El documento describe los principales aspectos a considerar en el diseño arquitectónico y estructural de estaciones de bombeo, en particular para bombas centrífugas. Explica los componentes estructurales clave de una estación de bombeo y los factores a tomar en cuenta como la fuente de abastecimiento, demanda de agua, suelo, cargas estructurales y condiciones ambientales. También describe los tipos principales de bombas centrífugas y estaciones de bombeo según el tipo de agua bombeada.

1. CONSIDERACIONES
ARQUITECTONICAS EN EL
DISEÑO (INTERIOR/EXTERIOR)
DE EDIFICACIONES PARA
BOMBAS CENTRÍFUGAS.

2. REPASO:
 Una bomba centrífuga es un tipo de bomba hidráulica que transforma la
energía mecánica de un impulsor rotatorio en energía cinética y potencial
requeridas. Aunque la fuerza centrífuga producida depende tanto de la
velocidad en la periferia del impulsor como de la densidad del líquido, la
energía que se aplica por unidad de masa del líquido es independiente
de la densidad del líquido.
AQUÍ LES DEJAMOS UN LINK DONDE PODEMOS OBSERVAR
EL FUNCIONAMIENTO DE ESTA BOMBA:
http://www.youtube.com/watch?v=ycStpC16OwA

3. PARTES DE UNA BOMBA CENTRÍFIGA

4. INTRODUCCIÓN
Las estaciones de bombeo son un
conjunto de estructuras civiles, equipos,
tuberías y accesorios, que toman el agua
directa o indirectamente de la fuente de
abastecimiento y la impulsan a un reservorio
de almacenamiento o al consumo directo.
El sistema deberá contar con dispositivos
de control de paro y arranque de los equipos
de bombeo, además de válvulas aliviadoras
de presión o anticipadoras de golpe de ariete,
u otros dispositivos para protección de la
tubería de conducción contra la sobrepresión.

5.  Durante el proceso del Diseño de una Estación de Bombeo, se ven
involucradas una variedad de profesionales, tales como:
 ING. CIVIL: Se requerirá el desarrollo
de
levantamientos
topográficos,
estudios geotécnicos, hidráulicos, y
cálculos estructurales.
 ING. ELÉCTRICO: : Diseño del Centro
de control de motores, sistemas de
fuerza, energía requerida, entre otros.
 ING.
MECÁNICO:
selección
de
Bombas y motores, instalaciones
mecánicas (válvulas, grúas, entre
otros accesorios), además el Sistema
de ventilación
 ARQUITÉCTO:
La
adecuación
arquitectónica y paisajística de la
edificación destinada a albergar a la
estación de bombeo es uno de los
factores
que
no
deben
ser
despreciados en el diseño

6. COMPONENTES ESTRUCTURALES DE UNA
ESTACIÓN DE BOMBEO:
 SUBESTRUCTURA.
 PISO DE OPERACIONES.
 SUPERESTRUCTURA.
 INSTALACIONES DE DESCARGA.

7.  SUBESTRUCTURA:
 Los pisos de sumidero y losas de base
para los pasos de agua, las paredes
exteriores de la estructura , y las
paredes del separador de sumidero.
Los componentes del área de sumidero
se analizan en general como un marco
que se extiende desde la base hasta el
piso de operaciones.
 PISO DE OPERACIONES:
 Es el equipo de manejo de agua y el
control eléctrico y mecánico. El
operativo se monta en este piso,
sometiéndola al peso muerto de los
equipos de bombeo y control, y los
empujes hidráulicos generados durante
la operación de bombeo .

8.  INSTALACIONES DE DESCARGA:
 Estación situada en la línea de protección suele
descargar directamente , ya sea por bombeo a mar
abierto o en una cámara de descarga construidos
monolíticamente con la estación de bombeo .
 SUPERESTRUCTURA:
 Son comúnmente construidas de concreto armado, o la unidad de mampostería de
concreto y / o secciones de pared de ladrillo. En las estructuras de ladrillo o
mampostería de concreto, normalmente se proporciona un marco separado dentro de
la caja externa para apoyar el puente grúa . A menudo es económico para incorporar
este marco en la pared estructural y / o sección del techo para proporcionar resistencia
adicional

9. ASPECTOS A TOMAR EN CUENTA PARA EL
DISEÑO DE UNA ESTACIÓN DE BOMBEO:
 Fuente de abastecimiento de agua: superficial o subterránea.
 Lugar a donde se impulsará el agua: reservorio de almacenamiento
Estudio de Demanda de agua potable de la población y sus variaciones,
población beneficiada por el proyecto: actual y futura.
 Características geológicas y tipo de suelo del área de emplazamiento de
la estación de bombeo.
 Nivel de conocimiento de la población que operara el sistema.

10. ASPECTOS A TOMAR EN CUENTA PARA EL
DISEÑO DE UNA ESTACIÓN DE BOMBEO:
 Altura dinámica total requerida por el flujo Nombre:
 Capacidad de la estación
 Energía disponible
 Energía requerida
 Al volumen de los tanques de almacenamiento se le debe incrementar el
equivalente a dos horas de servicio de interrupción de agua (volumen en
situación irregular).
 En los sectores hidráulicos no deben existir diferencias topográficas
superiores a 30 metros.

11. CONDICIONES ESTRUCTURALES Y NO ESTRUCTURALES
Los diferentes proyectos en cada una de las actividades lleva al desarrollo de
medidas estructurales (obras y elementos que prestan un servicio físico directo) y
no estructurales (representadas por la asistencia de planes sociales, educación,
cursos formativos e informativos, talleres).
 ESTRUCTURALES:
a.- Estabilización de márgenes de ríos y arroyos mediante obras longitudinales
(en general terraplenes de reducida altura), que incluso pueden incluir obras
transversales, tales como espigones que, si bien ayudan a proteger la margen
afectada, pueden, si están mal diseñados, trasladar el problema de erosión a
la margen opuesta.
b.- Construcción de terraplenes de contención que, cuando también se los
destina al transito constituyen las obras denominadas “hidroviales”,
recomendables para áreas muy planas. El agua embalsada sirve para
utilizarse en períodos de sequía y los terraplenes como refugio para el
ganado.
c.- Canales de drenaje superficial y subterráneo, basados en desplazar el
agua a otros terrenos, o bien hacia otros cursos con salida natural los que, si
no están dotados de estaciones de control en épocas de sequías, son muy
negativos ya que contribuyen a eliminar la escasa agua freática disponible
en esas épocas.

12.  NO ESTRUCTURALES:
a.- La necesidad de disponer de buena información básica,
siendo en la actualidad de particular ayuda la información
satelital.
b.- La necesidad de un mantenimiento continuo; particularmente
las obras de defensa basadas en equipamientos hidromecánicos.
c.- Los aspectos descriptos pretenden enmarcar los diferentes
usos del agua, su importancia a nivel de la población atendida y
la importancia que representa dentro de este esquema las
instalaciones de bombeo en sus diferentes formas.

13. CARGAS ESTRUCTURALES:
 Suelo (Cargas Laterales)
 Cargas Hidrostáticas.
 Levantamiento.
 Carga Sísmica.
 Cargas de Viento.
 Carga en el techo.
 Cargas producidas por las grúas.

14. CONDICIONES ARQUITECTÓNICAS Y AMBIENTALES
En líneas generales, las instalaciones que conforman
a la estación de bombeo no deberían afectar al
medio ambiente circundante; esto es, que se debe
proteger de la generación de olores y ruidos que
deterioren la calidad de vida en las parcelas
vecinas. En función de esto se deberá:
 Adaptar la arquitectura de la
estación
de
bombeo
a
las
características de las construcciones
vecinas, a fin de “disimular” su
presencia en el urbanismo. En ciertos
casos se requerirá la construcción de
estaciones de bombeo de aguas
servidas en urbanizaciones, lo cual
podría depreciar el costo de las
viviendas; por lo que es necesario
realizar todo lo posible para que la
instalación no represente un impacto
significativo en este aspecto.
 La emisión de ruidos y luz deberían
ser controladas mediante el empleo
de muros o elementos disipadores
del ruido y el empleo de luminarias
adecuadas.
 Se podría establecer una distancia de
0,80 m como espacio libre mínimo a
cada lado de los equipos, siendo el
óptimo del orden de 1,00 m. Asimismo
elementos como escaleras deberán
contar
con
las
protecciones
requeridas
para
garantizar
la
seguridad del personal (barandas,
escalones antideslizantes)

15. BOMBAS CENTRIFUGA
HORIZONTAL
 La disposición del eje de
giro horizontal presupone
que la bomba y el motor
se hallan a la misma altura;
éste tipo de bombas se
utiliza para funcionamiento
en seco, exterior al líquido
bombeado que llega a la
bomba por medio de una t
ubería de aspiración.
VERTICAL
 Las bombas con eje de
giro en posición vertical
tienen, casi siempre, el
motor a un nivel superior al
de la bomba, por lo que es
posible, al contrario que en
las horizontales, que la
bomba trabaje rodeada
por el líquido a bombear,
estando, sin embargo, el
motor por encima de éste.

16. TIPOS DE ESTACIONES DE BOMBEO
1. ESTACIONES DE BOMBEO PARA AGUA
POTABLE:
Instalaciones vinculadas con la
extracción, tratamiento, almacenaje y
distribución de agua potable. Si la
fuente de suministro es subterránea, el
bombeo se efectúa desde la base,
siendo necesaria la instalación de
bombas de pozo profundo, con motor
sumergido o con eje extendido
accionadas desde la superficie.

17. 2.
ESTACIONES DE BOMBEO PARA AGUAS RESIDUALES:
Se instalan en los puntos colectores de menor cota geodésica con el objeto de
elevar el efluente cloacal hacia la cota que permita efectuar su tratamiento y luego
descargar el fluido hacia el cuenco o curso de agua receptor.
En general son de cámara húmeda, con bomba sumergida y motor acoplado
directamente o con eje extendido y motor exterior.

18. 3. ESTACIONES DE BOMBEO PARA AGUAS
PLUVIALES:
Tienen la misión de efectuar el drenaje
superficial de caudales provenientes de lluvias
y transferirlos a zonas de mayor cota
geodésica. Esta situación responde al drenaje
de zonas inundables, protegidas por defensas
especialmente dispuestas para tal fin.

19. La casa de bombas se completa
generalmente con otros servicios
como el sistema de ventilación,
escaleras, barandas, rampas para
ingreso vehicular, vigas carrileras (en
caso de que se requiera puente
grúa para maniobras de izaje).
Si
bien
las
instalaciones
electromecánicas
de
las
estaciones de bombeo puede
diferir entre los tres tipos vistos
(Estaciones de Bombeo pluvial,
cloacal y agua potable), en
general puede afirmarse que
todas ellas poseen los mismos
componentes, aunque difieran en
su diseño constructivo según la
función desempeñar.

20. ¡DEPENDIENDO DEL TIPO DE BOMBA,
TENEMOS EL DISEÑO DE LA ESTACIÓN DE
BOMBEO!
BOMBAS CENTRIFUGAS VERTICALES
BOMBAS CENTRIFUGAS HORIZONTALES

21. ESTACIONES DE BOMBEO SEGÚN LA
OBRA DE TOMA
 1. La obra de toma en el cauce
conjuntamente con la estación de
bombeo se recomienda para grandes
variaciones del nivel de agua en la fuente
de abasto, cuando la terrazas del rio se
inundan, cuando la profundidad en
la margen no es suficiente o no existan
condiciones
favorable
para
la
construcción de estaciones de bombeo y
la tuberías de acceso en la margen. La
utilización de obras de toma en el cauce
se recomienda solamente después de la
comparación técnico económica con
otros tipos de obras.

22.  2. La obra de toma en el cause y la
estación de bobeo separadas en la
margen, este esquema se debe utilizar si
existen inconvenientes de aumentar las
dimensiones de la obras en el cauce al
unirlas con el edifico de la estación de
bombeo o se dificulta el acceso hasta
la estación de bombeo en el cause.

23.  3.- La obra de toma en el cause y la
estación de bobeo separadas en la
margen, este esquema se debe utilizar si
existen inconvenientes de aumentar las
dimensiones de la obras en el cauce al
unirlas con el edifico de la estación de
bombeo, se dificulta el acceso hasta la
estación de bombeo en la margen y los
desniveles no son considerable. En ese
caso, si por requerimientos de los
organismos de la de la protección de la
fauna (protección de peses), la toma
debe estar sumergida a gran profundidad
y no hay peligro de que se tupan la rejilla.

24.  4. La obra de toma unida al edifico de
la estación de bombeo en la margen,
se debe utilizar si en la fuente existe
suficiente profundidad y condiciones de
estabilidad en la margen, la oscilación
del nivel de las aguas es inferior a 5 m.

25.  5. La obra de toma y la estación de
bobeo ambas en la margen pero
separadas ente sí, se utilizan para
las mismas condiciones que en tipo 4,
pero cuando las terrazas tiene un ancho
considerable
y
las
condiciones
geológicas no so muy favorable

26.  6. Las obras de toma sencillas en fuentes
abiertas con estabilidad en la margen y
pequeña oscilación de el nivel del
agua, se utilizan para estaciones de
bombeo
fundamentalmente
de
pequeño caudal o provisionales. La
toma se hace directamente de la
fuente con tubería de succión.

27.  7. Cuando la variación de los niveles en
un embalse es muy grande se
recomienda instalar la estación de
bombeo en la salida de la toma de
fondo de la presa, tiene la ventaja
adicional de utilizar succión positiva

28.  8. En tomas de agua en
canales
de
riego
se
recomienda la obra de toma
unida al edifico de la
estación
de
bombeo,
siempre que las condiciones
lo permitan.

29.  9.
En
tomas
en
canales utilizando succión
positiva,
cuando
es
necesario
garantizar
la
estabilidad del edificio de
bombas
con
rehincho
alrededor de la estructura o
disminuir el tamaño de la
antecámara, se utiliza la
estación
de
bombeo
separada de la obra de
toma

30.  La selección del tipo de obra y su ubicación,
deben garantizar la facilidad durante la etapa
de construcción y futura explotación de la
obra. Los distintos elementos que conforman la
ogra deben tener un aspecto arquitectónico
acorde al entorno del lugar de emplazamiento,
tratando de reducir a un mínimo el área de
construcción. Es recomendable prever área
verde seleccionando las plantas características
del lugar y dotar dotarla de la seguridad
requerida mediante cercas, iluminación etc.,
según los requerimientos del lugar de
emplazamiento

31. ESTRUCTURAS ESPECIALES:
 OBRAS DE PROTECCIÓN CONTRA PECES:
Cuando en la fuente de abasto existen peces, es necesario prever
instalaciones para su protección ya sea en la obra de toma o en los canales
de acceso. La necesidad de estas obras y su tipo se debe acordar con lo
organismos de protección de la fauna de cada lugar
Teniendo en cuenta los requerimientos necesarios para la protección de
peces la velocidad permisible e entrada es de 0,25 m/seg. y en la fuente de
0,1 m/seg.