elegir el almacenamiento de agua adecuado para su comunidad es una decisión importante

tradicionalmente, ha sido una práctica común de muchas empresas de servicios de agua mantener los tanques de almacenamiento en un estado completo o casi completo para estar mejor preparados para los períodos pico de uso de agua y para emergencias como incendios. Como resultado, muchas instalaciones de almacenamiento operan con una mayor capacidad de almacenamiento de agua de la que se necesita para el uso no de emergencia., Además, algunas instalaciones de almacenamiento, especialmente las más antiguas, tienen una elevación de desbordamiento que está por debajo de la presión del sistema de agua. Una válvula impide la entrada de agua en el tanque, y se necesitan bombas para mover el agua del tanque al sistema de distribución. En estos casos, el agua permanece en el tanque durante mucho tiempo, causando problemas de calidad del agua.

independientemente del tipo de instalación del tanque, es fundamental que la elevación del desbordamiento se adapte correctamente a la presión del sistema, ya que esto permite que la superficie del agua dentro del tanque «flote» en el sistema., En otras palabras, la elevación del agua en el tanque en sí crea la presión en el sistema de distribución. Cuando los tanques se llenan a través de estaciones de bombeo, la presión del sistema aumenta y el agua fluye hacia las instalaciones de los tanques. Normalmente, el nivel de agua en un tanque de almacenamiento fluctúa rutinariamente a diario a través de un ciclo de llenado y drenaje. La diferencia en la fluctuación variará dependiendo del tamaño (diámetro y altura) de la instalación de almacenamiento, la demanda del sistema y la ubicación en el sistema de distribución.,

sin embargo, el agua en el tanque debe fluctuar varios pies antes del inicio de la estación de bombeo o de las bombas adicionales que se conecten para garantizar que se esté produciendo una circulación adecuada en el tanque.

almacenamiento en tierra y almacenamiento elevado: ¿Cuál es el adecuado para usted?

la capacidad de almacenamiento de distribución de agua requerida para los sistemas de agua potable se cumple tradicionalmente mediante el uso de tanques de almacenamiento a tierra, elevados o de tubo vertical o una combinación de los tres.,

• tanques de almacenamiento en tierra: estos son tanques cilíndricos de fondo plano apoyados en el suelo con una altura de carcasa menor o igual a su diámetro y generalmente construidos de acero u hormigón. Un tanque de almacenamiento se puede dividir en componentes distintivos de almacenamiento de agua, cada uno de los cuales sirve a un propósito particular. El almacenamiento de ecualización se encuentra en la parte superior del tanque y normalmente se realiza diariamente. Esto satisface las demandas del sistema de agua que exceden la capacidad de bombeo del sistema., El almacenamiento de ecualización se puede dividir en almacenamiento operativo, almacenamiento de gama baja y almacenamiento efectivo. El almacenamiento de emergencia se define como el nivel de agua en el depósito por encima del cual se pueden mantener 20 psi dentro del sistema de distribución para el flujo de incendios y el servicio de emergencia. El extremo superior del almacenamiento de emergencia se define típicamente como la parte inferior del componente de almacenamiento de ecualización. El agua debajo del almacenamiento de emergencia en el depósito se considera un volumen de almacenamiento «muerto» y no se considera utilizable., Este almacenamiento «muerto», especialmente si es un volumen relativamente grande y el tanque no se voltea con frecuencia, puede conducir a problemas de calidad del agua en los casos en que los sistemas de mezcla internos del tanque no están en su lugar.

• tanques de almacenamiento de tubo vertical: un tanque de almacenamiento de tubo vertical también es un tanque de almacenamiento de agua a nivel del suelo que está disponible en una amplia gama de tamaños. Las fuentes tienen una altura mayor que el diámetro y se pueden diseñar con elementos decorativos para ayudar a mezclar el tanque con el entorno circundante., Su diseño más alto permite que el agua por encima del rango de operación proporcione típicamente presión alimentada por gravedad. El agua por debajo del rango de operación proporciona almacenamiento de reserva.

• tanques de almacenamiento elevados-estos consisten en dos componentes principales: el tanque (o recipiente que contiene el agua) y la estructura de soporte o torre que soporta el recipiente. Estos tipos de tanques se construyen comúnmente donde la elevación del suelo es insuficiente para el uso de tanques estilo depósito o donde se requiere una mayor capacidad de almacenamiento de la que normalmente se podría lograr con un tubo vertical., Hay varios estilos comunes de tanques elevados que incluyen esferoide, columna estriada y compuesto (tazón de acero con estructura de soporte de concreto). Estos tanques comúnmente se han construido de acero soldado; sin embargo, recientemente los tanques de estilo compuesto están ganando prominencia. Los tanques compuestos utilizan un recipiente de acero sobre una torre de concreto.

para elegir la mejor solución para una comunidad, hay muchos factores que deben tenerse en cuenta.

• Sistemas de bombeo – los tanques de almacenamiento en tierra pueden utilizar un sistema de bombeo directo o indirecto., Un sistema de bombeo directo bombea el agua desde el depósito hasta las presiones del sistema. En un sistema de bombeo indirecto, el agua «flota» en el sistema y fluye por gravedad desde el tanque hasta la presión del sistema. Los tanques de almacenamiento elevados de nuevo diseño son casi siempre sistemas indirectos y flotan a la presión del sistema conectado. El sistema de bombeo indirecto tiene varias ventajas sobre un sistema de bombeo directo en un sistema de distribución de agua:

1. Reducir las tasas de bombeo máximas, mantener un suministro de agua y presiones constantes y confiables.
2. estabilizando las variaciones de presión a medida que fluctúan las demandas.,
3. operaciones de equilibrado y nivelación de la bomba.
4. reduciendo la necesidad de una amplia gama de tamaños de bomba.
5. Disminución de los costos de energía, especialmente para los precios de la electricidad en el momento del día.
6. amortiguamiento de presiones extremas bajas y altas bajas (alivio de sobretensiones).
7. Mejora de la respuesta de emergencia durante las roturas de la tubería principal de agua o la falla de energía.
8. Mejora del flujo de fuego y la respuesta a la presión.

• Tamaño-típicamente, una torre de agua tiene el tamaño para contener aproximadamente el valor de un día de agua para la comunidad servida por la torre., Si las bombas fallan (por ejemplo, durante un corte de energía), la torre de agua contiene suficiente agua para satisfacer la demanda de la comunidad durante aproximadamente un día. Además, la torre puede jugar un papel importante durante un incendio y puede afectar las tarifas de seguro de la comunidad. Durante un incendio, la demanda de agua aumenta significativamente y puede exceder en gran medida la capacidad de las bombas en la planta de agua de la comunidad.

• Altura de La elevación de la torre de agua determina la presión del agua en la comunidad., Se requieren nuevos sistemas para proporcionar una presión mínima de 20 PSI (libras por pulgada cuadrada) a nivel del suelo en todos los puntos del sistema de distribución en todas las condiciones de flujo. Por lo general, la presión de trabajo normal en un sistema de distribución será de aproximadamente 60 a 80 PSI y no menos de 35 PSI. El nivel de agua en la torre debe ser lo suficientemente alto para suministrar ese nivel de presión a todos los clientes en la zona servida por la torre.

• ubicación: la tierra disponible para los nuevos tanques de almacenamiento de agua y la ubicación van de la mano para determinar también la altura requerida del tanque., Las torres de agua generalmente se encuentran en terrenos altos y lo suficientemente altos como para proporcionar la presión necesaria. Al elegir un sitio alto, la altura de la torre se puede reducir, reduciendo así el costo de construcción. Sin embargo, muchos factores pueden complicar la selección de la ubicación. Por ejemplo, es posible que sea necesario reubicar los cables de servicios públicos aéreos o subterráneos. Las reubicaciones de servicios públicos requieren mucho tiempo y requieren una planificación y coordinación anticipadas con los servicios públicos y las agencias reguladoras., Al ubicar un tanque elevado, se recomiendan los siguientes criterios:

1. para mantener una presión de 60-80 PSI en el sistema de distribución, la altura del tanque está limitada a 200 pies (desde el suelo hasta el desbordamiento). Por lo tanto, se prefieren elevaciones de tierra más altas.
2. ubicación dentro de una zona de presión: para maximizar los beneficios de la presión hidráulica del agua a una zona de presión, el tanque debe estar ubicado en la parte central de la zona.,
3. distancia de la tubería de transmisión de agua existente: los sitios de tanques más lejos de la tubería de transmisión de agua pueden requerir una tubería de conexión a un costo adicional
4. Área del sitio, disponibilidad y accesibilidad: se requerirá un área de sitio adecuada para proporcionar espacio libre para la construcción y el mantenimiento futuro del tanque. El sitio debe estar disponible para su compra, preferiblemente sin desarrollar, para superar la resistencia de otros propietarios. El sitio proporcionará acceso adecuado para los equipos de construcción y mantenimiento. Los costos asociados con la adquisición del paquete deben ser considerados.,

• Diseño de cimientos: los requisitos para el diseño de cimientos hacen que elegir la ubicación de una nueva torre de agua sea importante y, a veces, difícil. Los ingenieros deben completar investigaciones geotécnicas detalladas para comprender las propiedades subyacentes del suelo en sitios potenciales. Este es un paso importante para preparar el diseño de la base para el tanque de agua.

• Edad del agua-la calidad del agua se ve afectada al mantener el agua dulce en el sistema. Esto significa voltear el agua en la torre., El aumento de la edad del agua puede conducir al deterioro de la calidad del agua, como el aumento de la formación de subproductos de desinfección (DBPs), la nitrificación y la pérdida de residuos de desinfección. Los problemas de sabor y olor también pueden resultar de la edad excesiva del agua. Por lo tanto, la ubicación de la torre de agua debe seleccionarse con una comprensión de cómo se mueve el agua a través de un sistema de distribución de agua. La mala ubicación del sitio puede tener un efecto gravemente perjudicial en la calidad del agua del sistema de distribución.

• Mantenimiento-una vez que se encuentra una ubicación, el mantenimiento adecuado es crucial., Los tanques de agua deben inspeccionarse y limpiarse periódicamente para mantener una buena calidad del agua en el sistema de distribución de agua de la comunidad y para ayudar a prolongar la vida útil del tanque de almacenamiento. Las inspecciones regulares de tanques también pueden ayudar a identificar pequeños problemas y evitar que se desarrollen problemas importantes que pueden crear problemas relacionados con la salud, lo que lleva a reparaciones costosas o fallas estructurales prematuras de los tanques. Los tanques que no se limpian periódicamente pueden causar eventos de contaminación que pueden dañar la salud humana o generar quejas estéticas., Por lo general, una comunidad debe planificar la realización de una inspección interior y exterior de sus tanques de agua una vez cada tres a cinco años. Algunos estados exigen que el interior y el exterior de todas las instalaciones de almacenamiento de agua de 10.000 galones o más sean inspeccionados y mantenidos como mínimo cada cinco años por una empresa profesional de inspección de tanques o por un ingeniero profesional registrado. Además, los recubrimientos interiores y exteriores en tanques de almacenamiento de Agua elevados de acero deben ser inspeccionados por una persona capacitada para evaluar la integridad del sistema de pintura., Aunque son raros hoy en día, los tanques pintados antes de finales de la década de 1970 todavía podrían tener un revestimiento de pintura con plomo si la pintura original no se hubiera eliminado mediante chorro de arena al metal desnudo. Asegurarse de que esto se ha hecho debe ser el enfoque de cualquier inspección de tanques más antiguos.

El tiempo de las inspecciones puede ser complicado, porque un tanque debe ser retirado del servicio para las inspecciones interiores. La primera pregunta que debe responderse es si la torre puede desconectarse y, en caso afirmativo, durante cuánto tiempo. Se puede realizar una parada de prueba para revelar cualquier desafío potencial antes de realizar el trabajo., Numerosos factores dictarán cuándo puedes sacar más fácilmente tu tanque fuera de servicio. La ubicación del tanque, los caudales requeridos, la demanda máxima, la capacidad de aislar la torre de agua del sistema y la posibilidad de hielo en la torre de agua (en los meses de invierno y primavera) son todas consideraciones que afectan la decisión final. Los tanques de almacenamiento elevados se inspeccionan mejor durante el clima más cálido entre finales de primavera y principios de otoño. Si la torre de agua es susceptible a la formación de hielo, la inspección no es una opción hasta que el hielo esté completamente fuera de la torre., Hay métodos de inspección que pueden ocurrir sin tener la torre fuera de servicio. Un método es utilizar un vehículo teledirigido (ROV). Alternativamente, los buzos de inspección pueden ser contratados para inspeccionar visualmente las superficies interiores. Por lo general, no se requiere un permiso de las agencias reguladoras para inspeccionar, limpiar, reparar o pintar un tanque. Sin embargo, se requerirá un permiso si se realizan modificaciones en el tanque, como la instalación de respiraderos, escotillas, desbordamientos o cualquier tipo de dispositivo de mezcla. Se recomienda que las agencias reguladoras locales sean informadas antes de la inspección o limpieza del tanque., Después de la inspección submarina y/o limpieza, y antes de poner el tanque en servicio, las muestras de agua del tanque deben analizarse para detectar residuos de cloro y / o bacterias coliformes. Si las bacterias coliformes están ausentes y el cloro residual es aceptable, el tanque se puede volver a poner en servicio. Si no es así, continúe tomando muestras de agua hasta que dos muestras consecutivas de coliformes den negativo. Si es necesario, el tanque debe ser desinfectado.

el trabajo más común realizado en Torres de agua es repintar., Dada la altura y la forma de las torres de agua, y las opciones en los sistemas de recubrimiento con diferentes expectativas de vida, esto puede ser un proceso complicado. Muchos tanques requerirán que el exterior de un tanque se prepare con un chorro de arena comercial para eliminar todo el recubrimiento existente. Si el tanque está ubicado cerca de parques, residencias o negocios, las operaciones de chorro de arena requerirían un sistema de contención protector, con el dosel sobre el tanque durante el trabajo. Antes del chorro de arena para eliminar los recubrimientos existentes, se recomienda el muestreo ambiental para probar la presencia de plomo en los recubrimientos existentes., Si el plomo está presente en los revestimientos existentes, es necesario diseñar y proporcionar sistemas de contención adecuados.

HR Green tiene una amplia experiencia en el diseño, construcción, mantenimiento y renovación de tanques de almacenamiento de agua para usos públicos y privados. Para obtener más información, comuníquese con Ravi Jayaraman, PE (en Illinois), Heath Picken, PE (en Iowa), Mark Hardie, PE (en Dakota del Sur), Adam Salo, PE (en Minnesota) y Michael Halde, PE (en Texas).