Diseño de instalación eléctrica y automatización de una estación de bombeo de agua potable

Abstract

El presente proyecto tiene dos objetivos; primero, realizar la instalación eléctrica de una estación de bombeo de agua potable para cumplir con la demanda de caudal de la zona alta de la ciudad de Bahía Blanca, además de mantener en un valor constante la presión del agua que llega a los usuarios, y segundo, plantear la automatización de la marcha y parada de las bombas centrífugas para poder satisfacer la demanda y el valor de presión durante cada momento del día. El programa de automatización también asegura el funcionamiento de la estación durante fallas en la red eléctrica comandando el interruptor principal de la estación y el interruptor de un generador auxiliar ubicado fuera del edificio. Para facilitar el diseño de los planos eléctricos del proyecto y la disposición física de las bombas y las canalizaciones eléctricas, así como de las luminarias, se lleva a cabo el diseño del modelado en 3D de la estación con el software Revit en base a imágenes de la estación de bombeo que existe actualmente en el barrio El Nacional de la ciudad de Bahía Blanca. La selección de las bombas centrífugas se lleva a cabo utilizando los valores de consumo de agua de los barrios de la ciudad que se presentan en documentos del CREEBA y basados en resultados del censo del año 2010. Estas bombas, 6 en total, se controlarán por medio de arrancadores suaves, a excepción de una única bomba de regulación la cual se comandará desde un PLC, utilizando un variador de frecuencia, según los valores de la señal analógica recibida desde un instrumento de medición de presión que se encuentra ubicado en la cañería de salida de agua del edificio. Se lleva a cabo el cálculo luminotécnico de las diferentes zonas de la estación utilizando el software DiaLUX y cumpliendo con los valores de iluminancia mínima que establece la norma IRAM. Siguiendo los procedimientos de la reglamentación de la AEA, edición 2006, se definen los cables de alimentación de cada uno de los circuitos cumpliendo con las verificaciones correspondientes. Para esto se realiza el modelo de los circuitos de la estación en el software Etap y se calculan las corrientes máximas y mínimas de fallas de cortocircuito trifásicas. De estos resultados se definen primero los equipos de protección ante cortocircuitos y luego los que protegen ante fugas de corriente, sobretensión, caída de tensión y ausencia de fases. El sistema de puesta a tierra de protección del edificio se calcula utilizando una resistividad del suelo basada en estimaciones de la AEA y un valor máximo de resistencia definido por la misma. Los armarios de la estación se eligen en base a los equipos y las barras de distribución de corriente que se encuentran en su interior, teniendo en cuenta el calor disipado y el aire acondicionado encargado de mantener la temperatura interna en un valor fijo. El proyecto finaliza con un resumen del costo de los materiales necesarios para llevar a cabo la instalación y con la mención de aspectos que pueden mejorarse; como la actualización de los datos de consumo de agua, el aumento en la exactitud de los cálculos de la selección de las bombas y el rediseño de las dimensiones del edificio. Por último, se muestran los planos eléctricos; que incluyen el diagrama unifilar de la estación, el layout de canalizaciones eléctricas y el de puesta a tierra, el esquema funcional, el topográfico de los armarios y el diagrama de conexionado del sistema de automatización.