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ENERO - 2014
INFORME CUARTA ETAPA
ANEXO MANUAL DE
OPERACIÓN Y
MANTENIMIENTO
PROYECTO REGIONAL DE AGUA
POTABLE PESILLO - IMBABURA
PROYECTO REGIONAL DE AGUA POTABLE
PESILLO - IMBABURA
CUARTA
ETAPA
ii
Patricio Vargas Consultores Asociados Cía.Ltda. Dirección: Río Tiputini 18ª – Quito Telf: 099344053(móvil) 099344114(claro) (02) 2864595
Email: [email protected]
PROYECTO REGIONAL DE AGUA POTABLE
PESILLO IMBABURA
MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO
PROYECTO REGIONAL DE AGUA POTABLE
PESILLO - IMBABURA
CUARTA
ETAPA
i
Patricio Vargas Consultores Asociados Cía.Ltda. Dirección: Río Tiputini 18ª – Quito Telf: 099344053(móvil) 099344114(claro) (02) 2864595 Email: [email protected]
MMAANNUUAALL DDEE OOPPEERRAACCIIÓÓNN YY MMAANNTTEENNIIMMIIEENNTTOO
ÍNDICE
Página
2. LINEA DE CONDUCCION .......................................................................................................... 1
2.1 CONDUCCION PRINCIPAL ...................................................................................... 1
3. OPERACIÓN DE LAS LINEAS DE CONDUCCION .............................................................. 10
3.1 PROGRAMA DE LIMPIEZA INTERIOR DE LA LINEA DE
CONDUCCION.......................................................................................................... 10
4. PROGRAMA DE MANTENIMIENTO DE COMPONENTES MECANICOS ..................... 12
5. CARACTERIZACIÓN DEL SISTEMA DE SUPERVISIÓN, CONTROL Y
ADQUISICIÓN DE DATOS (SCADA) ...................................................................................... 13
5.2 CONDUCCIÓN.......................................................................................................... 14
6. MANUAL DE OPERACIÓN SISTEMA ELECTRICO Y DE CONTROL ............................ 15
6.1 DESCRIPCIÓN GENERAL ...................................................................................... 15
7. SISTEMA DE SUPERVISIÓN, CONTROL Y ADQUISICIÓN DE DATOS
(SCADA) ........................................................................................................................................ 16
7.1 DESCRIPCIÓN GENERAL ...................................................................................... 16
7.2 OPERACIÓN BÁSICAS............................................................................................ 17
PROYECTO REGIONAL DE AGUA POTABLE
PESILLO - IMBABURA
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1
Patricio Vargas Consultores Asociados Cía.Ltda. Dirección: Río Tiputini 18ª – Quito Telf: 099344053(móvil) 099344114(claro) (02) 2864595 Email: [email protected]
MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO
El Manual de Operación y Mantenimiento para que sea aplicable a este proyecto es conveniente
que se obtenga como consecuencia de su ejecución, luego de la cual se conocerán las
características técnicas de los equipos instalados tanto de la parte mecánica como de control y
las recomendaciones de los respectivos proveedores para la realización de estas labores y su
periodicidad.
En el proceso de diseño lo que se puede es recomendar algunas acciones de operación y
mantenimiento que son obvias y que no serán diferentes luego del proceso de construcción.
1. LÍNEA DE CONDUCCIÓN
A la salida de cada una de las líneas de conducción se instalará un medidor ultrasónico para
registrar el caudal que ingresa a cada una de las líneas de conducción.
1.1 CONDUCCION PRINCIPAL
Caudal de diseño: 700 m3/s.
La línea de conducción principal tendrá una longitud de 153 Km, partirá del tanque de reserva
ubicado en la planta de tratamiento y terminará en los tanques de reserva ubicados alrededor de
la red de distribución, y que de conformidad con los diseños será una tubería de acero y PVC
de:
TUBERÍA PVC
DIÁMETRO PRESIÓN DE LONGITUD
NOMINAL TRABAJO (m)
(mm) (MPa)
50 1.25 452.12
50 1.00 27.00
63 1.25 763.57
63 1.00 2004.72
75 1.25 71.41
75 1.00 7948.62
90 1.60 231.43
90 1.25 200.89
90 1.00 520.12
110 1.15 151.60
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110 1.00 1815.32
160 1.60 2414.82
160 1.25 1453.64
160 1.00 7891.76
200 1.60 4841.67
200 1.25 1557.16
200 1.00 6852.34
250 1.60 2061.30
250 1.25 2563.98
250.00 1.00 13493.49
TUBERÍA ACERO
DIÁMETRO ESPESOR LONGITUD
NOMINAL (mm) (m)
(")
2 3.91 1140.14
2 1/2 5.16 5130.39
3 3.18 102.64
4 3.58 1650.37
8 6.35 205.41
10 4.8 3472.08
12 5.2 13026.71
14 5.33 22353.58
16 5.6 3766.61
18 6.4 6245.34
20 6.4 9184.55
24 6.4 10603.95
26 6.4 9275.84
36 6.4 9087.43
Con uniones soldadas, que en la mayoría de la longitud de la conducción superior, comprendida
entre la captación, a la planta de tratamiento y la conducción en la red, se instalará 20 pasos
elevados y 11 pasos subfluviales, para realizar los cruces de quebradas y otros drenajes
naturales.
Cuando las depresiones tiene luces menores a 20m y profundidades inferiores a 5m el
cruce de las líneas de conducción atraviesan la depresión sobre el relleno de la
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alcantarilla del camino de acceso o plataforma de la conducción; en el caso del presente
estudio las conducciones atraviesan caminos de 3er y 4to orden que cuentan con
alcantarillas existentes.
Si las depresiones tienen luces mayores a 20m e inferiores a 100m y su perfil es bastante
profundo se han diseñado pasos elevados colgantes, este tipo de depresión se conoce
como perfil en “U”.
Para depresiones de luces mayores a 100m independiente de la profundidad se han
diseñado sifones que en “U” parte inferior cruzan el cauce del río por lo que se les ha
denominado como pasos subfluviales.
En la conducción principal se instalarán las siguientes válvulas de aire, las válvulas de purga y
rompe-vacío se deben colocar en todos los puntos altos de la tubería o en dónde la tubería
cambia de pendiente.
Se debe colocar trampas de aire (aumentos de diámetro para atrapar el aire) y válvulas de
expulsión por lo menos cada 500 a 700 metros.
Se deben igualmente colocar en la parte superior de los múltiples de alimentación a filtros y en
la parte superior de los tanques a presión.
En los puntos altos de la conducción se instalarán válvulas de degaüe, en la conducción se
instalarán válvulas rompe presiones, para dejar entrar aire para que la tubería no colapse cuando
se según el siguiente detalle:
VALVULAS DE AIRE
VALVULAS DE DESAGÜE
CODIGO DIAMETRO
CODIGO DIAMETRO
VAV-T1-01 4"
VD-T1-01 8"
VAV-T1-02 2"
VD-T1-02 8"
VAV-T1-03 3"
VD-T1-03 8"
VAV-T1-04 3"
VD-T1-04 8"
VAV-T1-05 3"
VD-T1-05 8"
VAV-T1-06 2"
VD-T1-06 8"
VAV-T1-07 3"
VD-T1-07 6"
VAV-T1-08 2"
VD-T1-08 6"
VAV-T1-09 3"
VD-T1-09 6"
VAV-T1-10 2"
VD-T1-10 4"
VAV-T1-11 2"
VD-T1-11 8"
VAV-T1-12 3"
VD-T1-12 8"
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VAV-T1-13 3"
VD-T1-13 8"
VAV-T1-14 2"
VD-T1-14 4"
VAV-T1-15 2"
VD-T1-15 4"
VAV-T1-16 2"
VD-T1-16 8"
VAV-T2-01 2"
VD-T1-17 6"
VAV-T2-02 2"
VD-T1-18 8"
VAV-T2-03 2"
VD-T1-19 8"
VAV-T2-04 2"
VD-T1-20 4"
VAV-T2-05 2"
VD-T1-21 4"
VAV-T2-06 1"
VD-T2-01 8"
VAV-T2-07 1"
VD-T2-02 3"
VAV-T2-08 1"
VD-T2-03 3"
VAV-T2-09 1"
VD-T2-04 6"
VAV-T2-10 1"
VD-T2-05 4"
VAV-T2-11 1"
VD-T2-06 4"
VAV-T2-12 1"
VD-T2-07 4"
VAV-T2-13 1"
VD-T2-08 2.5"
VAV-T2-14 1"
VD-T2-09 2.5"
VAV-T2-15 1"
VD-T2-10 1.5"
VAV-T2-16 1"
VD-T2-11 2"
VAV-T2-17 1"
VD-T2-12 2"
VAV-T2-18 1"
VD-T2-13 8"
VAV-T2-19 1"
VD-T2-14 1.5"
VAV-T2-20 1"
VD-T2-15 2"
VAV-T2-21 1"
VD-T2-16 2"
VAV-T2-22 1"
VD-T2-17 1.5"
VAV-T2-23 1"
VD-T2-18 1.5"
VAV-T2-24 1"
VD-T2-19 2"
VAV-T2-25 1"
VD-T2-20 3"
VAV-T2-26 2"
VD-T2-21 1.5"
VAV-T2-27 2"
VD-T2-22 2"
VAV-T2-28 2"
VD-T2-23 2"
VAV-T2-29 2"
VD-T2-24 2.5"
VAV-T2-30 2"
VD-T2-25 2.5"
VAV-T2-31 2"
VD-T2-26 3"
VAV-T2-32 2"
VD-T2-27 3"
VAV-T2-33 2"
VD-T2-28 4"
VAV-T3-01 3"
VD-T2-29 4"
VAV-T3-02 3"
VD-T2-30 4"
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VAV-T3-03 3"
VD-T2-31 4"
VAV-T3-04 3"
VD-T2-32 4"
VAV-T3-05 3"
VD-T2-33 4"
VAV-T3-06 3"
VD-T2-34 4"
VAV-T3-07 3"
VD-T2-35 6"
VAV-T3-08 3"
VD-T2-36 4"
VAV-T3-09 3"
VD-T2-37 4"
VAV-T3-10 2"
VD-T3-01 6"
VAV-T3-11 2"
VD-T3-02 8"
VAV-T3-12 2"
VD-T3-03 8"
VAV-T3-13 2"
VD-T3-04 8"
VAV-T3-14 2"
VD-T3-05 8"
VAV-T3-15 2"
VD-T3-06 8"
VAV-T3-16 2"
VD-T3-07 8"
VAV-T3-17 2"
VD-T3-08 8"
VAV-T3-18 2"
VD-T3-09 6"
VAV-T3-19 2"
VD-T3-10 8"
VAV-T3-20 2"
VD-T3-11 6"
VAV-T3-21 2"
VD-T3-12 6"
VAV-T3-22 3"
VD-T3-13 6"
VAV-T3-23 2"
VD-T3-14 4"
VAV-T3-24 2"
VD-T3-15 8"
VAV-T3-25 2"
VD-T3-16 6"
VAV-T3-26 2"
VD-T3-17 4"
VAV-T3-27 2"
VD-T3-18 6"
VAV-T3-28 2"
VD-T3-19 6"
VAV-T3-29 2"
VD-T3-20 6"
VAV-T3-30 2"
VD-T3-21 4"
VAV-T3-31 2"
VD-T3-22 4"
VAV-T3-32 2"
VD-T3-23 3"
VAV-T3-33 2"
VD-T3-24 4"
VAV-T3-34 2"
VD-T3-25 4"
VAV-T3-35 2"
VD-T3-26 4"
VAV-T3-36 2"
VD-T3-27 3"
VAV-T3-37 2"
VD-T3-28 6"
VAV-T3-38 2"
VD-T3-29 3"
VAV-T3-39 2"
VD-T3-30 6"
VAV-T3-40 2"
VD-T3-31 3"
VAV-T3-41 2"
VD-T3-32 3"
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VAV-T4-01 1"
VD-T3-33 6"
VAV-T5-01 1"
VD-T3-34 6"
VAV-T6-01 1"
VD-T3-35 3"
VAV-T7-01 1"
VD-T3-36 4"
VAV-T7-02 1"
VD-T3-37 4"
VAV-T7-03 1"
VD-T3-38 4"
VAV-T7-04 1"
VD-T3-39 4"
VAV-T8-01 1"
VD-T3-40 4"
VAV-T8-02 1"
VD-T3-41 6"
VAV-T9-01 1"
VD-T3-42 2.5"
VAV-T10-01 1"
VD-T3-43 4"
VAV-T11-01 1"
VD-T4-01 1.5"
VAV-T12-01 1"
VD-T5-01 1.5"
VAV-T13-01 1"
VD-T7-01 1.5"
VAV-T13-02 1"
VD-T7-02 1.5"
VAV-T13-03 1"
VD-T7-03 1.5"
VAV-T14-01 1"
VD-T8-01 2"
VAV-T15-01 1"
VD-T13-01 1.5"
VAV-T16-01 1"
VD-T13-02 1"
VAV-T17-01 1"
VD-T13-03 1"
VAV-T17-02 1"
VD-T17-01 1.5"
VAV-T18-01 1"
VD-T19-01 1"
VAV-T19-01 1"
VD-T20-01 2"
VAV-T20-01 1"
VD-T21-01 4"
VAV-T20-02 1"
VD-T21-02 6"
VAV-T21-01 2"
VD-T21-03 4"
VAV-T21-02 2"
VD-T22-01 1.5"
VAV-T21-03 2"
VD-T24-01 4"
VAV-T21-04 2"
VD-T24-02 3"
VAV-T21-01 1"
VD-T24-03 4"
VAV-T23-01 1"
VD-T24-04 4"
VAV-T24-01 2"
VD-T24-05 3"
VAV-T24-02 2"
VD-T24-06 4"
VAV-T24-03 2"
VD-T24-07 3"
VAV-T24-04 2"
VD-T24-08 6"
VAV-T24-05 2"
VD-T24-09 4"
VAV-T24-06 2"
VD-T24-10 6"
VAV-T24-07 2"
VD-T24-11 3"
VAV-T24-08 2"
VD-T24-12 4"
PROYECTO REGIONAL DE AGUA POTABLE
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VAV-T24-09 2"
VD-T24-13 2.5"
VAV-T24-10 2"
VD-T24-14 2.5"
VAV-T24-11 2"
VD-T25-01 2"
VAV-T24-12 1"
VD-T26-01 1.5"
VAV-T24-13 1"
VD-T26-02 1.5"
VAV-T24-14 1"
VD-T28-01 3"
VAV-T25-01 1"
VD-T29-01 1.5"
VAV-T26-01 1"
VD-T29-02 1.5"
VAV-T26-02 1"
VAV-T26-03 1"
VAV-T27-01 1"
VAV-T28-01 1"
VAV-T28-02 1"
VAV-T29-01 1"
VAV-T29-02 1"
DETERMINACIÓN DE VÁLVULA DE PURGA DE AIRE Y ROMPE VACIADO
TRAMO: T-2 (Codigo de tramo)
VALVULA: VD-T2-01 (Codigo de válvula de desagüe)
V = 0.76 m/s (Velocidad en el tramo)
DTUBERIA = 609.60 mm (Diametro de la tubería)
eTUBERIA = 6.35 mm (Espesor de la tubería)
DINTERNO = 596.90 mm (Diámetro interno de la tubería)
LTUBERIA = 4001.50 m (Longitud del sifón)
HSIFON = 137.60 m (Altura del sifón)
C = 1.20 mm (Coeficiente de mayoración)
VVACIADO = 0.91 m/s (Velocidad de vaciado Vv=CxV)
QVACIADO = 0.26 m3/s (Caudal de vaciado)
DDESAGÜE = 102.09 m (Diámetro del desagüe)
DDESAGÜE = 4.0 pulg (Diámetro del desagüe)
tVACIADO = 8775.22 s (Tiempo de vaciado del sifón)
tVACIADO = 146.25 min (Tiempo de vaciado del sifón)
DETERMINACIÓN DE VÁLVULA DE PURGA DE AIRE Y ROMPE VACIO
TRAMO: T-2 (Codigo de tramo)
VALVULA: VAV-T2-01 (Codigo de válvula de desagüe)
QAGUA = 0.26 m3/s (Caudal de flujo de agua)
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Se han previsto anclajes principalmente en los sifones de los pasos subfluviales, en las
variaciones de dirección iguales o mayores a 45o y en los sifones.
ANCLAJES EN LA RED DE DISTRIBUCIÓN
TRAMOS
TIPOS
ANGULO (grados)
TIPO DE ANCLAJE
DIMENSIONES
CANTIDAD
SUMA
VOLUMEN (m3)
a (m)
b(m)
h(m)
T1
A 0-0
1
2.5 3.3 3.3 4
15
108.9
B 0-45 2.5 3.3 3.3 9 245.0
C 0-90 2.5 3.3 3.3 2 54.5
A 0-0
2
2.2 2.5 2.5 2
14
27.5
B 0-45 2.2 2.5 2.5 11 151.3
C 0-90 2.2 2.5 2.5 1 13.8
A 0-0
3
2.2 2.3 2.3 0
10
0.0
B 0-45 2.2 2.3 2.3 8 93.1
C 0-90 2.2 2.3 2.3 2 23.3
T2
A 0-0
4
2 2 2 2
23
16.0
B 0-45 2 2 2 16 128.0
C 0-90 2 2 2 5 40.0
A 0-0
5
0.9 1 1 1
8
0.9
B 0-45 0.9 1 1 7 6.3
C 0-90 0.9 1 1 0 0.0
A 0-0
6
0.8 1 1 1
4
0.8
B 0-45 0.8 1 1 2 1.6
C 0-90 0.8 1 1 1 0.8
A 0-0
7
0.5 0.6 0.6 2
3
0.4
B 0-45 0.5 0.6 0.6 1 0.2
C 0-90 0.5 0.6 0.6 0 0.0
A 0-0 6 0.8 1 1 2 5 1.6
QAGUA = 541 pie3/min (Caudal de flujo de agua)
QAIRE = 541 pie3/min (Caudal de flujo de aire)
DTUBERIA = 609.60 mm (Diametro de la tubería)
eTUBERIA = 6.35 mm (Espesor de la tubería)
PCOLAPSO = 18.37 psi (Presión de colapso)
PDISEÑO = 5.00 psi (Presión de colapso)
DVALVULA = 2 pulg (Diámetro de la válvula selecionada)
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B 0-45 0.8 1 1 3 2.4
C 0-90 0.8 1 1 0 0.0
A 0-0
8
0.8 1.4 1.4 4
7
6.3
B 0-45 0.8 1.4 1.4 1 1.6
C 0-90 0.8 1.4 1.4 2 3.1
A 0-0
9
1.2 2 2 3
6
14.4
B 0-45 1.2 2 2 3 14.4
C 0-90 1.2 2 2 0 0.0
A 0-0
10
1.5 2 2 0
1
0.0
B 0-45 1.5 2 2 0 0.0
C 0-90 1.5 2 2 1 6.0
T3
A 0-0
11
2.4 2.45
2.45 1
5
14.4
B 0-45 2.4
2.45
2.45 3 43.2
C 0-90 2.4
2.45
2.45 1 14.4
A 0-0
12
2 2.4 2.4 4
22
46.1
B 0-45 2 2.4 2.4 18 207.4
C 0-90 2 2.4 2.4 0 0.0
A 0-0
13
2 3.7 3.7 1
1
27.4
B 0-45 2 3.7 3.7 0 0.0
C 0-90 2 3.7 3.7 0 0.0
A 0-0
14
0.75 1.3 1.3 2
61
2.5
B 0-45 0.75 1.3 1.3 42 53.2
C 0-90 0.75 1.3 1.3 17 21.5
A 0-0
15
0.6 1.3 1.3 1
20
1.0
B 0-45 0.6 1.3 1.3 11 11.2
C 0-90 0.6 1.3 1.3 8 8.1
T4
A 0-45
16
0.3 0.75
0.75 1
2
0.2
B 0-90 0.3
0.75
0.75 1 0.2
T7
A 0-0
17
1 1 1 1
17
1.0
B 0-45 1 1 1 11 11.0
C 0-90 1 1 1 5 5.0
T13 A 0-0
17
1 1 1 1
3
1.0
B 0-45 1 1 1 2 2.0
T17 B 0-45
18
0.6 0.7 0.7 10
11
2.9
C 0-90 0.6 0.7 0.7 1 0.3
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T21
B 0-45 19 1 1.8 1.8 1 1 3.2
A 0-0
20
1 1.3 1.3 1
20
1.7
B 0-45 1 1.3 1.3 15 25.4
C 0-90 1 1.3 1.3 4 6.8
T24
A 0-0
20
1 1.3 1.3 2
3
3.4
B 0-45 1 1.3 1.3 1 1.7
C 0-90 1 1.3 1.3 0 0.0
A 0-0
21
0.7 0.84
0.84 1
11
0.5
B 0-45 0.7
0.84
0.84 10 4.9
C 0-90 0.7
0.84
0.84 0 0.0
T26 B 0-45 22 0.5 0.8 0.8 12 12 3.8
T28 B 0-45 23 0.8 1.2 1.2 1 1 1.2
SUMATORIA TOTAL DE ANCLAJES = 286 0
VOLUMEN TOTAL EN HORMIGÓN CICLOPEO (m3)= 1488.5
2. OPERACIÓN DE LAS LÍNEAS DE CONDUCCION
La velocidad de llenado de las líneas de conducción se recomienda que no sea superior a 1 m/s,
para garantizar la expulsión progresiva del aire contenido en las tuberías, a través de las
respectivas válvulas de aire, evitando la formación de grandes bolsa de aire en el proceso de
llenado de las tuberías. Es recomendable inspeccionar la línea de conducción para detectar
válvulas de drenaje abiertas y si el caso, proceder a cerrarlas.
El inicio del funcionamiento de la conducción se iniciará únicamente cuando las tuberías estén
completamente llenas.
Cuando sea requerido el vaciado total de las líneas de conducción, se realizará suspendiendo el
ingreso de agua a las tuberías, y se deberán operar las respectivas válvulas de desagüe instaladas
a lo largo de la conducción, iniciando con la ubicada en la cota más alta que vaciará la depresión
correspondiente y así sucesivamente hasta vaciar la depresión más baja.
Las válvulas de drenaje no se utilizarán durante la operación normal de la línea de conducción,
es decir con el caudal total, el vaciado únicamente se realizará bajo el programa de
mantenimiento establecido y con la conducción parada.
2.1 PROGRAMA DE LIMPIEZA INTERIOR DE LA LINEA DE CONDUCCION
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Para la limpieza mecánica del interior de las tuberías de líneas de conducción es recomendable
para no interrumpir el abastecimiento, el uso de dispositivos tipo “bala” (pigs) o (chanchitos),
que son dispositivos fabricados de poliuretano. Los desechos producto del retiro de estas
adherencias serán arrastrados por el agua en el frente de la “bala” y pueden ingresar a la planta
de tratamiento sin alterar el proceso de potabilización.
La línea de conducción siendo una tubería que se va instalar y luego a iniciar su operación, ante
la posibilidad cierta de que en su interior crezca una biopelícula, sería recomendable realizar la
limpieza una vez al año, utilizando las instalaciones de entrada y salida que están previstas en el
proyecto; ya que la limpieza se debe hacer antes que el material adherido a la pared interior de
las tuberías adquiera tanta dureza que se dificulte está acción. Adicionalmente es recomendable
llevar registros frecuentes de la capacidad de conducción de las tuberías, para establecer la
periodicidad real de las labores de limpieza.
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3. PROGRAMA DE MANTENIMIENTO DE COMPONENTES MECANICOS
Para la realización de un programa de mantenimiento de las obras y componentes mecánicos se
deben considerar las siguientes actividades:
- Determinar el contexto operacional de los componentes mecánicos efectivamente
instalados en el proyecto.
- Realizar un análisis funcional de cada uno de los componentes y equipos.
- Determinar la prioridad y criticidad de cada uno de los componentes mecánicos,
para lo cual se recomienda el uso de los métodos de RCA (Análisis de Causa y
Raíz) y AMFE (Análisis de Modal de Fallos y Efectos).
- Establecer la estrategia de mantenimiento de cada uno de los componentes
mecánicos, esto es, para que componentes se debe utilizar Mantenimiento
Predictivo, Preventivo y Correctivo.
- Establecer el programa de mantenimiento determinando períodos de mantenimiento,
responsables y la logística correspondiente.
- Definir el método para el control del programa de mantenimiento diseñado.
Se recomienda el uso del mantenimiento predictivo para aquellos componentes que tengan
fallos no evidentes con consecuencias graves para la seguridad humana y de infraestructura y
equipos.
Se recomienda el uso de mantenimiento preventivo para aquellos componentes que tengan fallas
operacionales que puedan suspender o parar, fuera de lo planificado, la operación del sistema.
En el mantenimiento preventivo se debe dar mucha importancia a la lubricación, recubrimientos
superficiales y vibraciones.
Se recomienda el uso de mantenimiento correctivo o reactivo para aquellos componentes que
pueden tener fallas no operacionales.
Puesto que todo este procedimiento indicado, dependerá de las soluciones constructivas que se
adopten en el proceso de construcción e instalación de los componentes y sistemas y que estos
cambiarán dependiendo de las tecnologías utilizadas y hasta de las marcas comerciales que
suministren los componentes y equipos, la implementación del plan de mantenimiento deberá
ser entregado por el contratista de la construcción, siguiendo las recomendaciones aquí
indicadas.
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4. CARACTERIZACIÓN DEL SISTEMA DE SUPERVISIÓN, CONTROL Y
ADQUISICIÓN DE DATOS (SCADA)
Se ha considerado la instalación de elementos para instrumentación y mando, que permitirán el
registro del nivel, turbiedad y flujo (caudal) del recurso hídrico que ingresa al sistema de
conducción; además de elementos que permitan controlar la posición y operación de la
compuerta instalada en cada una de las captaciones.
El sistema a implementarse en la captación, estará desarrollado en base a una plataforma que
permita soportar la siguiente funcionalidad:
Monitoreo y control de posición y ejecución de órdenes de apertura/cierre de la compuerta,
ubicada en la captación.
Medición de caudal del recurso hídrico que ingresa a la conducción.
Medición de turbiedad del recurso hídrico que ingresa a la conducción.
Medición del nivel del recurso hídrico que ingresa a la conducción.
Medición del nivel de sedimentación en la captación (Opcional).
Los elementos de control y comando de las compuertas permitirán efectuar maniobras locales
de apertura/cierre de las mismas, estas serán ejecutadas utilizando tanto los elementos de mando
del panel a ser instalado o desde el Centro de Control. Cuando se realicen maniobras locales
existirán las medidas de seguridad pertinentes para bloquear operaciones remotas no
autorizadas.
En el caso de las acciones de control remoto, estas permitan abrir o cerrar las compuertas para
evitar el ingreso del recurso hídrico con exceso de turbiedad.
Los elementos de control y protección para la operación de los sensores y actuadores de los
motores de las compuertas y válvulas, serán ubicados en el tablero metálico, a ser instalado en
una caseta adyacente a la captación.
El actuador de cada una de las válvulas dispondrá de un selector de posición local-off remoto,
pulsadores para arranque-parada con bloque de conexión, luces de indicación y relé de interfaz
para operación a distancia con el sistema SCADA. Los accionamientos motorizados serán
trifásicos y dispondrán de lógica de detección de fin de carrera e inversión de giro.
El PLC dispondrá de: una fuente, una CPU y una tarjeta tanto para entradas analógicas y salidas
digitales, los que estarán instalados en el respectivo tablero de control.
La comunicación entre el Centro de Control y el PLC de la conducción se efectuará a través de
fibra óptica, tendida a través de los postes de suministro de energía eléctrica.
El suministro de energía eléctrica para las estaciones de control, toma de datos y comunicación,
se efectuará por medio de una red eléctrica, la cual dispondrá de los respectivos centro de
transformación, para dotar del nivel de voltaje adecuado a las estaciones de control y de
adquisición de datos.
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Ante cualquier falla del suministro de energía eléctrica, junto al tablero de control se instalará
un UPS, con un tiempo de respaldo de 3 horas, el cual suministrará de energía eléctrica a los
elementos de control.
4.1 CONDUCCIÓN
En el sistema de conducción, se ha previsto la instalación de válvulas, por lo cual el sistema
SCADA deberá estar en capaz de controlar, supervisar y operar las mismas en tiempo real.
Los equipos de control y de adquisición de datos instalados en el sitio definido para las válvulas
deberán permitir las acciones de telemetría y telecontrol de forma local y remota. Tanto para las
maniobras: local y remoto, de apertura/cierre de las válvulas, estas seguirán la misma lógica de
control que se implementó en las compuertas de las captaciones.
El sistema a implementar en el sistema de conducción, estará desarrollado en base a una
plataforma que permita soportar la siguiente funcionalidad:
Monitoreo de posición y ejecución de órdenes de apertura/cierre de la válvula.
Medición del caudal en el sistema de conducción.
Medición de la presión en el sistema de conducción (Opcional).
Los elementos de control y comando de las válvulas permitirán efectuar maniobras locales de
apertura/cierre de las mismas, las que serán ejecutadas utilizando los elementos de mando del
panel a ser instalado en el tablero de control o desde el Centro de Control. Cuando se realicen
maniobras locales existirán las medidas de seguridad pertinentes para bloquear operaciones
remotas no autorizadas.
Los elementos de control y protección para la operación de los sensores y actuadores de los
motores de las compuertas y válvulas, serán ubicados en el tablero metálico, a ser instalado en
una caseta adyacente a la captación.
El actuador de cada una de las válvulas dispondrá de un selector de posición local-off remoto,
pulsadores para arranque-parada con bloque de conexión, luces de indicación y relé de interfaz
para operación a distancia con el sistema SCADA. Los accionamientos motorizados serán
trifásicos 220 VC.A.y dispondrán de lógica de detección de fin de carrera e inversión de giro.
El PLC dispondrá de: una fuente, una CPU, una tarjeta tanto para entradas analógicas y salidas
digitales y un módulo de comunicación por fibra óptica, los que estarán instalados en el
respectivo tablero de control.
La comunicación entre el Centro de Control y el PLC de cada una de las captaciones del sistema
de conducción se efectuará a través de fibra óptica, tendida a través de los postes de suministro
de energía eléctrica.
El suministro de energía eléctrica para las estaciones de control, toma de datos y comunicación,
se efectuará por medio de un una red eléctrica, la cual dispondrá de los respectivos centro de
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transformación, para dotar del nivel de voltaje adecuado a las estaciones de control y de
adquisición de datos.
Ante cualquier falla del suministro de energía eléctrica, junto al tablero de control se instalará
un UPS, con un tiempo de respaldo de 3 horas, el cual suministrará de energía eléctrica a los
elementos de control.
5. MANUAL DE OPERACIÓN SISTEMA ELECTRICO Y DE CONTROL
5.1 DESCRIPCIÓN GENERAL
El PROYECTO REGIONAL DE AGUA POTABLE PESILLO IMBABURA, dispondrán del
suministro de energía eléctrica a través de un alimentador primario trifásico. La línea de
distribución trifásica, incluye todos los equipos tanto para la transmisión de la energía eléctrica,
como también para la protección.
Asociado con cada centro de transformación se ha instalado un tablero de distribución
principal de 220/127 V, con barras trifásicas, neutro y tierra. Cada tablero consta de dos
sectores, un sector de fuerza, constituido básicamente de los siguientes equipos:
Interruptor termomagnético principal, tripolar.
Interruptores termomagnéticos secundarios, tripolares. Para el suministro de energía eléctrica
para los actuadores de las compuertas, válvulas y sistema de iluminación.
Interruptores termomagnéticos secundarios, monopolares. Para el suministro de energía
eléctrica del sistema de comunicaciones, sistema de vigilancia y de los sensores de: nivel
(LT), caudal (FT), turbiedad (TT); así como la alimentación de 110 V para el sistema de
control.
En la zona que corresponde el sistema de supervisión y control, se ubicaran PLC’S, módems,
UPS, switchs y otros equipos asociados al sistema SCADA.
Para garantizar el suministro de energía eléctrica a los diferentes equipos instalados en las
captaciones, cámara de válvulas, se ha previsto el montaje de UPS, lo mismos proporcionaran el
respaldo necesario debido a un corte en el suministro de energía eléctrica a través del
alimentador de 6,6 kV construido para tal fin.
Con el montaje de los UPS, se garantiza que el sistema de control implementado, siempre
disponga del suministro de energía eléctrica, evitando así que el sistema no tenga un control
adecuado para su operación.
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6. SISTEMA DE SUPERVISIÓN, CONTROL Y ADQUISICIÓN DE DATOS
(SCADA)
6.1 DESCRIPCIÓN GENERAL
En el PROYECTO REGIONAL DE AGUA POTABLE PESILLO IMBABURA, se contempla
la implementación de un sistema SCADA, el mismo comprende que comprende seis estaciones
de control distribuidas en el área de influencia del proyecto; cada una de ellas con sus equipos
de control y adquisición de datos, además de los equipos de comunicaciones y de video
vigilancia.
El sistema SCADA ha ser instalada, incluirá todos los componentes de hardware y software, así
como los equipos de comunicaciones, y de video vigilancia, es decir se basará en una
arquitectura de sistemas abiertos para la adquisición de información en tiempo real, atendiendo
los requerimientos de: portabilidad, interoperabilidad, interconectividad, modularidad y
expansibilidad.
El sistema SCADA busca brindar una operación fiable, segura, confiable y con un alto
desempeño del proyecto, para lo cual se aprovechara de todas las ventajas de un sistema de
control moderno, basado en los estándares de la industria para componentes de hardware y
software.
El Centro de Control, disponen de un PLC y los respectivos transductores que permiten la
adquisición y transmisión de los diferentes datos.
Cada estación posee dispositivos de comunicación, que son los encargados de realizar la
transmisión y recepción de datos entre el Centro de Control y las estaciones de control ubicadas
en el sistema de conducción del proyecto
Para garantizar la supervisión y el control del proyecto en su conjunto, la Interfaz Hombre -
Máquina (HMI) permitirá los ajustes, la depuración y la puesta en servicio del sistema
supervisor y de control, además de garantizar, posteriormente, su mantenimiento y
actualización.
Esta interfaz debe ser tan completa como la tecnología actual lo permita, con alto grado de
versatilidad y facilidad de mantenimiento, lo que permitirá desarrollar todo el potencial que el
hardware instalado lo permita, lo cual se verá reflejado en el software implementado.
Para los procesadores de operador en el Centro de Control, se requiere una interfaz desarrollada
en técnicas full-graphic con procesamiento en modo local. Debe ser suficientemente amigable
no sólo para la visualización de información, sino también en aquellos casos en los que el
operador deba ingresada manualmente.
La HMI debe proveer las facilidades para supervisar, en tiempo real, todos los datos disponibles
y sus atributos en el sistema SCADA para el proyecto de conducción de agua.
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El Centro de Control a través de la interfaz Hombre-Máquina, se encargará de:
Recibir los datos de niveles, caudales, turbiedad, presión y estado de cada una de las
compuertas y válvulas de todo el sistema de conducción.
Realizar la operación del sistema en forma remota, es decir, desde aquí se envían los
comandos a las compuertas y válvulas para que los actuadores eléctricos actúen y puedan
abrirse o cerrarse, dependiendo de la necesidad en el proceso de operación del sistema.
El sistema de comunicaciones que permita la transmisión de datos, telefonía y video vigilancia,
desde cada una de las estaciones de control remotas ubicadas en las instalaciones de captaciones
y cámara de válvulas con los Centros de Control.
6.2 OPERACIÓN BÁSICAS
A continuación se describe ciertas condiciones de operación que deben cumplir para el normal
funcionamiento del proyecto.
Condiciones preliminares.
Será necesario realizar una serie de operaciones antes de la puesta en marcha del proyecto. Para
ello es importante reunir todos los recursos necesarios y seguir un estricto orden en las
actividades que se proponen a continuación:
Inspección preliminar del sistema.
Operaciones iniciales:
- Verificación de funcionamiento del los medidores de caudal, nivel y presión.
- Verificación de los sistemas de suministro de energía eléctrica.
- Verificación del estado, funcionamiento y posición de las compuertas y válvulas.
- Verificación del sistema de comunicación.
Llenado de la planta, conforme la secuencia inicial de llenado.
Puesta en Marcha Inicial
En la secuencia de arranque debe cumplirse las siguientes precondiciones:
Caudal mínimo en la captación.
Voltaje de control disponible.
Alarmas reseteadas.
Protecciones reseteadas.
Sistema de comunicación disponible.
Válvulas de ingreso a la conducción, abiertas.
Válvulas de desagüe cerradas.
Compuertas de operación cerradas.
Compuertas de mantenimiento cerradas.
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Secuencia de marcha inicial.
La siguiente secuencia y condiciones de control deben ser programadas dentro de los PLC’s o
IED’s y del procesador principal con el propósito de garantizar un adecuado funcionamiento del
sistema de conducción.
a) Verificar la posición del selector Manual – Local/Automático – Local/Automático Remoto.
b) Verificar que esté disponible el voltaje de control y las protecciones y alarmas reseteadas.
c) Verificar que la compuerta de mantenimiento del desripiador esté abierta.
d) Verificar que las compuertas de mantenimiento estén cerradas.
e) Verificar que las válvulas de principal al final de la conducción este cerrada.
f) Verificar que las válvulas de seguridad esté abierta.
g) Verificar la posición de las válvulas de aire de la conducción.
h) Verificar que las válvulas de desagüe estén cerradas.
i) Verificar que esté disponible el voltaje de control y las protecciones y alarmas reseteadas.
j) Enviar señal para abrir la compuerta de operación estén abiertas, para permitir el ingreso del
agua al desarenador.
k) Enviar señal para cerrar la compuerta de mantenimiento del desripiador, en la captación.
l) Verificar el funcionamiento de los sensores.
m) Verificar la calidad del agua.
n) Verificar que las válvulas principales de ingreso a la conducción estén cerradas.
o) Verificar que el nivel de agua en el tanque de carga de la captación sea mayor que el nivel
mínimo normal.
Si es menor no se procede al llenado de la tubería de conducción.
Si el nivel de agua es menor al nivel crítico mínimo, no se permitirá la puesta en
funcionamiento o se procederá a la paralización total.
Si el nivel de agua es igual al nivel de operación, se enviará señal para abrir en forma
regulada (5%) la válvula principal, ubicada en la captación.
p) Verificar durante el proceso de llenado de la tubería el accionamiento de las válvulas de aire
y niveles de agua al ingreso de la conducción.
q) Abrir la válvula principal ubicada en la captación, al 100% cuando la conducción esté
completamente llena.
r) Verificar la estanqueidad del sistema de conducción.
s) Enviar señal de apertura de la válvula al final de la conducción, la apertura de esta válvula
debe ser regulada, de manera que el ingreso y salida de agua al sistema sea proporcional;
para lo cual se requiere de un lazo de regulación de caudal.
Secuencia de cierre de emergencia.
La siguiente secuencia y condiciones de control deben ser programadas dentro de los PLC’s o
IED’s y del procesador principal con el propósito de garantizar el estado de la conducción,
debido al golpe de ariete que se puede presentar.
a) Si durante la operación normal del sistema de conducción de agua potable, se produce una
ruptura en la tubería de conducción, ubicada en su parte media inferior, el sistema de
SCADA, a través de los sensores de presión y de caudal, ubicado en la válvula de
sobrevelocidad y en la descarga respectivamente, establecerán una variación de presión y
caudal, con lo cual se dará la consigna de cierre de la válvula de sobrevelocidad.
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b) El lazo de regulación del sistema de conducción no debe ejecutarse.
c) Las válvulas ubicadas al inicio de la conducción deben tener la consigna de no cerrar, esto
para evitar daños debido al golpe de “ariete”.
d) Se activará la alarma.
e) Se procederá a la apertura de la compuerta del desripiador y al cierre de las compuertas
ubicadas en el desarenador, para las captaciones que se encuentren en operación.
f) Se dará la consigna de cierre de la válvula de admisión al sistema de conducción.
Lazo de Regulación.
La siguiente secuencia y condiciones de control deben ser programadas dentro de los PLC’s o
IED’s y del procesador principal con el propósito de garantizar un adecuado funcionamiento del
sistema de conducción de agua potable.
a) Con el propósito de mantener un caudal constante, igual a 1 m3/s, es decir, el caudal de
ingreso debe ser igual al caudal de salida, es necesario realizar un lazo de regulación a las
válvulas ubicadas en el ingreso y salida de la conducción.