La línea de conducción es algo más que tramos de tuberías.

La línea de conducción es uno de los elementos indispensable en todo sistema de abastecimiento de agua, sea grande o pequeño; sin embargo, adquiere mayor importancia en proyectos en los que las obras de captación están ubicados a grandes distancias de la localidad a abastecer, ya sea por la longitud de los tramos de tuberías como por la cantidad de accesorios, válvulas y obras de arte que se requieren ubicar, a fin de obtener un diseño factible y de optima operación.

Antes de continuar, se debe aclarar que existen dos términos, que en ocasiones causa mucha confusión, se trata de la aducción y la conducción. Le dicen línea de aducción al tramo de tuberías que conduce el agua cruda desde la captación hasta la planta potabilizadora (PTAP) y le dicen línea de conducción al tramo de tuberías que conduce el agua potable de la PTAP hacia un tanque de compensación/regulación o a un punto de la red de abastecimiento. Sin embargo, en la bibliografía especializada todavía no hay un acuerdo en relación a estos términos, por lo que, en este artículo, cuando se hable de línea de conducción se hará referencia a los tramos de tubería que van desde la obra de captación a un punto de entrega, ya sea PTAP, tanque de compensación/regulación o un punto específico de la red de abastecimiento.

Los tres tipos de línea de conducción

Existen tres tipos de línea de conducción: por bombeo, por gravedad y por bombeo-gravedad.

Línea de conducción por bombeo: Este tipo de conducción siempre es por medio de tuberías. Se usa generalmente cuando la elevación del agua en la obra de captación es menor a la altura piezométrica requerida en el punto de entrega. El equipo de bombeo proporciona la energía necesaria para vencer el desnivel y las pérdidas de energía por fricción ocasionadas por el transporte del agua. Existen líneas de conducción que por la gran diferencia de altura con respecto al punto de entrega, requiere de más de una estación de bombeo, distribuida en varios puntos de la conducción.

Esquema de línea de conducción por bombeo (Fuente: iagua.es)

Línea de conducción por gravedad: Una conducción por gravedad se presenta cuando la elevación del agua en la obra de captación o tanque de compensación es mayor a la altura piezométrica requerida o existente en el punto de entrega del agua, el transporte del fluido se logra por la diferencia de energías disponible. Normalmente la conducción se realiza por medio de tuberías a presión, sin embargo, en el caso que se conduzca agua cruda por gravedad, se puede utilizar canales a superficie libre.

Esquema de línea de conducción por gravedad (Fuente: iagua.es)

Línea de conducción combinada: Este tipo de conducción se utiliza en los casos que la topografía del terreno obliga al trazo de la conducción a cruzar por partes más altas que la elevación de la superficie del agua en el punto de entrega, por lo que se coloca un tanque intermedio en ese lugar. La instalación de dicho tanque ocasiona que se forme una conducción por bombeo-gravedad, donde la primera parte es por bombeo y la segunda por gravedad.

Esquema línea de conducción combinado (Fuente propia)

Componentes de la línea de conducción

A simple vista, pareciera que el diseño de línea de conducción implica únicamente el dimensionamiento de los tramos de tubería, sin embargo, a como el título de este artículo lo indica, la línea de conducción cuenta con una serie de componentes casi de igual importancia que las tuberías, las cuales se describen a continuación.

1. Tuberías: Es el elemento más conocido en la línea de conducción. Su diseño consiste en determinar el diámetro más económico que garantice el caudal de diseño al meor costo total. También se determina el tipo de material en función de las condiciones topográficas y las amenazas a las que se podría ver expuesta. Para los sistemas de agua potable se fabrican tuberías de diversos materiales como son acero, fibrocemento, concreto presforzado, cloruro de polivinilo (PVC), hierro dúctil, polietileno de alta densidad, poliéster reforzado con fibra de vidrio (PRFV) y el fierro galvanizado, por mencionar algunos. Finalmente, una vez seleccioando el material, se determina su espesor en función de la presión de trabajo que deberá soportar, incluyendo sobrepresión por transitorios.

2. Accesorios: En líneas de conducción se utilizan una serie de accesorios, en función del material de la tubería y las condiciones del entorno por donde pasa la tubería. Entre los accesorios que más se utilizan figuran los siguientes: juntas, carretes, extremidades, tees, cruces, codos, reducciones, coples, tapones y tapas. Se debe tener en cuenta que un exceso de accesorios en la línea de conducción podrían generar pérdidas locales por encima del 5% de perdidas por fricción de las tuberías, por lo que se aconseja utilizar los accesorios estrictamente necesarios.

3. Válvulas: Las válvulas juegan un papel muy importante en la operación y mantenimiento de la línea de conducción. La ausencia de válvulas puede ocasionar grave daño y mal funcionamiento a la línea de conducción. Es por ello, que es importante conocer el funcionamiento y los criterios de diseño para su correcta ubicación. Entre las válvulas más importantes figuran: válvulas de aire, válvula check (no retorno), válvulas de seccionamiento, conocida como válvula de pase (compuerta, mariposa, esfera). Las válvulas de limpieza, en realidad no es una válvula propiamente dicho, sino más bien es un conjunto de accesorios y válvula de seccionamiento que permite desfogar la línea de conducción para remover sedimentos en los puntos más bajos de la conducción. Existen otro tipo de válvulas que se utilizan específicamente para control de transitorios pero se describirán más adelante.

4. Elementos para control de transitorios: Los fenómenos transitorios, tales como la cavitación y golpe de ariete, se pueden presentar en la línea de conducción con más regularidad que lo deseado, es por ellos, que la instalación de estos elementos es indispensable en la conducción. Existen varios elementos, los cuales deben ser seleccionados en función de las características hidráulicas de la línea de conducción. Por ejemplo, la válvula aliviadora de presión (VAP), debe ser instalada para disminuir la sobrepresión causada por transitorios, pero requiere de un operador para accionarla, en cambio la válvula anticipadora de golpe de ariete (VAGA), tiene la misma función que la VAP, pero se activa automáticamente con el cambio de presión en la conducción. Otros elementos utilizados figura la torre de oscilación, tanque unidireccional y cámara de aire (conocido como tanque hidroneumático).

5. Obras de arte: Las obras de arte se utilizan en conducción de agua potable para facilitar

el manejo del sistema. A continuación se muestran las diferentes obras de arte

utilizadas: caja rompepresión (utilizada en línea de conducción por gravedad), obras de cruce aereos o de zanjones, caja distribuidora de caudal, caja unificadora de caudal, cajas para válvulas y bloques de reacción.

Como pueden observar, hay una variedad de elementos que conforman la línea de conducción que requieren ser diseñados y ubicados correctamente para garantizar un óptimo funcionamiento de la línea de conducción. ¿Qué elemento de la línea de conducción no conocías? Si te tocara aprender a diseñar uno de estos elementos ¿Cuál sería?. De tu respuesta dependerá la realización de otro artículo en esta línea. Saludos.