Presión en el sistema de suministro de agua de una casa particular: particularidades de los sistemas autónomos + formas de normalizar la presión

Tener un sistema autónomo de suministro de agua en el terreno de una propiedad privada o en una casa de campo no significa que se pueda usar el agua cómodamente y que todos los aparatos hidráulicos y la fontanería funcionen de manera estable y confiable.

También es necesario lograr que la presión en el sistema de suministro de agua de una casa particular se mantenga dentro de los valores óptimos, con la presión requerida para las necesidades del hogar y domésticas. Y sobre cómo lograrlo se explicará a continuación.

Características distintivas de los sistemas autónomos de agua

Una de las características más importantes del sistema de suministro de agua es la presión del agua. De ella depende no solo la presión en el grifo, que permite realizar las rutinas de higiene habituales sin problemas, sino también el funcionamiento de todos los dispositivos y equipos que consumen agua.

Se debe tener en cuenta que el funcionamiento de un sistema autónomo de suministro de agua difiere del suministro centralizado de agua de los edificios de varios pisos.

En primer lugar, un sistema de agua independiente es un conjunto de medidas específicas, sin la implementación de incluso una de las cuales el esquema puede no funcionar en absoluto, o funcionar de manera incorrecta.

También existen algunas características en cuanto al mantenimiento de una presión de agua estable y óptima, extraída de de una fuente autónoma.

En el sistema de uso independiente de fuentes de suministro de agua de una casa de campo se incluyen elementos interconectados entre sí:

1. Tuberías, accesorios, manómetros.
2. Sumergible o bomba de superficie para elevar agua de una fuente.
3. Bombas elevadoras de presión, y puede haber varias, o una estación de bombeo con acumulador hidráulico para acumular una reserva de agua para su consumo ininterrumpido posterior.
4. Relé que enciende y apaga la bomba, según sea necesario.

A diferencia de los residentes de edificios de apartamentos, el propietario de una casa particular debe resolver por sí mismo los problemas relacionados con la interacción correcta y eficaz de todos estos elementos.

Característica #1 – elevación del agua del pozo

La extracción y el transporte del agua se realizan directamente desde la fuente de suministro de agua.

Y aquí puede haber varias opciones. Pero cuál preferir depende principalmente de la complejidad y el costo de los trabajos de elevación del agua a la superficie. Las más costosas son el pozo artesiano y el pozo tradicional.

Para abastecer de agua a una vivienda particular o una casa de campo, por lo general se eligen fuentes relativamente accesibles — un pozo de agua o un pozo de mina común

La primera opción — debido a la necesidad de perforación profunda, con el uso de maquinaria especializada; la segunda — debido al trabajo manual.

Pozo de aguja, o pozo abisinio — la fuente más sencilla de construir por uno mismo y la menos costosa en cuanto a equipamiento.

Cada una de estas opciones tiene sus ventajas y desventajas, y la elección depende no solo del precio y la complejidad de los trabajos, sino también de las condiciones geológicas específicas del terreno.

Característica #2 – caudal de la captación de agua

El rendimiento del sistema de suministro de agua y el uso del equipo de bombeo en el mismo dependen del caudal de la fuente de agua.

El cálculo correcto del caudal permite utilizar racionalmente esta fuente y abordar adecuadamente la cuestión de la selección de la bomba.

Cuanto mayor sea la relación entre el volumen máximo de agua que se puede extraer del pozo perforado o del pozo excavado por unidad de tiempo durante el cual la fuente se agotará, mayor será el rendimiento de la captación y, en consecuencia, más potente deberá ser la bomba.

Para determinar el caudal de la fuente se utilizan dos indicadores del nivel del agua:

1. Estático — longitud del tramo desde el nivel del suelo hasta el agua en la fuente en estado de reposo.
2. Dinámico — distancia desde la superficie hasta la marca estable del espejo de agua cuando el equipo de bombeo está en funcionamiento.

Si la cantidad de agua extraída de la fuente se mantiene estable al nivel de su recarga, entonces se puede decir que el rendimiento de la captación corresponde a la potencia de la bomba. Con un buen caudal de la fuente, la diferencia entre estos dos niveles no debe superar 1 metro.

El caudal de la fuente se determina como la relación entre el rendimiento de la bomba – Vl, y la diferencia entre los niveles dinámico y estático, multiplicado por la altura del segmento L — desde el filtro hasta el nivel del agua en estado de reposo de la fuente.

El rendimiento de la bomba no debe superar el caudal de la fuente. De lo contrario, es posible una situación en la que, después de extraer toda el agua, una bomba normal continúe funcionando «en seco». Y esto amenaza con su avería.

Se recomienda instalar la bomba lejos del filtro, pero de modo que siempre quede un nivel de agua sobre ella, no menos de 1 m.

Característica #3 – transporte del agua a los consumidores

El uso de una fuente autónoma dicta la necesidad de instalar equipos de bombeo no solo para elevar el agua desde el acuífero, sino también para crear una presión suficiente para bombearla a través de las tuberías y su posterior distribución en la casa en diferentes niveles.

No se debe olvidar los sistemas de riego y extinción de incendios, cuyo funcionamiento debe garantizarse con la presión adecuada.

Al elegir las unidades de bombeo, es necesario tener en cuenta la resistencia hidráulica de las tuberías que reduce la presión, lo que afecta directamente la velocidad del flujo de agua. Y cuanto más larga sea la ruta de comunicación desde la fuente hasta la casa y el consumidor final, mayor será dicha resistencia.

Las barreras adicionales para el agua que reducen la presión en el sistema son los codos de las tuberías, las piezas especiales del sistema de tuberías, los filtros y las válvulas de cierre.

Por lo tanto, para un suministro de agua autónomo, es necesario tener en cuenta no solo el valor de la presión de trabajo, es decir, la presión fijada en condiciones estándar en el sistema de suministro de agua de la casa, sino también la presión calculada, la presión máxima excedente.

Según los valores de la presión calculada, se seleccionan tuberías de agua con diámetros y espesores de pared adecuados. Todo esto afecta la confiabilidad, eficiencia y durabilidad del funcionamiento del sistema de suministro de agua descentralizado.

Estándares básicos para la presión del agua

Las magnitudes de presión en el suministro de agua, tanto fría como caliente, están reguladas por un conjunto especial de normas y SNiP. No existen estándares separados aplicables solo a casas particulares para la presión del agua en la entrada de la casa o en los puntos de consumo.

Según las reglas generales, el límite inferior de presión al nivel del primer piso de la casa debe ser de 1 unidad atmosférica o 1 Bar. Este valor corresponde a una presión que permite crear una columna de agua de 10 metros.

Si la casa tiene varios pisos, para calcular la presión de entrada se agregan 4 m de columna de agua o 0,4 atm por cada piso.

Así, por ejemplo, para una casa de 2 pisos, la presión mínima en la entrada de la casa será de 10 m + 4 m para el 2° piso = 14 m o 1,4 atm

Es necesario saber que los equipos, aparatos y dispositivos sanitarios que trabajan con agua tienen estándares individuales que determinan los valores mínimos de presión de agua, bajo los cuales se garantiza el funcionamiento normal de estos dispositivos.

Equipos sanitarios:

• 0,2 atm — lavabo, inodoro;
• 0,3 atm — bañera, ducha, bidé;
• 0,4 atm — jacuzzi y equipo de hidromasaje.

Electrodomésticos:

• 1,5 atm — lavavajillas;
• 2 atm — lavadora.

Otros consumidores de agua:

• 1,5 atm — sistema de extinción de incendios
• 2 atm — caldera de calefacción, teniendo en cuenta los parámetros del sistema de calefacción;
• 3,5 atm — sistema de riego.

Para que los equipos no trabajen al límite de sus prestaciones y funcionen con normalidad, es necesario añadir otros 0,5 atm a los valores nominales.

Y se puede determinar la presión en el sistema de fontanería mediante manómetros. Estos dispositivos pueden instalarse en la entrada de la casa, así como también equipan las estaciones de bombeo, de las cuales se hablará más adelante.

El monitoreo de la presión del agua en su hogar se realiza mediante las lecturas de los manómetros, con los que, obligatoriamente, debe estar equipado el sistema de suministro de agua.

Métodos para aumentar la presión

La construcción de una tubería de agua, como cualquier otra construcción, comienza con un proyecto. Por lo tanto, es preferible desarrollar y calcular la cuestión de equipar el sistema con el equipo de bombeo y otros equipos necesarios para mantener una presión óptima en la etapa de diseño.

Si la reducción de la presión en el sistema de fontanería ocurrió durante su funcionamiento, en primer lugar, es necesario determinar las posibles causas de la avería.

Para ello se realiza una inspección dentro del circuito y de los elementos principales del esquema de suministro de agua para detectar defectos o errores de cálculo.

Pueden incluir los siguientes:

• selección incorrecta de la capacidad del equipo de bombeo;
• errores de diseño cometidos durante la instalación del sistema;
• fugas y fisuras en las propias tuberías o en sus uniones;
• reducción del diámetro interior de las tuberías debido a acumulaciones formadas por un uso prolongado;
• contaminación de los elementos filtrantes;
• averías en las válvulas de cierre.

Para aumentar forzosamente la presión del agua en una tubería privada, tanto en construcción como existente, existen varios métodos.

Método #1 – uso de una bomba de circulación

Este método dará el efecto deseado si es necesario aumentar la presión en la tubería de agua en 1-2 atm. Para su implementación, será necesario adquirir adicionalmente una bomba de circulación.

El principio de funcionamiento de dicho equipo consiste en crear diferencias de presión en la cámara de la bomba mediante la fuerza centrífuga, por lo que el agua entra al sistema a través de la salida de la bomba ya con una presión elevada. El proceso se produce con una ciclicidad que se repite continuamente.

Para ello se utilizan bombas de circulación normales. Se pueden instalar tanto en la entrada de la casa o en la columna general de suministro de agua, como directamente antes de los consumidores de agua.

Las principales características a las que se debe prestar atención al elegir un dispositivo de este tipo son:

• la presión de agua que se proporciona a la salida;
• la posibilidad de funcionamiento en modos manual y automático;
• el componente de ruido;
• el tipo de rotor.

Según el principio de funcionamiento de los rotores, los dispositivos se dividen en bombas de tipo húmedo y seco.

En el primer caso, el movimiento del agua en el sistema se realiza mediante las paletas giratorias del impulsor, que está montado en el eje del rotor. El enfriamiento y la lubricación de los elementos de trabajo de la bomba se realizan de forma natural mediante el flujo de agua.

Esta característica le da al dispositivo grandes ventajas sobre las bombas de otros tipos.

El funcionamiento silencioso de la bomba de flujo con rotor húmedo permite instalar el dispositivo dentro de baños y cocinas, sin experimentar las molestias relacionadas con el ruido durante el funcionamiento constante.

El rendimiento del equipo con rotor húmedo no es muy alto: 45%, pero para uso doméstico, este dispositivo es una opción bastante adecuada.

En la segunda opción, se instala una bomba de tipo seco más potente en la tubería principal.

El motor de la bomba se monta fuera de la tubería y no tiene contacto con el líquido. Se enfría con aire. Dichos equipos pueden diferir entre sí según el tipo de conexión con el motor y el lugar de instalación.

El rendimiento de la bomba de este tipo es significativamente más alto, alrededor del 70%, lo que hace que su uso sea recomendable cuando se necesita crear una presión más alta en el sistema y si el rendimiento de la bomba de flujo no es suficiente.

Al decidirse por un equipo de tipo seco, se debe tener en cuenta que será no solo más grande en dimensiones, sino también más ruidoso durante el funcionamiento. Por lo tanto, para la instalación de tales bombas, es recomendable destinar un local separado, aislado de las habitaciones.

Como conclusión, para un pequeño aumento de la presión del agua, incluso en la entrada a un electrodoméstico o equipo sanitario individual, es recomendable utilizar una bomba de flujo menos potente.

La instalación de bombas de circulación en el sistema de suministro de agua no presenta grandes dificultades. Lo principal es que la instalación se realice teniendo en cuenta la dirección de funcionamiento del impulsor indicada en el aparato: en el sentido del flujo del agua.

En el mercado moderno, tienen demanda las bombas de las marcas Wilo, Grundfos, Oasis, Gileks. Una gran cantidad de ofertas permite elegir, a un precio aceptable, un equipo con las características deseadas en cuanto a presión, rendimiento, dimensiones, ruido y otros indicadores.

Los conectores de todos los dispositivos están unificados para su instalación en las redes de agua rusas.

Método #2 – instalación de una estación de presión de agua

El equipamiento de una estación de bombeo doméstica es más costoso, pero moderno y resolverá definitivamente el problema de suministrar agua a una casa privada o de campo con la presión óptima.

Una estación de este tipo puede elevar agua desde una fuente autónoma y suministrarla de manera ininterrumpida a todos los puntos de consumo, además de garantizar un aumento de la presión en el sistema hasta valores óptimos.

Una instalación hidroneumática incluye cinco elementos principales:

1. Motor eléctrico.
2. Bomba autocebante.
3. Depósito de acumulación.
4. Relé de presión.
5. Válvula de retención.

Para crear una reserva de agua, se puede incluir en el sistema un tanque de acumulación común o un hidroacumulador de membrana de fábrica.

Estación de bombeo con depósito – esta opción es algo anticuada y no del todo cómoda debido a la necesidad de disponer de un recipiente demasiado voluminoso en la estación. Además, la presión del agua, que se extrae por gravedad, dependerá de la altura a la que se encuentre el depósito.

Esto conlleva un problema como la necesidad de elegir un lugar para colocar el depósito de agua en el ático o en un piso más alto que los puntos de consumo. Además de las molestias de instalación, también aumenta el riesgo de inundación de las habitaciones inferiores en caso de algún fallo.

A pesar de las desventajas mencionadas, este sistema de aumento de presión en la tubería de agua se ha utilizado durante mucho tiempo en casas particulares, y también encuentra una amplia aplicación en la construcción de nuevas tuberías de agua.

El esquema del equipamiento de la estación con un depósito normal es sencillo. El depósito, instalado a la mayor altura posible, se conecta a la tubería de agua a través de la bomba.

Un relé controla el llenado del recipiente durante la extracción de agua, y arranca automáticamente la bomba cuando el nivel baja y, en consecuencia, la presión del agua en el depósito disminuye hasta un valor determinado. Al reponer la reserva de agua, la presión en el depósito aumenta y, al alcanzar el valor límite preestablecido, la bomba se apaga. El ciclo se repite.

Estación doméstica con hidroacumulador. Es un equipo más avanzado y moderno en una tubería de agua autónoma. En el conjunto de la estación siempre hay un hidroacumulador, también llamado depósito de membrana.

Dispositivo del depósito de membrana. La carcasa hermética consta de dos cámaras separadas por una membrana elástica de caucho resistente – butilo. En una parte del depósito hay aire a presión, en la otra, la cámara de membrana, se acumula agua del sistema de tuberías.

El material de la membrana es sanitariamente seguro y, según las normas de higiene, es adecuado para almacenar agua potable. El principio de funcionamiento del hidroacumulador se basa en la capacidad de aumentar el volumen de la membrana bajo la presión del agua bombeada por la bomba, aumentando así la presión del aire en la segunda cámara.

Cuando la presión aumenta hasta el valor umbral, el relé apaga la bomba. La disminución de la presión en la cámara durante la extracción de agua obliga al relé a reiniciar la bomba.

El tanque de membrana tiene una válvula de aire, cuya presión debe ser de 1,5 a 2 atm. La válvula está diseñada como una boquilla de automóvil común, lo que permite ajustar manualmente la presión en el compartimento de aire.

Ventajas de la estación de bombeo con hidroacumulador:

• posibilidad de instalación en cualquier nivel de una casa particular;
• aumento de la vida útil de la bomba;
• creación de una presión relativamente constante en la tubería de agua;
• acumulación de una reserva de líquido en caso de corte de electricidad de emergencia.

Al instalar la estación de bombeo, es recomendable colocar el hidroacumulador de manera que tenga libre acceso, permitiendo realizar mantenimiento o reparación sin drenar el agua del sistema.

Para más información sobre cómo elegir una estación de bombeo para una casa particular, lea a continuación.

Estabilización de la presión en el sistema de agua

Para que el sistema de suministro de agua de una casa de campo funcione en un régimen de presión estable y uniforme, la presencia únicamente de un tanque de membrana en el esquema suele ser insuficiente, y la probabilidad de golpes de ariete sigue siendo alta.

El golpe de ariete muy a menudo causa fallas en tuberías, equipos de bombeo, válvulas de retención y otros equipos costosos

Otra razón que justifica la necesidad de una estabilización forzada de la presión del agua es la posibilidad de que aumente en varios puntos de consumo del sistema cuando funcionan simultáneamente. Para este propósito, se puede utilizar un convertidor de frecuencia.

Por ejemplo, en ausencia de un dispositivo que iguale la presión del agua, si una persona se ducha y otra riega el jardín al mismo tiempo, la presión del agua se dividirá por la mitad.

Ventajas del convertidor de frecuencia:

• la presión del agua se mantiene estable durante todo el tiempo de consumo de agua;
• la bomba funciona en modos de arranque y parada suaves, lo que aumenta su vida útil en 1,5 veces;
• protección de la bomba contra marcha en seco;
• el modo de suspensión ahorra significativamente energía eléctrica;
• posibilidad de reducir el volumen del tanque de membrana casi 10 veces.

Además del ahorro de espacio, un tanque pequeño elimina los olores desagradables relacionados con el estancamiento del agua. Las bombas y estaciones modernas se pueden comprar ya con un convertidor de frecuencia integrado.

Resolver el problema de la presión inestable del agua, proteger las tuberías y el equipo de los golpes de ariete, prevenir cambios bruscos de voltaje al encender y apagar la bomba: todo esto lo permite un dispositivo moderno: el convertidor de frecuencia, que hace que el sistema de suministro de agua sea inteligente

Pero integrar un convertidor adquirido por separado en el sistema de suministro de agua es bastante sencillo. Lo principal al seleccionarlo es considerar la compatibilidad con características del equipo existente, como la potencia, la tensión de alimentación y la intensidad de corriente.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Vídeo en el que el autor comparte un consejo para aumentar la presión del agua en una casa particular mediante una estación de bombeo casera con tanque de almacenamiento:

Vídeo sobre los detalles de la conexión del acumulador hidráulico al sistema de suministro de agua de una casa particular y el ajuste de la presión de aire en el mismo:

Vídeo que explica las ventajas del convertidor de frecuencia en el sistema de suministro de agua, con instrucciones de uso y descripción de sus modos de funcionamiento:

La presión normal del agua en un sistema autónomo es una condición esencial para un funcionamiento cómodo y fiable del suministro de agua. Vivir en una casa propia o en una casa de campo impone condiciones en las que una persona común debe ser especialista en muchos temas.

Conocer los fundamentos simples de la teoría sobre la presión del agua en un sistema de suministro independiente y seguir los consejos expuestos sobre cómo estabilizarla solo dará resultados positivos. Esto permitirá evitar posibles errores en la etapa de planificación y durante la realización de trabajos para instalar un sistema de agua autónomo, y ayudará a decidir correctamente la compra del equipo necesario.

Si desea hacer una pregunta sobre el tema del artículo o posee conocimientos valiosos que ayuden a normalizar la presión del agua en el sistema, por favor, deje sus comentarios en el bloque que se encuentra a continuación.