistema haya arrancado, la criba continuará operando
hasta que el nivel sea reducido al nivel de operación normal preseleccionado.
Bombas Sumergibles
Las Bombas Sumergibles deberán prepararse para su arranque de acuerdo con los siguientes puntos:
♦ Verificar que los tanques, mecanismos, ductos y canales se encuentren perfectamente nivelados,
limpios y libres de obstrucciones, los mecanismos de transmisión perfectamente lubricados y
engrasados y los sistemas eléctricos (fuerza y tierras) y de control estén en perfectas condiciones
de operación.
♦ Hacer pruebas de vacío, es decir, accionar los equipos electromecánicos por un periodo de
tiempo corto (cinco segundos) sin carga de agua, esto, para verificar sentidos de rotación,
consumos de energía y voltaje en cada una de las fases, etc.
♦ Revisar que funcionen correctamente los sensores de humedad en el cárter y de
sobretemperatura en el devanado del motor.
♦ Verificar que los tubos guías estén instalados y perfectamente fijos, con ménsulas intermedias
cuando por el peso de la bomba y/o la profundidad del carcomo así se requiera.
♦ Revisar la alineación de las bridas de codo y bomba, en caso de desalineamiento verificar el
ajuste de los rieles, de otra forma habrá fugas entre ellas.
♦ Revisar los controles de paro y arranque de las bombas, para que estos ocurran de acuerdo con
los niveles especificados. Es importante recalcar que este tipo de bombas nunca deben funcionar
con un nivel de agua por debajo de la parte superior del motor de la bomba, ya que este es el
sistema de enfriamiento, el cual en caso de fallar puede producir daños irreparables en el equipo.
♦ Verificar que no existan ruidos, sobrecargas y presiones anormales.
♦ Si no se presentaron problemas en los pasos anteriores, proceder a cargar el sistema con agua
residual, tomando nota de los consumos de energía y voltaje en cada una de las fases.
Arrancando la bomba:
1. Completamente cerradas o parcialmente abiertas las válvulas de descarga dictadas de acuerdo a
las condiciones del sistema.
2. Arranque de motor.
3. Precaución: observe el medidor de presión, si la presión de descarga no es obtenida rápidamente,
pare el motor, examine y prepárese a re-arrancar.
4. Lentamente abra la válvula de descarga hasta que el flujo obtenido sea el deseado.

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6-28


Paro:
1. Lentamente cierre la válvula de descarga.
2. Pare y cierre el motor para prevenir rotaciones accidentales.

Válvulas y compuertas
3. Abra y cierre las válvulas de compuertas y vea si son de fácil operación y acceso.
4. Verifique que existan señales que indiquen la posición de las válvulas (abierta - cerrada).
5. Vea que la línea de agua y los canales estén libres de escombros que puedan atascar bombas.
6. Verificar que no haya material extraño en las guías de válvulas y compuertas que impidan que
asiente perfectamente.
7. Verificar que estén pintadas y protegidas contra la corrosión.
8. Que las roscas de los vástagos estén lubricadas y que existan tuercas tope de la carrera de
válvulas y compuertas para evitar que caigan.

Preparación y Arranque Integral del Sistema
El procedimiento de arranque o puesta en marcha de una Estación de Bombeo comprende
básicamente la inspección de toda la planta y la realización de pruebas en vacío de los equipos
electromecánicos y las tuberías.
Inspección de la Estación Previa a su Arranque.- Conjuntamente con el ingeniero proyectista,
fabricante o con los distribuidores de los diversos equipos y los contratistas de las obras civiles y
electromecánicas, deberá efectuarse la inspección previa al arranque de la operación de la planta de
tratamiento, a fin de verificar fundamentalmente lo siguiente:
1.

Abra y cierre las válvulas y compuertas y vea si son de fácil operación y acceso.

2.

Verifique que existan señales que indiquen la posición de las válvulas (abierta - cerrada).

3.

Vea que la línea de agua y los canales estén libres de escombros que puedan atascar bombas.

4.

Verificar que no haya material extraño en las guías de válvulas y compuertas que impidan que
asienten perfectamente.

5.

Verificar que estén pintadas y protegidas contra la corrosión.

6.

Que las roscas de los vástagos estén lubricadas y que existan tuercas tope de la carrera de
válvulas y compuertas para evitar que caigan.

7.

Revise el sistema completo siguiendo el flujo de agua desde el influente hasta la descarga de las
bombas.

8.

Revise que las líneas de tubería estén bien instaladas y que no haya materias extrañas que
pudieran llegar al interior de los equipos de bombeo.

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6-29

9.

Revise interruptores termomagnéticos, arrancadores, conexiones, indicadores de nivel.

10. Revise que las válvulas de entrada y salida sean fáciles de operar.
11. Verifique el motor, la base del equipo de bombeo y la alineación de flecha del motor y de la
bomba. La tolerancia de alineación debe ser mayor de 0.003 pulg. aunque se prefiere 0.001
pulg.
12. Si la bomba y el motor están anclados satisfactoriamente los puntos de lubricación en buenas
condiciones y bien alineadas las flechas, entonces el motor y el equipo de bombeo darán vueltas
con facilidad.
13. Revisar las conexiones flexibles para mantener una vibración mínima y permitir la expansión
por calor, verifique que haya suficiente espacio para el movimiento de los coples flexibles.
14. Verifique la facilidad en la operación de las válvulas de alivio de presión, que estén calibradas
para abrir a presiones mayores de 0.7 Kg/cm2.
15. Revise el funcionamiento de los manómetros para leer la presión de descarga, que esté bien
instalado, que no haya fugas y la facilidad de acceso para la lectura.
16. La línea de descarga o múltiple debe tener un medidor de presión (manómetro) localizado en
una parte recta de la tubería. Revise que no haya fuga en los conductos, que los instrumentos
del panel de control hayan sido calibrados correctamente y que el manómetro se haya instalado
correctamente.
17. Inspeccione la línea principal desde las bridas de descarga de las bombas hasta el punto de
descarga, buscando fugas, que las conexiones no estén flojas y que las tolerancias por
expansión sean las correctas.
18. Inspeccione cada válvula de las líneas derivadoras.
19. Remueva cualquier objeto extraño del fondo del tanque.
20. Pruebe las bombas, operando durante tres o cuatro horas para verificar cualquier
sobrecalentamiento y vibraciones, verifique temperatura, amperaje del motor, flujo de agua y la
presión del sistema y registre los datos. Repita estos registros, observando el amperaje del
motor en condiciones de operación. Cheque y registre vibración en bomba y motor.
21. Revise la válvula de alivio de presión, cerrando válvulas de control y dejando que la de alivio
abra.
Durante el arranque de la planta es de gran ayuda la presencia de los ingenieros diseñadores,
distribuidores de los equipos, constructores de las obras civiles y electromecánicas, así como de
operadores con experiencia, con el fin de proporcionar asistencia técnica.
También debe estar presente el fabricante o distribuidor del equipo para asegurarse de que las fallas
del mismo no sean por procedimientos de arranque.

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6-30

6.4.

PROCEDIMIENTOS
GENERALES
INSTALACIONES DEL SISTEMA

6.4.1.

DEL

MANTENIMIENTO

DE

LAS

Conceptos Generales

El éxito que tenga una empresa dependerá a menudo del funcionamiento continuo, seguro y
productor de su maquinaria rotativa y el mantenimiento que se le dé a las máquinas será el factor
que determine su vida útil, así como la seguridad y productividad con que trabajan.
Se entiende por mantenimiento del sistema, a la conservación de las unidades construidas y equipo
instalado para asegurar su funcionamiento continuo en condiciones óptimas de rendimiento.
Para la mejor comprensión y aprovechamiento de esta sección, es importante leer cuidadosamente la
sección relativa al arranque del sistema, ya que ahí se mencionan puntos importantes de la operación
normal de los diferentes equipos que forman el sistema.
Teniendo en cuenta esto existen tres tipos de mantenimiento:
1. Mantenimiento preventivo y predictivo.
2. Mantenimiento correctivo.
6.4.2.

Mantenimiento Preventivo y Predictivo

Es el mantenimiento que se realiza para conservar en buen estado las instalaciones y equipo de la
planta; asegurando su buen funcionamiento y alargando su vida útil. Consiste en la ejecución de
rutinas de trabajo que se realizan con mayor o menor frecuencia para prevenir desperfectos.
Los dispositivos que requieren inspección y mantenimiento continuo (por lo menos una vez al día)
son: rejas y rejillas, desarenadores, vertedores, compuertas, estructuras de interconexión, de entrada
y salida; asimismo, se deben verificar las condiciones superficiales de tanques.
Por otra parte, existen actividades de mantenimiento que se realizan en períodos más largos de
tiempo, como pueden ser semanas, meses o años. En estas se incluyen la reparación de bombas,
compuertas, cercas y señales, pintura de elementos afectados por la corrosión, conservación de las
estructuras, entre otras.
Es evidente que el modo más deseable de realizar el mantenimiento de las máquinas es mediante la
detección y diagnóstico de los problemas mientras estas están funcionando.
Detección y Diagnóstico Durante la Marcha.- Si se puede descubrir un defecto antes que éste de
lugar a una falla extensiva y sí se puede diagnosticar la naturaleza del problema mientras anda la
máquina:
1- Puede programarse un paro para efectuar reparaciones para un momento conveniente.
2- Puede prepararse un plan de trabajo que incluya todo lo necesario en lo que respecta a la
mano de obra, herramientas y repuestos antes del paro programado. Además se reduce así
al mínimo la posibilidad de hacer daño a la máquina por una falla forzada. Todo esto
quiere decir que se puede reducir el tiempo pasado en reparaciones y por lo tanto la
duración del paro.

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6-31

3- La reparación de los defectos mecánicos que producen una vibración excesiva también
sirve para reducir los ruidos, lo que da respaldo a cualquier programa para control de ruido
exigido por muchos reglamentos federales y locales actualmente en vigor.
4- Naturalmente, las máquinas en buen estado operacional pueden seguir trabajando mientras
no presenten problemas sin perder el tiempo y el dinero desarmando máquinas que ya
trabajan debidamente.
Para poder llevar a cabo el programa de detección y diagnóstico en marcha, lo único que se requiere
es que podamos medir algunas características de la máquina que refleje realmente cuál es su estado.
Y como ya hemos dicho, la característica que comparten todas las máquinas que sí refleja su estado
mecánico con la VIBRACIÓN y el RUIDO.
El Desarmado e Inspección Periódicos.- Otra vertiente del mantenimiento preventivo, consiste en
implementar un programa de desarmado e inspección periódico, el cual tiene, en cambio, la ventaja
de reducir la frecuencia de las reparaciones obligadas por las fallas habidas, permitiendo un paro
programado. Bajo dicho programa cada máquina crítica es detenida después de un período de
funcionamiento dado para ser desarmada parcial o completamente llevando a cabo una inspección
durante el paro después del cual se reemplazan las piezas desgastadas, si las hay.
Pero se trata de un sistema de mantenimiento de maquinaria que también tiene desventajas. Primero,
sale caro y se pierde tiempo en desarmar periódicamente cada equipo importante de la planta.
Segundo, es difícil determinar cual es el intervalo debido entre las inspecciones ya que si tiene tanto
éxito el programa que no hay falla mecánica alguna, puede ser que sea muy breve el intervalo entre
inspecciones lo que significa una pérdida de dinero. Tercero, una máquina que funciona bien puede
sufrir daños si se le desarma con frecuencia, puesto que siempre hay la posibilidad de que no quede
asentado debidamente un sello o un anillo, o que se altere el equilibrio de la máquina al rearmarla.
Además, hay desperfectos mecánicos, como el desequilibrio, que sólo se dejan sentir funcionando.
6.4.3.

Mantenimiento Correctivo

Consiste en la reparación inmediata de cualquier daño que sufran los equipos e instalaciones.
Debido a que existe equipo que requiere reparación especializada, el operador deberá contar con un
directorio que le permita contactar con el personal capacitado para ello.
En el caso de mantenimiento Correctivo o por falla, se permite que una máquina trabaje hasta no
poder más, hasta que falle por completo, o que la ineficiencia o estropeo del producto obligue el
paro.
Aunque muchas máquinas se mantienen así, el mantenimiento por falla tiene varias desventajas. En
primer lugar, las fallas pueden producirse muy inoportunamente, y lo que es más poco puede
hacerse de antemano para prever lo que se va a requerir en lo que hace a las herramientas, mano de
obra o repuestos. Segundo, las máquinas que andan hasta fallar requieren a menudo mayores
reparaciones de lo que se tendrían qué hacer si fuese detectado y corregido con anticipación el
problema. Algunas fallas pueden ser catastróficas, ya que pueden obligar la substitución de la
máquina entera.
Además, semejante proceder conlleva un problema de seguridad para los operarios y otro personal.
También el costo adicional de la producción perdida debido al paro de la unidad es a veces
formidable.

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6-32

6.4.4.

Instrumentos y Materiales Necesarios Para el Mantenimiento del Sistema

El mantenimiento de los tanques, y áreas exteriores requiere de un mínimo de equipo, herramientas
de mano y materiales, entre ellos se puede nombrar:
Picos, palas y un par de carretillas; equipo para corte de pasto y maleza -mecánico y manual-,
podadora, machete, azadón, rastrillo y bieldo; cedazo manual para el retiro de sólidos flotantes;
herramienta de carpintería: serrotes, martillo de oreja, cepillo, escofina, etc.; herramienta de
plomería y mecánico: soplete, llaves diversas, cortador de tubo, guías de desazolve, desarmadores,
taladro, brocas, martillo de bola, alicates, cinta métrica, etc.
El almacén deberá contener un mínimo de material de construcción y herramienta de albañilería:
piedra, tabique, arena, cemento, tubos de albañal, alambre, clavos, mangueras; así como cuchara de
albañil plana, maceta y cinceles, barra, nivel, mallas o cribas, cepillos de alambre y de raíz. Un
mínimo de madera y postes para reparar compuertas, reponer cercas, etc.; además de refacciones
usuales para el equipo electromecánico instalado: bombas, aereadores y demás equipo
electromecánico.
Por otra parte, también se requiere de material de limpieza como: cubeta, cepillos o escobas, jerga,
detergente, etc.
Ropa de trabajo y equipo de protección para el personal: Overol, botas, mangas e impermeable,
casco y gorra, guantes de hule y de carnaza, linternas de mano.
6.4.5.

Mantenimiento de la Estación de Bombeo en General y Caminos de Acceso

Los caminos de acceso y zonas adyacentes a la estación de bombeo deben mantenerse libres de
maleza, ya que esta favorece la proliferación de mosquitos y otro tipo de insectos. Además, esto es
importante para que la planta presente un aspecto agradable para la comunidad.
No permita que se planten arboles o arbustos en zonas cercanas a estructuras o líneas de proceso o
en los terraplenes de los mismos, ya que sus raíces son profundas y pueden ocasionar fugas. Cuando
tenga necesidad de retirarlos hágalo cuidadosamente.
El pasto debe podarse regularmente y mantenerse a una altura de 10 cm o menos. Utilice podadora
eléctrica cuando los recursos lo permitan, de lo contrario utilice una podadora manual.
Es importante mantener la malla perimetral en buen estado y así evitar la entrada de animales y
personas ajenas a la planta.
Canales de Distribución.
Las instalaciones incluyen dos o más canales de distribución. Los canales operan alternativamente,
por medio de compuertas de control manual, de tal forma que se pueda realizar la limpieza de uno
de ellos en tanto se mantiene el otro en operación.
Es recomendable que se mantenga semanalmente el control del nivel de arena sedimentada y que se
realice la limpieza de canales al llegar esta a cinco o seis cm de acumulación máxima. Asimismo, es
necesario este control después de lluvia abundante y en caso de un aumento repentino del caudal. La
remoción deberá hacerse en forma manual por medio de pala, previo drenado del canal.
La limpieza de los canales se realiza en la forma siguiente:

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♦ Con el agua residual aun circulando con la misma pala, agite la arena del fondo para desprender
la porción de materia orgánica depositada, logrando así, una arena más limpia. Empiece la
limpieza aguas arriba y tenga cuidado de que en el último tramo no se arrastre arena.
♦ Después de levantar la compuerta correspondiente al otro canal, baje la compuerta del canal en
turno de limpieza; después de drenar convenientemente el canal que se va a limpiar, se extraen
los sedimentos con una pala y por medio de una carretilla de mano se lleva al relleno sanitario.
El mantenimiento del canal también consiste en mantener la unidad libre de corrosión y revisar si
existen grietas en las paredes del canal. Para evitar la corrosión utilice una pintura epóxica una vez
por año.
Cárcamos de Bombeo.
Los cárcamos de bombeo deben ser inspeccionados cuando menos cada año; todas las partes de
metal y concreto que estén en contacto con el agua residual deberán tener una capa de pintura
anticorrosiva, la cual debe aplicarse cuando sea necesario, de la misma manera todas las estructuras
en la estación de bombeo. Cuando realice alguna reparación al equipo de bombeo, póngale sus
guardacoples y limpie perfectamente el área. Revise que no haya lloraderos en el cárcamo y
cerciórese que las bombas de achique funcionan al nivel que se requiere que operen, véanse también
los párrafos de motores y bombas.
6.4.6.

Mantenimiento de los Sistemas de Tubería.

En caso de tuberías, se utiliza un equipo para desazolve manual, el cual tiene un tirabuzón que
engancha el material que esta tapando la tubería y permite que sea retirado.
Para las válvulas de cuatro pulgadas en adelante se recomienda un mantenimiento preventivo cada
seis meses, que consiste en cambiar los estoperos y verificar que el prensa-estopa no presente fugas.
Generalidades
Con el propósito de mantener la integridad del sistema de líneas de transporte de agua, la
dependencia encargada de su operación debe cumplir con lo siguiente:
a) Tener un programa de inspección y mantenimiento periódico para detectar y reparar las posibles
anomalías que se presenten en el sistema de líneas de conducción de agua. Este programa debe
contemplar entre otros puntos, el recorrido y vigilancia del derecho de vía e instalaciones,
elaboración de reportes de inspección y mantenimientos periódicos de todo el sistema,
especialmente en la cercanía de áreas industriales, residenciales, y en las estaciones donde labore
personal de operación, a fin de prevenir posibles daños a personal, terceras personas, tuberías o
instalaciones ajenas.
b) Establecer procedimientos de trabajo por escrito para el personal encargado de llevar a cabo las
tareas de inspección y mantenimiento del sistema de tubería.
c) Tener un plan de contingencia por escrito, para aplicarlo en caso de falla del sistema, accidentes,
sismos e incendio, y familiarizar a los trabajadores con las acciones a tomar.

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6-34

Inspección
El objetivo principal de la inspección en los sistemas de tuberías de transporte de agua, es detectar
posibles anomalías en los diversos componentes del sistema, tales como:
-

Derecho de vía.

-

Espesor de tubería.

-

Pintura anticorrosiva.

-

Recubrimiento anticorrosivo.

-

Sistema de Protección Catódica.

-

Dispositivos de seguridad y control.

-

Cruces.

El sistema de líneas de conducción de aguas se inspeccionará siguiendo los procedimientos que se
indican a continuación:
-

Inspección visual del derecho de vía.

-

Medición de espesores en puntos discretos en la tubería.

-

Inspección de pintura anticorrosiva.

-

Inspección del recubrimiento anticorrosivo.

-

Inspección del Sistema de Protección Catódica.

-

Inspección de dispositivos de seguridad y control.

-

Inspección d e cruces.

Inspección visual del derecho de vía.- El derecho de vía debe ser inspeccionado en forma visual,
por lo menos cada semana, realizando un recorrido en vehículo, en zonas no accesibles a pie, a fin
de detectar posibles daños a la tubería superficial, como pueden ser; abolladuras por golpes, muescas
o rayones, pintura anticorrosiva en mal estado, vandalismo, estado de válvulas y fugas. En el caso de
tubería enterrada detección de posibles fugas, deslave de suelo y construcción de estructuras ajenas.
También debe prestarse especial atención a actividades tales como construcción de vías de
ferrocarril, caminos, invasiones y excavaciones realizadas por terceras personas dentro del derecho
de vía.
Medición de espesores en puntos discretos.- Como consecuencia de posible corrosión interna,
externa o erosión, las tuberías que conducen agua pueden sufrir disminución en su espesor de pared;
para el caso de tubería superficial, se debe llevar a cabo la inspección de espesores, por lo menos
cada año, y un registro estadístico de los mismos.
Se recomienda realizar medición de espesores en tuberías superficiales en los siguientes puntos:
a) Codos.
b) Aguas abajo en válvulas.
c) Aguas abajo en cualquier dispositivo que produzca turbulencia, tales como accesorios de
refuerzo para derivaciones, bridas, tees, etc.
d) En zonas bajas donde se pueda tener acumulación de sólidos.

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6-35

e) En zonas de pendiente pronunciada.
Una vez seleccionados los puntos de medición, los espesores se deberán medir siempre en los
mismos puntos, con la finalidad de tener puntos de referencia y poder evaluar en forma aproximada
la velocidad de corrosión.
Para el caso de tuberías enterradas, la medición de espesores se efectuará cuando se tenga evidencia
de que la protección catódica no esta funcionando correctamente, y que el recubrimiento
anticorrosivo se encuentra en mal estado, para lo cual se realizarán excavaciones en los puntos de
mayor susceptibilidad a la corrosión interna/externa, como pueden ser los que se indican a
continuación:
a) Zonas con potenciales tubo-suelo menores que el potencial de protección (-850 mV de
acuerdo con la celda de cobre – sulfato de cobre).
b) Zonas de suelo de baja resistividad menor de 5000 Ohms – cm.
c) En zonas bajas donde se pueda tener acumulación de sólidos.
Medición de espesores con ultrasonido.- El espesor de pared de las tuberías que conducen agua, se
puede disminuir por varias razones, lo cual es detectado por medio de ultrasonido, es decir,
mediante el empleo de un equipo de ultrasonido comercial, provisto con un traductor que genere
ondas longitudinales o normales, las cuales penetran dentro de la pared del tubo hasta llegar a la
pared interna del mismo, donde son reflejadas hacia el mismo transductor, registrándose en el
equipo el tiempo total de viaje de la ondas de ultrasonido.
La velocidad del sonido en el acero es un valor conocido, y en función del tiempo total de viaje, se
puede calcular el espesor de la tubería con la fórmula que se muestra a continuación:
tm = V / 2t
donde:
tm

Es el espesor medido.

T

Es el tiempo total de viaje de las ondas de ultrasonido.

V

Es la velocidad del sonido en el acero.

El cálculo lo realiza automáticamente el equipo de ultrasonido, proporcionando una lectura digital
del espesor medio.
Inspección de la pintura anticorrosiva.- Cuando menos cada seis meses la pintura anticorrosiva
debe ser inspeccionada visualmente, con objeto de detectar posibles zonas con problemas de
desprendimiento de película de pintura.
Inspección del recubrimiento anticorrosivo.- La inspección del recubrimiento anticorrosivo de
tuberías enterradas puede realizarse empleando equipo que mida el gradiente de voltaje alrededor de
la tubería, este equipo detecta la variación en el gradiente de voltaje, cuando se tiene una zona
dañada en el recubrimiento; la variación de la señal es proporcional a la magnitud de la zona
desnuda.
Para aplicar está técnica es necesario que la línea este protegida por medio de corriente impresa, ya
que en el rectificador se instala un equipo que corta la corriente de salida con una frecuencia
constante, generándose con esto una señal tipo rectangular de frecuencia y amplitud conocida, la
cual es registrada por el equipo en las zonas donde el recubrimiento tiene zonas desnudas,

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6-36

estimándose de esta manera el área aproximada de la zona desnuda. La revisión del recubrimiento
deberá hacerse cuando menos cada seis meses.
Interfase entre suelo y aire.- Cuando una tubería enterrada sale a la superficie, la tubería puede
sufrir corrosión externa en la parte de transición entre el tramo aéreo y enterrado (interfase sueloaire). Tanto para tubería sin protección catódica, como para tuberías con protección catódica
adecuada, que presenten evidencia de desprendimiento del recubrimiento anticorrosivo en la zona de
interfase, es recomendable excavar, a fin de descubrir la zona corroída del tubo y proceder a realizar
mediciones de espesores, para determinar el grado de corrosión, y aplicar nuevamente un
recubrimiento anticorrosivo en esta zona.
Mantenimiento a Valvulas
El mantenimiento extenso de las válvulas de una tubería, aunque esté fuera de servicio, sólo se hace
en circunstancias inusitadas. El grado de reparaciones con las válvulas instaladas está limitado por
su diseño. Es mucho más conveniente desmontar una válvula con bridas e instalar una de repuesto,
que intentar reparar la instalada, aunque el diseño de la válvula permita hacer ciertas reparaciones
sin desmontarla. A veces, a las válvulas grandes se les puede dar servicio cuando están instaladas,
pues puede ser difícil desmontarlas para llevarlas al taller.
El desmontaje de las válvulas de la tubería para repararlas tiene algunas ventajas. Muchas veces la
pérdida de tiempo será menor si se Tienen disponibles las válvulas para repuesto. La calidad de las
reparaciones será mejor y la inspección más precisa porque se tendrá acceso a todas las superficies
además, se puede probar la hermeticidad del asiento, lo cual es difícil si la válvula está instalada.
Para reparar las válvulas de mariposa se reemplazan el vástago, el disco y la camisa que suelen ser la
razón para reparar. No siempre se necesitan discos nuevos, pero sí hay que cambiar todos los sellos
anulares o empaquetaduras junto con el vástago y los bujes del vástago si están gastados.
Recomendaciones.- Es preferible hacer las reparaciones de las válvulas desmontadas de la tubería,
aunque el reemplazo de piezas de PTFE y algunas metálicas con la válvula instalada da resultados
satisfactorios en algunos tipos.
La rectificación en las válvulas de globo, compuerta y retención metálicas requiere equipo y
personal especializados. En muchas plantas no se justifican estas operaciones y es preferible
encargar el trabajo a un taller especializado o al fabricante.
La instalación de sellos de asiento, piezas metálicas nuevas, camisas y otras piezas se puede hacer en
la misma planta o encomendarla a un taller especializado.
La reparación de una válvula se considera económica si se puede reacondicionar a un costo no
mayor al 65% del precio de reposición. Los costos de reparación, en promedio, son del 50% del
costo de reposición; sin embargo, muchas válvulas no se reparan pues el costo es mayor a los
citados. Por lo general, una válvula no se puede reparar si no se puede aprovechar el cuerpo, porque
el costo de reparación excederá del valor recuperable.
Estoperos
El sellamiento del vástago de la válvula requiere un estopero y empaquetadura de acuerdo con la
construcción de la válvula. Se utilizan dos tipos: estopero convencional y sellos tipo anillo ("o"ring).

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6-37

Las válvulas en que el vástago sube y baja, aunque no gire, necesitan estopero. Pueden ser sencillos
o dobles con anillo de cierre hidráulico. Los estoperos sencillos se utilizan en válvulas con
capacidad hasta 150 psi de presión y en las de menos de 2 pulgadas de diámetro. Los estoperos
dobles pueden tener la zona del anillo machuelada y con tapones a una conexión para que salga el
líquido.
Los estoperos convencionales pueden recibir una serie de materiales de empaquetadura. Los más
comunes son diversos tipos de asbesto trenzado combinado con lubricantes. En algunas
empaquetaduras se emplea un inserto de alambre para disminuir su tendencia al aplastamiento y
fluidez en frío. A veces se utiliza un inhibidor para evitar la corrosión con los lubricantes de grafito.
Uniones Bridadas
En las conexiones con brida los tornillos se deben apretar a la torsión adecuada para el material y la
presión de la tubería. Hay publicaciones en donde se indica la torsión para bridas y accesorios. Esto
es muy importante con tornillos de baja resistencia para que no queden esforzados en exceso al
formar la unión, pues pueden ocurrir fugas cuando los tornillos pierdan sus características físicas.
Los tornillos se deben apretar en el orden indicado en la Figura 6-27. Las llaves de torsión son las
más adecuadas, aunque se pueden utilizar atornilladores neumáticos calibrados. Hay que lubricar los
tornillos y tuercas para tener reproducibilidad de la torsión.
Figura 6-27 Orden para apretar tornillos de bridas.

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6-38

6.4.7.

Mantenimiento de Equipos Electromecánicos

Rejas y Rejillas
Por otra parte, debido a que estas rejillas están en una atmósfera húmeda, se deben proteger de la
corrosión pintándolas cada 6 meses con pintura epóxica. Generalmente, las plantas de bombeo
poseen más de un canal con rejillas; lo cual permite su mantenimiento mientras el otro canal esta
en operación; su uso es alterno.
Algunas plantas grandes utilizan una rejilla de barras con limpieza automática, la cual requiere un
mínimo de atención, pero esto no significa que no requiera mantenimiento; este consiste en lo
siguiente:
♦ Verificar que el rastrillo viaje libremente en todo el ciclo de operación.
♦ Lubricar todas las partes móviles, tales como: Baleros, cadena, etc., periódicamente, de acuerdo
al fabricante.
♦ Pintar cada seis meses toda la unidad o cuando sea requerido.

Bombas
Las bombas deben ser lubricadas estrictamente bajo las recomendaciones del fabricante, no utilice
lubricantes baratos de baja calidad. Revise la alineación de la flecha de la bomba con la flecha del
motor (hágalo periódicamente), esto alargará la vida de los baleros del motor y de la bomba. Los
baleros deben ser lubricados cada 500 horas operación, dependiendo de las condiciones del servicio.
NOTA: Se hace más daño a los baleros cuando se sobrelubrican que cuando les falta un poco de
lubricante. Asegúrese que no dejar grasa ni aceite en el piso.
Cribas Autolimpiables
LOCALIZACIÓN Y REPARACIÓN DE FALLOS. Pueden presentarse problemas relacionados
a estas tres categorías:
♦ Condiciones de operación poco comunes (repentinas cargas de desechos que atascan u
obstruyen físicamente el equipo de cribado),
♦ Fallos en equipo (Falla de componentes) y
♦ Fallas de control
Las cribas con limpieza mecánica sin sistemas de control de burbuja, en ocasiones reciben de
repente grandes cargas de desechos que obstruyen su mecanismo de rastra.
Para ampliar los conocimientos acerca de las instalaciones de cribado, el equipo utilizado y las
limitaciones de dicho equipo, el operador debe leer los manuales de operación y mantenimiento para
la planta y para cada equipo en específico que es instalado en ella. Después que dichos manuales han
sido leídos y comprendidos, será rutina una eficiente resolución en los problemas que se presenten.
La Tabla 6-4 nos muestra una guía de localización y corrección de fallos para equipo de cribado que

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6-39

le permitirá al operador reconocer los problemas y determinar rápidamente sus soluciones. Dicha
tabla omite fallos básicos como cortocircuitos y problemas en el suministro de energía a la planta.
MANTENIMIENTO PLANEADO. Todo equipo requiere inspección para localizar visibles y
audibles indicadores de posibles malos funcionamientos, tal como se recomienda en los
procedimientos de mantenimiento preventivo encontrados en los manuales de operación y
mantenimiento. Como una práctica de rutina, el operador observa todos los mecanismos móviles ara
determinar si los componentes están libres de obstrucciones, si están debidamente alineados, que se
muevan a una velocidad constante y que no produzcan vibraciones inusuales. El operador también
presta atención a todos los mecanismos móviles y reconoce sus sonidos de operación normales. Los
chillidos pueden indicar falta de lubricación; golpeteos pueden indicar rupturas en componentes o
que estos se encuentran flojos o sueltos.
El mantenimiento preventivo exige una apropiada lubricación de todas las partes móviles en
intervalos recomendados. Siempre siga las recomendaciones del fabricante en lo que se refiere al
tipo de lubricante a usar en la unidad debido a que la calidad de los lubricantes fue seleccionada por
anticipado para ciertas condiciones de operación y par compatibilidad con los materiales usados en
el equipo. Deben engrasarse las guías del rastrillo semanalmente (o con la frecuencia que se
requiera) para asegurar una operación suave y tranquila.
Las cadenas utilizadas en las cribas impulsadas por cadenas tienden a tensarse debido al desgaste.
Periódicamente, puede ser necesaria la remoción de algún eslabón para asegurar que la cadena
monta suavemente sobre los dientes de rueda. Para minimizar fallas en el equipo y mantener la
eficiencia operacional, deberán ser reemplazadas aquellas piezas que se observen sumamente
desgastadas. Los impulsores de cadena requieren un reemplazo frecuente de cadenas, dientes de
rueda y otras partes.
Mantenimiento a Motores Eléctricos
Los motores eléctricos como cualquier máquina están propensos a fallas incluso si su
funcionamiento es normal. Generalmente la falla se manifiesta por una temperatura muy alta debida
a que el motor toma corriente excesiva de la línea. Si no se desconecta de inmediato los devanados
pueden llegar a quemarse los devanados parcial o totalmente, quedando inutilizado. Como medida
preventiva todo motor debe instalarse con lo aparatos adecuados (interruptores, arrancadores, etc.)
que lo protejan contra sobrecargas, corto-circuitos y falta de tensión en la línea. Los motores
eléctricos desde el momento que comienzan a operar quedan sujetos a inspecciones periódicas
rutinarias que verifiquen su instalación mecánica y eléctrica así como su funcionamiento, para
eliminar de inmediato toda causa que pueda originar una falla. Cuando este mantenimiento no es el
adecuado o no se lleva a cabo en forma sistemática, tarde o temprano se presentan fallas en los
motores.
Las causas principales de fallas de los motores son por desperfectos de instalación mecánica o
eléctrica, o bien por fallas de operación y mantenimiento. A continuación se indican las fallas más
notables por instalación mecánica inapropiada.
1- Fijación defectuosa que causa vibraciones, haciendo que lleguen a fallar los cojinetes y
frenen al motor.
2- Alineamiento defectuoso de poleas, ruedas dentadas o coples que dañan los cojinetes,
frenando al motor.

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