Estação de bombeamento - Pumping station

Estação de bombeamento Van Sasse em Grave , Holanda.
Estação de bombeamento Van Sasse em Grave , Holanda.

As estações de bombeamento , também chamadas de casa de bomba em situações como poços perfurados e água potável, são instalações que incluem bombas e equipamentos para bombear fluidos de um local para outro. Eles são usados ​​para uma variedade de sistemas de infraestrutura , como abastecimento de água para canais , drenagem de terras baixas e remoção de esgoto para locais de processamento. Uma estação de bombeamento é, por definição, uma parte integrante de uma instalação hidroelétrica de armazenamento bombeado .

Abastecimento de água do canal

Em países com sistemas de canais , estações de bombeamento também são frequentes. Devido à forma como o sistema de bloqueio do canal funciona, a água é perdida da parte superior do canal cada vez que um vaso passa por ele. Além disso, a maioria das comportas não é estanque, de modo que parte da água vaza dos níveis mais altos do canal para os mais baixos. Obviamente, a água deve ser reposta ou, eventualmente, os níveis superiores do canal não reterão água suficiente para serem navegáveis.

Os canais são normalmente alimentados desviando a água de riachos e rios para as partes superiores do canal, mas se nenhuma fonte adequada estiver disponível, uma estação de bombeamento pode ser usada para manter o nível da água. Um excelente exemplo de estação de bombeamento de canal é a Estação de bombeamento de Claverton no Canal Kennet e Avon, no sul da Inglaterra, Reino Unido. Isso bombeia água do vizinho Rio Avon para o canal usando bombas acionadas por uma roda d' água que é movida pelo rio.

Onde não houver abastecimento de água externo disponível, sistemas de bombeamento de retorno podem ser empregados. A água é extraída do canal abaixo da eclusa mais baixa de um voo e é bombeada de volta ao topo do voo, pronta para a passagem do próximo barco. Essas instalações geralmente são pequenas.

Drenagem de terras

Nova Orleans , Louisiana: Edifício Metairie Pumping Station, também conhecido como Pumping Station 6, construído em 1899, perto de Metairie Road e no início do Canal da 17th Street . Agora abrigando 15 bombas de parafuso de madeira , ela pode mover mais de 23.000.000 m 3 (6 bilhões de galões americanos ) de água por dia.

Quando áreas baixas de terra são drenadas, o método geral é cavar valas de drenagem . No entanto, se a área estiver abaixo do nível do mar , é necessário bombear a água para cima em canais de água que finalmente drenam para o mar.

Os vitorianos entenderam esse conceito e, no Reino Unido, construíram estações de bombeamento com bombas d'água movidas a motores a vapor para realizar essa tarefa. Em Lincolnshire, grandes áreas de pântanos ao nível do mar, chamadas The Fens , foram transformadas em ricas terras aráveis por este método. O terreno está repleto de nutrientes devido ao acúmulo de lama sedimentar que inicialmente criou o terreno.

Uma estação de bombeamento de drenagem de terras em Sète , França .

Em outros lugares, as estações de bombeamento são usadas para remover a água que chega às áreas baixas como resultado de vazamentos ou inundações (em Nova Orleans , por exemplo).

Pacote de estação de bombeamento

Em tempos mais recentes, uma "estação de bombeamento de pacote" fornece uma maneira eficiente e econômica de instalar um sistema de drenagem . Eles são adequados para a coleta de serviços de construção mecânica e bombeamento de líquidos como águas superficiais, águas residuais ou esgoto de áreas onde a drenagem por gravidade não é possível.

Uma estação de bombeamento de pacote é um sistema integrado, construído em uma caixa fabricada com materiais fortes e resistentes a impactos, como concreto pré-moldado , polietileno ou plástico reforçado com vidro . A unidade é fornecida com tubagem interna montada, pré-montada e pronta para a instalação no solo, após o que são montadas as bombas submersíveis e os equipamentos de comando. Os recursos podem incluir controles para operação totalmente automática; uma indicação de alarme de nível alto, em caso de falha da bomba; e possivelmente um sistema de trilho-guia / acoplamento automático / pedestal, para permitir a fácil remoção das bombas para manutenção.

Os sistemas tradicionais construídos em local têm os componentes da abóbada da válvula instalados em uma estrutura separada. Ter dois componentes estruturais pode levar a problemas potencialmente sérios no local, como assentamento desigual entre os componentes, o que resulta em tensão e falha dos tubos e conexões entre os componentes. O desenvolvimento de um sistema de estação de bombeamento embalado combinou todos os componentes em um único invólucro que não apenas elimina problemas de assentamento desigual, mas o pré-encanamento e o equipamento de cada unidade antes da instalação pode reduzir o custo e o tempo envolvido com a obra civil e mão de obra local.

Estações de bombeamento de água

As estações de bombeamento de água são diferenciadas das estações de bombeamento de águas residuais porque não precisam ser dimensionadas para atender às altas taxas de pico de fluxo. As estações de bombeamento de água podem se enquadrar em qualquer uma das seguintes cinco categorias gerais:

  • Bomba de fonte (como um poço) descarregando em um tanque elevado
  • Água bruta bombeando de um rio ou lago
  • Booster em linha bombeando em um tanque elevado
  • Alto serviço de bombeamento de água acabada em alta pressão
  • Booster de sistema distribuído sem um tanque de armazenamento no sistema de tubulação

As estações de bombeamento de água são construídas em áreas nas quais a demanda ou demanda projetada é razoavelmente definida e depende de uma combinação das necessidades do cliente e dos requisitos de fluxo de incêndio. O consumo médio anual de água per capita, o horário de pico e o máximo diário podem variar muito devido a fatores como clima, níveis de renda, população e as proporções de usuários residenciais, comerciais e industriais.

Estações de bombeamento de águas residuais

A agora inundada Estação C em Abbey Mills, em Londres. As plataformas de concreto costumavam abrigar grandes conjuntos de motor / bomba que levavam o esgoto de um dreno principal profundo para vários emissários, levando-o para longe do centro da cidade.

As estações de bombeamento em sistemas de coleta de esgoto são normalmente projetadas para lidar com esgoto bruto que é alimentado por dutos de gravidade subterrâneos (tubos que são inclinados para que um líquido possa fluir em uma direção sob a gravidade). O esgoto é alimentado e armazenado em um poço, comumente conhecido como poço úmido . O poço é equipado com instrumentação elétrica para detectar o nível de esgoto presente. Quando o nível de esgoto sobe para um ponto predeterminado, uma bomba será iniciada para elevar o esgoto para cima através de um sistema de tubulação pressurizado chamado cano principal de esgoto se o esgoto for transportado por uma distância significativa. A estação de bombeamento pode ser chamada de estação elevatória se a bomba simplesmente descarregar em um poço de inspeção de gravidade próximo. A partir daqui, o ciclo começa tudo de novo até que o esgoto chegue ao seu ponto de destino - geralmente uma estação de tratamento. Por este método, as estações de bombeamento são usadas para mover resíduos para altitudes mais elevadas. No caso de grandes fluxos de esgoto para o poço (por exemplo, durante os períodos de pico de fluxo e tempo chuvoso), bombas adicionais serão usadas. Se isso for insuficiente, ou em caso de falha da estação de bombeamento, pode ocorrer um backup no sistema de esgoto, levando a um transbordamento do esgoto sanitário - lançamento de esgoto bruto no meio ambiente.

As estações de bombeamento de esgoto são normalmente projetadas de forma que uma bomba ou um conjunto de bombas atenda às condições normais de pico de fluxo. A redundância é incorporada ao sistema para que, no caso de uma bomba ficar fora de serviço, a (s) bomba (s) restante (s) administrarão o fluxo projetado. O volume de armazenamento do poço úmido entre as configurações de "bomba ligada" e "bomba desligada" é projetado para minimizar partidas e paradas da bomba, mas não é um tempo de retenção tão longo a ponto de permitir que o esgoto no poço úmido fique séptico .

As bombas de esgoto são quase sempre bombas centrífugas de sucção final com impulsores abertos e são especialmente projetadas com uma grande passagem aberta para evitar entupimento com detritos ou resíduos fibrosos enrolados no impulsor. Um motor de indução CA de quatro ou seis polos normalmente aciona a bomba. Em vez de fornecer grandes passagens abertas, algumas bombas, normalmente bombas de esgoto menores, também maceram quaisquer sólidos dentro do esgoto quebrando-os em partes menores que podem passar mais facilmente pelo impulsor.

O interior de uma estação de bombeamento de esgoto é um local muito perigoso. Gases tóxicos, como metano e sulfeto de hidrogênio , podem se acumular no poço úmido; uma pessoa mal equipada que entrasse no poço seria superada pela fumaça muito rapidamente. Qualquer entrada no poço úmido requer o método correto de entrada em espaço confinado para um ambiente perigoso. Para minimizar a necessidade de entrada, a instalação é normalmente projetada para permitir que bombas e outros equipamentos sejam removidos de fora do poço úmido.

As estações de bombeamento de esgoto tradicionais incorporam um poço úmido e um "poço seco". Freqüentemente, são a mesma estrutura separada por uma divisão interna. Nesta configuração, as bombas são instaladas abaixo do nível do solo na base do bloco seco de modo que suas entradas fiquem abaixo do nível da água no início da bomba, escorvando a bomba e também maximizando o NPSH disponível . Embora nominalmente isolados do esgoto no poço úmido, os poços secos são subterrâneos, espaços confinados e requerem precauções adequadas para sua entrada. Além disso, qualquer falha ou vazamento das bombas ou tubulação pode descarregar o esgoto diretamente no poço seco, com inundação completa, não uma ocorrência incomum. Como resultado, os motores elétricos são normalmente montados acima do transbordamento, nível de água superior do poço úmido, geralmente acima do nível do solo, e acionam as bombas de esgoto através de um eixo vertical estendido. Para proteger os motores acima do solo das intempéries, normalmente são construídas pequenas casas de bombas, que também incorporam o quadro elétrico e os componentes eletrônicos de controle. Estas são as partes visíveis de uma estação de bombeamento de esgoto tradicional, embora sejam normalmente menores do que os poços secos e úmidos subterrâneos.

As estações de bombeamento mais modernas não requerem um poço seco ou casa de bomba e geralmente consistem apenas em um poço úmido. Nesta configuração, bombas submersíveis de esgoto com motor elétrico estreitamente acoplado são montadas dentro do próprio poço úmido, submerso no esgoto. As bombas submersíveis são montadas em dois trilhos de guia verticais e vedadas em um "pé de pato" permanentemente fixo, que forma tanto um suporte quanto uma curva vertical para o tubo de descarga. Para manutenção ou substituição, as bombas submersíveis são levantadas por uma corrente que sai do pé de pato e sobe os dois trilhos de guia até o nível de manutenção (normalmente o solo). A reinstalação das bombas simplesmente reverte esse processo, com a bomba sendo remontada nos trilhos-guia e baixada sobre o pé de pato, onde o peso da bomba a veda novamente. Como os motores são lacrados e o clima não é uma preocupação, nenhuma estrutura acima do solo é necessária, exceto um pequeno quiosque para conter o quadro elétrico e os sistemas de controle.

Devido às preocupações de saúde e segurança muito reduzidas e menor pegada e visibilidade, as estações de bombeamento de esgoto com bomba submersível substituíram quase completamente as estações de bombeamento de esgoto tradicionais. Além disso, uma reforma de uma estação de bombeamento tradicional geralmente envolve convertê-la em uma estação de bombeamento moderna, instalando submersíveis no poço úmido, demolindo a casa de bomba e retirando o poço seco por desmontagem ou derrubando a partição interna e fundindo-a com o bem molhado.

Controladores eletrônicos

Os fabricantes de bombas sempre projetaram e fabricaram dispositivos eletrônicos para controlar e supervisionar as estações de bombeamento. Hoje também é muito comum usar um controlador lógico programável (PLC) ou Unidade Terminal Remota (RTU) para fazer esse trabalho, mas a experiência necessária para resolver certos problemas particulares torna uma escolha fácil para procurar um controlador de bomba específico. As UTRs são muito úteis no monitoramento remoto de cada estação de bombeamento a partir de uma sala de controle centralizada com sistemas SCADA (Controle de Supervisão e Aquisição de Dados). Esta configuração pode ser útil no monitoramento de falhas da bomba, níveis ou quaisquer outros alarmes e parâmetros, tornando-a mais eficiente.

Esquemas de armazenamento bombeado

Um esquema de armazenamento bombeado é um tipo de estação de energia para armazenar e produzir eletricidade para suprir altas demandas de pico, movendo a água entre reservatórios em diferentes elevações.

Normalmente, a água é canalizada de um reservatório de alto nível para um reservatório de baixo nível, por meio de geradores de turbina que geram eletricidade. Isso é feito quando a estação precisa gerar energia. Durante os períodos de baixa demanda, como durante a noite, os geradores são revertidos para se tornarem bombas que movem a água de volta para o reservatório superior.

Lista de estações de bombeamento

Existem incontáveis ​​milhares de estações de bombeamento em todo o mundo. A seguir está uma lista dos descritos nesta enciclopédia.

Reino Unido

No Reino Unido, durante a era vitoriana , havia uma moda de prédios públicos com arquitetura altamente ornamentada . Consequentemente, um número considerável de antigas estações de bombeamento foram listadas e preservadas. A maioria era originalmente movida a vapor e, onde as máquinas a vapor ainda estão no local , muitos dos locais foram reabertos como atrações de museu.

Abastecimento de água do canal

Abastecimento de água subterrânea

Usado para bombear água de um poço para um reservatório

Estação de energia hidráulica

Drenagem de terras

Abastecimento público de água

Usado para bombear água potável de um reservatório para um sistema de abastecimento de água.

Esgoto

Metropolitano

Hong Kong

Abastecimento público de água

Iraque

Drenagem agrícola

Canadá

Holanda

Drenagem de terras

Espanha

  • Estações de abastecimento público de água em Barcelona. Um deles é um patrimônio do Museu de História da Cidade de Barcelona (MUHBA Casa de l'aigua) . Outro é o próprio museu: Museu Agbar de les Aigües (museu da água Agbar).

Estados Unidos

Veja também

Ferrovias hidráulicas

Referências

links externos