Las torres de agua se encuentran en todas partes: en pueblos suburbanos, pueblos, granjas, invernaderos, territorios de pequeñas empresas. ¿Cuáles son estas estructuras, por qué son necesarias y cómo funcionan?
¿Qué es una torre de agua?
La torre de agua es una estructura hidráulica, cuyo objetivo principal es el almacenamiento y suministro de agua. Estructuralmente, es un tanque (generalmente de forma cilíndrica), que se instala a cierta altura de la superficie de la tierra; equipo de bombeo; tuberías El volumen del tanque se calcula en función del valor de la potencia del suministro de agua y el flujo de agua.
Las primeras torres de agua fueron construidas hace varios siglos. En Rusia, quizás el único cliente para la construcción de torres de agua durante mucho tiempo fue el ferrocarril, que necesitaba tanques volumétricos, donde sería posible acumular suministros de agua para "reabastecer" las locomotoras de vapor. Hasta ahora, en muchas estaciones hoy se pueden ver las antiguas torres de ladrillo, conservadas desde el siglo XIX.
La imagen ha cambiado desde 1951, cuando comenzó la construcción masiva de torres de agua en el campo, donde, de hecho, hasta el día de hoy se encuentran la mayoría de estas estructuras. Estamos hablando de las llamadas torres Rozhnovsky, cuyo diseño fue desarrollado por el ingeniero A.A. Rozhnovsky en 1936.
Fue una solución técnica revolucionaria. Las torres de metal económicas y unificadas, que se montan en solo 2 a 4 días, realizan sus funciones sin la necesidad de calentar el agua en invierno. Basado en las soluciones constructivas de Rozhnovsky, se han construido la mayoría de las torres de agua en nuestro país. Cabe agregar que el ingeniero P.I. también hizo una contribución significativa a su desarrollo. Zemskov
Las torres de agua se encuentran en todo el mundo. A diferencia de los elementos estructurales, las dimensiones y el rendimiento, son, sin embargo, muy similares en diseño y tienen las mismas funciones. Más sobre esto más tarde.
Dispositivo y finalidad
Las principales funciones de la torre de agua.
La torre de agua está diseñada para regular el flujo y la presión del agua en la red de suministro de agua en un modo autónomo. Un principio de funcionamiento físico bastante simple determinó el desarrollo y el uso generalizado de este tipo de estructuras hidráulicas.
La torre de agua realiza las siguientes funciones:
- asegurar el flujo de agua a los consumidores;
- distribución uniforme del suministro de agua con la inclusión simultánea de un gran número de consumidores de agua que realizan la función de una fuente de reserva de suministro de agua.
Variedades de torres de agua.
- Torres de mampostería (método obsoleto).
- Concreto reforzado.
- Tanques sobre soportes hiperboloides.
- Tanque sobre bastidor marcos de acero.
- Tanques de acero de sección variable (torre Rozhnovsky).
- Tanques individuales.
Todas las obras hidráulicas tienen el mismo conjunto de elementos básicos, que pueden variar según el tiempo de construcción, la productividad requerida, el nivel de agua subterránea, el agua y el alivio del área circundante. Sin embargo, hay una serie de elementos estructurales obligatorios que combinan todos los tipos de estas estructuras de ingeniería únicas:
- Un tanque (tanque) con un volumen de decenas a miles de metros cúbicos. Está hecho de acero, hormigón, plástico y otros materiales anticorrosivos. Se establece a una altura basada en el cálculo del exceso del nivel inferior del tanque a la altura del punto más alto de consumo.
- El soporte del depósito, que constituye el "cuerpo" principal de la torre, tiene una altura de hasta 25-30 metros.Es una estructura monolítica o marco hecha de vigas de acero, hormigón armado o ladrillo.
- Tubería vertical (líneas de entrada y salida). La tubería de suministro que suministra agua al tanque está montada desde las bombas debajo de la cubierta superior externa del tanque. Una línea de descarga (una tubería con un diámetro de 200 mm o más) está conectada a un sistema de toma de agua.
- Escotilla de ventilación. Está ubicado en la parte superior del tanque y está diseñado para mantener la presión durante la interrupción del suministro de agua.
- Equipos de bombeo. Está ubicado en un edificio separado construido sobre una fuente de suministro de agua. Está equipado con un sistema de control que enciende periódicamente las bombas para bombear agua en caso de una caída en su nivel.
- Sistema de filtración.
Principio de funcionamiento
El principio del funcionamiento de la torre de agua es la ley de los vasos comunicantes. Bajo su propio peso, el agua del tanque se desplaza hacia la tubería de derivación hasta que la presión en el tanque y la presión en las tuberías del suministro de agua de los consumidores se igualan. Entonces, la torre funciona de la siguiente manera:
- el agua de una fuente de suministro de agua se bombea a través de una tubería a un tanque de almacenamiento;
- el agua del tanque bajo presión creada por la diferencia en la altura del tanque y el nivel del suministro de agua, ingresa a la red de suministro de agua;
- con un caudal pequeño, el tanque se llena con agua entrante durante un cierto tiempo y, después de alcanzar un cierto nivel, las bombas se apagan mediante la señal de un sensor especial. Además, a medida que los consumidores consumen, el nivel del agua disminuye debido a la presión hidrostática, y cuando se alcanza un cierto valor, el sensor se dispara, las bombas se encienden y el ciclo se repite.
En el caso de una falla de la bomba o un apagón repentino, el agua restante en el tanque continúa fluyendo ininterrumpidamente a los puntos de consumo en un volumen que depende del tamaño del tanque de almacenamiento y el nivel mínimo de llenado.
Ámbito de aplicación
Las torres hidrotécnicas se instalan, por regla general, en los sistemas locales de suministro de agua, con mayor frecuencia en pequeños pueblos e instalaciones agrícolas. Estas instalaciones son económicas, están diseñadas específicamente para trabajar en condiciones de recursos energéticos limitados y son indispensables en su campo de aplicación.
La torre de agua, cuya creación ha pasado a la historia como un ejemplo bastante sorprendente de soluciones de ingeniería elegantes y elegantes en su simplicidad, hoy sigue siendo un elemento muy relevante, además, necesario, de la infraestructura de suministro de agua.
