Estación de bombeo de aguas residuales (EBAR): tipos, estructura, instalación y mantenimiento

En situaciones en las que no es posible garantizar la pendiente necesaria de la tubería de alcantarillado, el sistema de drenaje por gravedad no funciona. En estos casos, una estación de bombeo de aguas residuales es indispensable, ya que garantiza el flujo sin obstáculos y el tratamiento de los desechos.

Existen dos tipos de unidades: mini estaciones y complejos completos para el mantenimiento del hogar. Analicemos qué opción es preferible y qué características se deben considerar al elegir. Además, describiremos la tecnología de instalación paso a paso y las reglas de operación de la estación de bombeo de aguas residuales.

Ámbitos de aplicación y propósito de la EBAR

Una estación de bombeo de aguas residuales (EBAR) es un complejo integral de equipos hidrotécnicos diseñado para bombear aguas pluviales, efluentes industriales y domésticos cuando su evacuación por gravedad no es posible.

Las estaciones de bombeo pueden tener una cavidad horizontal adicional para distribuir los sedimentos en un área más grande, lo que permite realizar la limpieza de lodos con menos frecuencia.

La EBAR se utiliza principalmente en los siguientes casos:

1. El nivel geodésico de los tanques y tuberías desde donde se evacuan los efluentes está por debajo del colector de alcantarillado o del pozo séptico.
2. Falta de capacidad física para organizar un drenaje gravitatorio rectilíneo de las aguas residuales o una pendiente reducida de la tubería de alcantarillado que amenaza con su obstrucción frecuente.
3. Ubicación distante del pozo séptico o del colector central con respecto a la fuente de aguas residuales.

Las EBAR se instalan en urbanizaciones de casas de campo, casas rurales, así como en instalaciones industriales ubicadas lejos de la ciudad y alejadas de la red de alcantarillado centralizada.

Clasificación de las estaciones de bombeo de aguas residuales

Los tamaños de las estaciones de bombeo de aguas residuales domésticas pueden ser muy variados. Pueden caber directamente detrás del inodoro y bombear los efluentes desde allí en la dirección necesaria, o pueden tener la forma de cisternas horizontales enterradas en el suelo con un volumen de decenas de metros cúbicos.

Pero las EBAR no solo se diferencian por su tamaño. A continuación, se presentan las clasificaciones de las estaciones de bombeo de aguas residuales según varios parámetros.

Según el tipo de instalación:

1. Verticales.
2. Horizontales.
3. Con bombas autocebantes.

El último tipo de KNS implica el bombeo forzado de aguas residuales al cuerpo de la estación y su eliminación después del tratamiento.

Según el tipo de ubicación respecto al suelo:

1. Subterráneas.
2. Superficiales.
3. Parcialmente subterráneas.

El depósito de la estación de bombeo de aguas residuales con sensores, bombas de alcantarillado y válvulas de cierre puede estar bajo tierra, y el sistema de control automático, en la superficie.

Según el esquema de control del equipo:

1. Con control manual. El encendido y apagado de los módulos de equipo se realiza según sea necesario por el personal de mantenimiento, que verifica de forma independiente el nivel de llenado del depósito de alcantarillado.
2. Con control remoto. Se utiliza un sistema de monitoreo del estado del depósito, cuyos datos se muestran en un panel de control remoto.
3. Automáticos. El control se realiza automáticamente mediante sensores y relés ubicados directamente en el cuerpo de la estación de bombeo o cerca de él.

Las KNS con control manual son las más económicas, pero requieren la participación personal de una persona. Se utilizan principalmente en casas de campo y chalets con un bajo consumo de agua.

Según la naturaleza de las aguas residuales:

1. Para aguas residuales domésticas. Diseñadas para su funcionamiento en condiciones estándar.
2. Para fines industriales. Fabricadas con materiales de alta resistencia a ambientes químicamente agresivos y al impacto térmico.
3. Para redes pluviales. Equipadas con sistemas de tratamiento adicionales.
4. Para aguas residuales con sedimentos. Se utilizan con mayor frecuencia en plantas de tratamiento industriales. Están equipadas con dispositivos adicionales para el tratamiento de depósitos sedimentarios.

Al elegir un modelo de KNS, es mejor basarse no en la clasificación, sino en las recomendaciones de especialistas, que seleccionarán el sistema óptimo para una casa en particular.

Reglas para elegir el equipo

A continuación se analizarán los criterios que se deben tener en cuenta al elegir equipos de bombeo de alcantarillado para uso privado. El análisis de las instalaciones industriales no está dentro del alcance de esta revisión.

El objetivo al comprar una KNS es adquirir un equipo óptimo en términos de potencia y otras características. No tiene sentido pagar de más por sistemas que funcionarán al 10-20% de la potencia de diseño.

Al elegir una KNS se tienen en cuenta los siguientes parámetros:

1. Caudal máximo de aguas residuales procesadas.
2. Distancia de transporte.
3. Diferencia de niveles geodésicos entre la tubería de entrada y la salida de la manguera de presión.
4. Grado de contaminación, composición fraccional y estructura de las aguas residuales domésticas. Existen KNS que trituran las fracciones grandes de inclusiones, evitando obstrucciones en el equipo de bombeo.
5. Nivel de tratamiento requerido de las aguas residuales.
6. Dimensiones del equipo.

No existe una fórmula única para calcular el rendimiento del equipo de bombeo, por lo que el algoritmo de cálculo y los indicadores necesarios deben indicarse en las instrucciones de la KNS que se adquiera.

Un proyecto típico de cálculo del rendimiento del equipo de bombeo incluye las siguientes etapas:

1. Determinación del consumo diario de agua y del volumen de aguas residuales.
2. Elaboración de un gráfico aproximado de la entrada de aguas residuales durante el día.
3. Cálculo del flujo mínimo y máximo de alcantarillado.
4. Determinación del rendimiento requerido de la KNS, teniendo en cuenta la contaminación de las aguas residuales.

Una vez determinados los parámetros anteriores, se puede comenzar a seleccionar el equipo adecuado.

El precio de la KNS se ve afectado por la marca del fabricante, la reparabilidad del producto y la posibilidad de servicio técnico. No se recomienda especialmente comprar bombas baratas si se prevé su uso diario y no se dispone de tanques de reserva o una bomba adicional para la evacuación de aguas residuales.

Estructura y principio de funcionamiento de la EBAR

El dispositivo de las KNS modernas debe considerarse en dos variantes principales:

• sololift;
• Estación de alcantarillado para el hogar o casa de campo.

No hay diferencias fundamentales entre estos dispositivos. Pero los sololifts son equipos completos listos para usar que se pueden comprar en Internet e instalar por uno mismo, mientras que las estaciones de bombeo de aguas residuales se forman a partir de piezas vendidas por separado para un proyecto específico de alcantarillado externo.

Estaciones mini compactas

Las KNS portátiles tipo 'Sololift' tienen un aspecto compacto y se instalan cerca del equipo sanitario. Se instalan ya sea en el sótano de la casa o en el propio baño.

El Sololift asegura la evacuación de las aguas residuales a medida que ingresan al cuerpo del dispositivo (+)

Los principales componentes estructurales del sololift son:

• cuerpo hermético con conexiones y orificios;
• motor;
• impulsor con borde cortante;
• automatización.

Cuando el agua ingresa al dispositivo, la automatización se activa y el motor se enciende. Como resultado, el líquido se bombea desde el depósito interno a la tubería de presión. El impulsor también tritura fragmentos grandes para eliminar eficazmente las partículas en suspensión y prevenir obstrucciones.

Al conectar una gran cantidad de derivaciones de alcantarillado a la mini-KNS mediante tes, se debe tener en cuenta que la capacidad de la bomba puede no ser suficiente para bombear el líquido entrante (+)

El cuerpo del sololift puede tener de 2 a 5 aberturas para conectar los aparatos sanitarios. En la parte superior del dispositivo se encuentra una válvula de aire que asegura la aspiración de aire externo durante el funcionamiento de la bomba. Esto evita la pérdida del cierre hidráulico en los sifones del equipo doméstico.

El rendimiento de la mini estación de bombeo portátil es estándar y se calcula teóricamente en función de la cantidad de tuberías de entrada. Después de comprar el equipo, basta con conectar la manguera de presión y las tuberías de alcantarillado al cuerpo del sololift, y luego enchufarlo a la corriente.

EBAR para casa de campo

La estación de bombeo para una casa particular generalmente tiene un tamaño considerable y se entierra en el suelo. No se podrán encontrar soluciones estructurales prefabricadas de este tipo en Internet, y para determinar el costo aproximado del equipo, es necesario comunicarse con los gerentes de las tiendas o dejar una solicitud en los sitios web de los vendedores.

Los depósitos de fibra de vidrio y plástico son más duraderos. No requieren ningún mantenimiento y durarán al menos 50 años. La estación consiste en un depósito sellado con bombas en su interior.

Los elementos principales de una estación de bombeo de aguas residuales para el hogar son:

1. Tanque de almacenamiento de plástico, fibra de vidrio, hormigón o metal, con un volumen de varios metros cúbicos.
2. Bomba fecal. En las estaciones que funcionan a diario se colocan dos bombas: una de trabajo y otra de reserva, cuya función es elevar las aguas residuales hasta un cierto nivel para su posterior avance por las tuberías por gravedad.
3. Sistema de tuberías por gravedad (de entrada y salida a presión), que conectan el alcantarillado interior, la estación de bombeo de aguas residuales y el colector posterior. El sistema está equipado con compuertas y una válvula de retención que permite que el líquido fluya en una sola dirección.
4. Sistema automático con interruptores de flotador. Se recomienda instalar de 3 a 4 flotadores al mismo tiempo, cada uno de los cuales puede activar la bomba. Son económicos, por lo que no vale la pena ahorrar en ellos.

Las grandes estaciones de bombeo de aguas residuales domésticas tienen un principio de funcionamiento algo diferente al del sololift. El depósito de aguas residuales se entierra en el suelo y se conecta a la tubería de desagüe del alcantarillado interior. Cuando el nivel de las aguas residuales alcanza el nivel establecido por el ajuste, el mecanismo de flotador cierra el circuito y enciende la bomba.

El bombeo de agua se detiene solo cuando el flotador alcanza un nivel mucho más bajo que el que provocó su activación. Este esquema permite activar el equipo de bombeo con menos frecuencia, reduciendo las cargas operativas.

Los flotadores adicionales están destinados a activar la bomba de respaldo. El nivel de agua para su activación se establece ligeramente más alto que el de la bomba principal.

Esto permite asegurarse y activar el equipo de respaldo solo en caso de falla del equipo principal.

Adicionalmente, las EBAR pueden equiparse con los siguientes dispositivos:

• caudalímetro;
• cestas de rejilla para filtrar residuos gruesos;
• armarios de control y regulación;
• escalera para descender al tanque;
• regulador de flujo vorticial;
• filtros de sorción.

La selección del conjunto de equipos debe realizarse únicamente bajo la supervisión de especialistas. Esto permitirá elegir componentes con características y rendimiento lo más compatibles posible entre sí.

Instrucciones de instalación de la EBAR

El montaje de las EBAR domésticas debe ser realizado exclusivamente por trabajadores cualificados, debido a los altos requisitos de precisión en los trabajos y al cumplimiento de la secuencia de acciones.

El incumplimiento de las normas puede provocar daños en el depósito o en las tuberías que llegan a él. A continuación, se presentará una guía paso a paso para la instalación de la EBAR para quienes deseen hacerlo por su cuenta.

Paso n.º 1. Se selecciona la ubicación de la EBAR. Las normas de construcción exigen enterrar el depósito a un mínimo de 20 m de las paredes del edificio residencial. Si los niveles geodésicos lo permiten, es preferible elegir un terreno más alto para que no se acumule mucha agua subterránea debajo de la estación.

La EBAR no debe instalarse en la fachada de la casa, cerca de áreas de juegos infantiles ni cerca de zonas de picnic.

Paso n.º 2. Se excava un pozo teniendo en cuenta el diámetro del depósito y el espacio para realizar cómodamente los trabajos de montaje. Si el suelo se extrae con una excavadora, se debe detener el trabajo a 20-30 cm por encima del nivel proyectado. Luego, se debe extraer la tierra manualmente con una pala para preservar la integridad del suelo.

Al excavar el pozo para el depósito de alcantarillado, no es necesario hacerlo enorme. Será suficiente un diámetro de 1,5 a 2 metros mayor que el tamaño del propio depósito.

Paso n.º 3. Se selecciona el tipo de cimentación para la instalación de la EBAR y se procede a su montaje. Para ello, tras excavar el pozo, se evalúa el contenido de agua del suelo. Si el suelo está seco, se puede hacer un encofrado y verter una capa de hormigón de 30 cm.

Y si el agua subterránea se filtra constantemente en el pozo, entonces solo será adecuada una losa de hormigón armado prefabricada con un grosor de al menos 30 cm.

La base de hormigón debe ser estrictamente horizontal, por lo que al colocar la losa de hormigón prefabricada se debe tener esto en cuenta de antemano.

Los tanques de la EBC tienen una falda o patas para la fijación a la cimentación. Como elementos de sujeción se utilizan pernos de anclaje, aunque al verter hormigón sobre el terreno se pueden incrustar en la mezcla varillas metálicas, sobre las que luego se coloca la fijación del tanque.

No se debe escatimar en el tamaño de los pernos de anclaje. Su longitud óptima es de 200 mm, y el diámetro de 20 mm. Además, las varillas metálicas deben doblarse en forma de gancho o de L (+) antes de colocarlas en el hormigón líquido.

Paso n.º 4. Se realiza la instalación del tanque de la EBC sobre la cimentación, su fijación y conexión a la tubería de desagüe del alcantarillado interno de la casa. En el caso de una estación vertical y con un nivel freático alto, se requiere un lastrado del tanque con hormigón. Para ello, se vierte hormigón alrededor del depósito hasta 20 cm por encima del nivel de la primera nervadura de refuerzo de la estación.

Se debe tener en cuenta que después de verter el hormigón no será posible cambiar el depósito, por lo que es necesario calcular su volumen considerando la ampliación de la casa y el aumento del número de residentes.

Paso n.º 5. Se realiza el relleno de la estación con tierra fina, cuyo tamaño máximo de grano es de 32 mm. Cada capa de tierra no debe superar los 50 cm. Después de rellenar un cinturón, se vierte agua para su asentamiento y se compacta.

Con esto finaliza la instalación exterior de la EBC. Después de fijarla en el terreno, dentro de la estación se instalan bombas, sensores, válvulas de retención y otros equipos auxiliares.

Por razones de seguridad, se recomienda cerrar con candado las tapas de los depósitos de alcantarillado, ya que durante el juego los niños podrían esconderse en ellos y perder el conocimiento.

No estará de más instalar en la casa un sistema de alerta de emergencia sobre el nivel crítico de aguas residuales domésticas en el depósito, lo que advertirá sobre fallos en el funcionamiento de la estación.

Errores típicos de instalación

Debido a una instalación incorrecta del depósito, su inclinación o un relleno inadecuado, pueden producirse daños en las paredes del depósito, los tubos de conexión o las tuberías de entrada. Estos problemas conllevan una excavación manual del tanque y costes financieros considerables.

Por lo tanto, conviene analizar los errores típicos de antemano para no repetirlos al instalar su propia EBC.

1. Relleno de tierra incorrecto. Posibles errores: rellenar con tierra congelada o piedras grandes, ausencia de compactación por capas. La consecuencia puede ser el hundimiento del terreno con daños o desplazamiento de la tubería interna.
2. Tipo de relleno diferente en distintos lados. Si en un lado se vertió un camión de arena en el hoyo y en el otro lado tierra, con el tiempo puede ocurrir un desnivel del tanque con daños en las tuberías externas o en el propio depósito.
3. Evaluación incorrecta de la cantidad de aguas subterráneas, lo que provoca un fuerte asentamiento de toda la KNS con rotura de tuberías y daños en el tanque.
4. Uso de cuñas para nivelar las placas de cimentación. La consecuencia puede ser el desplazamiento gradual del tanque hacia un lado con rotura de tuberías.

Solo las personas con formación en geodesia y experiencia en la instalación de estructuras similares pueden evaluar la correcta instalación de la KNS. Por lo tanto, no se debe confiar la instalación de este costoso equipo a organizaciones no especializadas.

Mantenimiento de las EBAR exteriores

La estación de bombeo de aguas residuales (KNS) no es un equipo que se pueda instalar y simplemente conformarse con su funcionamiento. El tanque y las bombas requieren inspección regular.

¡Está terminantemente prohibido bajar al tanque o realizar trabajos de limpieza por cuenta propia!

La inhalación de gases de alcantarillado puede causar una pérdida repentina del conocimiento y la muerte si la persona no es llevada al aire limpio en cuestión de minutos.

La opción más ventajosa para la limpieza regular del tanque de alcantarillado es la adquisición de una máscara antigás con suministro forzado de aire desde la superficie

Al comprar una KNS, es recomendable firmar inmediatamente un contrato para su mantenimiento.

Para acceder al tanque y verificar el equipo, las estaciones tienen una escotilla, y los tanques profundos también tienen una escalera para descender.

Mensualmente o trimestralmente, el servicio de mantenimiento debe:

• verificar la automatización;
• diagnosticar el funcionamiento de las bombas principal y de reserva, verificar los niveles de aceite en ellas;
• extraer los residuos atascados de los filtros;
• eliminar los depósitos de lodo del fondo.

En caso de situaciones de emergencia urgentes, es posible una inspección independiente del tanque, pero debe realizarse en presencia de asistentes, con seguro de cuerda y respirador.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Para una comprensión completa del proceso de instalación de las estaciones de alcantarillado y los procesos hidrodinámicos que ocurren en ellas, se recomienda ver los videos presentados a continuación.

Principio de funcionamiento de la KNS:

Principio de funcionamiento de una miniestación doméstica para el bombeo de aguas residuales:

Instalación de una estación de alcantarillado doméstica de tamaño mediano:

El equipo de bombeo de las estaciones de bombeo de aguas residuales está diseñado para un funcionamiento sin problemas durante 8-10 años, y el sistema de tanques y tuberías puede durar hasta medio siglo.

Por lo tanto, al comprar e instalar una KNS una vez durante la construcción de la casa, se puede garantizar el funcionamiento confortable del sistema de alcantarillado durante décadas.

¿Tiene experiencia en la operación de una estación de bombeo de aguas residuales? Por favor, comparta información con nuestros lectores, cuente sobre las características de instalación y uso de la KNS. Puede dejar comentarios en el formulario que se encuentra a continuación.