La solución fácil y económica al monstruo de las cloacas

El alcantarillado tropieza cada vez más con los «malos hábitos» de la población, como tirar las toallitas húmedas por el inodoro. Que se obstruyan las bombas es algo habitual y resolver este problema conlleva tiempo y dinero. La buena noticia es que estas obstrucciones de las bombas se pueden evitar con la instalación de trituradoras de dos ejes, como lo demuestran tres análisis de casos reales.

Los sistemas actuales que transportan aguas residuales deben cumplir una amplia variedad de requisitos. Muchas plantas alcanzan un alto grado de fiabilidad gracias a la instalación de equipos redundantes de bombeo. Por otro lado, los operarios precisan del equipamiento necesario para intervenir en caso de fuertes lluvias o actuar ante fluctuaciones meteorológicas extremas. Por último, el transporte de aguas residuales debe ser eficiente en cuanto a recursos y energía. Las bombas trabajan durante periodos de tiempo relativamente prolongados, por lo que su eficiencia es de suma importancia.

Además de estos aspectos complejos, los operadores de una planta deben afrontar otros desafíos fundamentales. Los hábitos de la población en cuanto a los residuos están cambiando. Durante mucho tiempo, las toallitas húmedas se reservaban para el cuidado infantil, pero hoy son un elemento más de la higiene diaria que tras su uso terminan en el inodoro. Los tampones, los protegeslips y las compresas también se tiran de forma incorrecta, incluso también algunos textiles como la ropa en particular, acaban en las redes de alcantarillado. 

Cuando llegan al alcantarillado, los productos sanitarios y textiles se convierten en un problema para el equipo que trabaja allí. Debido a las fibras que contienen, las toallitas húmedas no se desintegran con tanta facilidad como el papel higiénico. En su lugar, forman nudos y, poco a poco, acaban obstruyendo bombas y tuberías. Incluso las bombas centrífugas se ven forzadas a trabajar más allá de los límites de sus capacidades. En las estaciones de bombeo y en las plantas de tratamiento de aguas residuales, la eliminación de obstrucciones se ha convertido en parte de la rutina semanal, lo que se ha traducido en un aumento de los costes de mantenimiento para las empresas de alcantarillado y las municipalidades que gestionan redes de saneamiento y EDAR.

Como solución a los problemas de bombeo causados por las madejas de fibras se están instalando cada vez más trituradores de dos ejes antes del bombeo. Estos equipos protegen las bombas triturando los sólidos gruesos y evitando así problemas de operación. Los avanzados equipos de hoy en día requieren poca potencia cuando están inactivos, y sus bajas velocidades proporcionan un par de giro alto para cortar los cuerpos extraños cuando sea necesario. Las herramientas de trituración altamente desarrolladas permiten aplicar fuerzas elevadas, convirtiendo los trituradores en herramientas potentes y eficaces. Al mismo tiempo, los componentes resistentes al desgaste implican menos costes operativos. 

Debido al poco espacio disponible en las platas, los trituradores de dos ejes están disponibles en varios modelos, todos ellos compactos, a fin de permitir su instalación incluso en espacios reducidos. Los diseños optimizados admiten caudales elevados y, al mismo tiempo, aseguran un bajo desembolso de capital. Además de la configuración estándar, similar a la instalación de bombas en cámara seca existen modelos compactos en línea para adecuar el espacio de manera eficiente así como diseños para pozos de bombeo y canales. También existen modelos de acero inoxidable para aguas residuales agresivas o motores sumergibles.

Esta amplia variedad es necesaria para ofrecer soluciones a toda la gama de aplicaciones y escenarios de instalación que se encuentran en la práctica. El triturador de dos ejes debe cumplir con los requisitos específicos de la aplicación de tecnología de aguas residuales.

Ropa frente a bombas

Como en el caso de la organización Neinstedter Anstalten, fundación benéfica privada situada en el distrito alemán de Harz, los servicios que ofrece proporcionan desde alojamiento y empleo en la comunidad hasta apoyo vital o cuidado en el hogar. 
Las aguas residuales de Neinstedter Anstalten, en total cerca de 40 m3 por hora, fluyen hacia el sistema de alcantarillado público. Debido a contaminantes de gran tamaño, como prendas de vestir, se producían constantes averías en la red pública de alcantarillado e incluso daños en las bombas. Las etiquetas de estas prendas ayudaron a identificar su origen en Neinstedter Anstalten. 

El organismo conjunto de Ostharz para el tratamiento del agua y la eliminación de aguas residuales, que gestiona el sistema de alcantarillado público, obligó a Neinstedter Anstalten a eliminar o triturar los materiales gruesos. Por razones económicas, la fundación decidió instalar un triturador. Cuando en 2009 buscaron el equipo adecuado, eligieron el XRipper XRS186-130Q de Vogelsang. 

«Desde entonces, no hemos recibido más quejas», declaró Frederec Preuss, ingeniero de planta de Neinstedter Anstalten. Otros controles realizados por el organismo encargado de la eliminación de aguas residuales no revelaron nuevos problemas y confirmaron que los sólidos se trituraban de manera óptima.

Las toallitas húmedas no tienen la más mínima posibilidad

La asociación de autoridades locales de Wonnegau, en el suroeste de Alemania, comprende la ciudad de Osthofen y diez localidades de más pequeñas. Parte de las aguas residuales de la zona se transportan a una planta de tratamiento de aguas residuales situada en Worms. Con una capacidad de tratamiento de 180.000 he, esta planta es lo suficientemente grande como para tratar las aguas residuales que proceden del área de la asociación de autoridades locales. Para bombear las aguas residuales a Worms, se construyó una estación de bombeo en Osthofen, en la década de 1980, que se ha ido ampliando desde entonces. A ella se conectan cerca de 8000 habitantes, así como tres residencias de ancianos, tres guarderías y una zona industrial. 

Las bombas de fosa seca se utilizan para bombear las aguas residuales hasta la altura de la calle. A continuación, fluyen por gravedad hasta la planta de tratamiento de aguas residuales de Worms. Para ello, la estación de bombeo está equipada con tres bombas centrífugas para aguas residuales y cuatro bombas más para aguas residuales y pluviales. Debido a las condiciones locales especiales, es preciso guardar una gran capacidad de bombeo como reserva en caso de lluvia. Un edificio contiguo aloja otras cuatro bombas de aguas pluviales de gran tamaño, así en épocas de fuertes lluvias, estas bombas transportan el agua acumulada que luego fluye por una acequia hasta un área de contención de aguas pluviales.  

La bomba centrífuga de menor tamaño trata la mayor parte de las aguas residuales con una capacidad de bombeo de 30 l/s (aproximadamente 108 m3/h). La bomba funciona con un motor de 5,5 kW durante un promedio de unas 20 horas al día, con breves interrupciones, dependiendo de la cantidad de agua que reciba.

Los productos sanitarios, especialmente las toallitas húmedas, dificultan constantemente el funcionamiento de la bomba principal, la cual debía abrirse una o dos veces por semana para eliminar la obstrucción.  El mantenimiento requería que dos empleados extrajeran cerca de 50 l de material atascado en la bomba y en las tuberías, para lo que necesitaban dos horas, contando la preparación y el trabajo auxiliar.

Para eliminar a largo plazo los problemas de la bomba y el atasco causado por las toallitas y otros materiales gruesos, la asociación local instaló un triturador de dos ejes. El equipo tenía que cumplir tres requisitos: el propio personal de la asociación debía poder realizar los trabajos de mantenimiento y sustituir las piezas necesarias. Como algunos proveedores exigen que la máquina sea devuelta para la sustitución de piezas, no todos ellos podían cumplir este requisito. El control independiente era una necesidad esencial para limitar las actuaciones en el control existente y evitar que se modificaran sus armarios de distribución. Además, los espacios reducidos de la estación de bombeo implicaban que las dimensiones y el diseño del equipo debían coincidir con las condiciones de la instalación, a fin de facilitar un servicio y un mantenimiento directos en el espacio disponible.

Un ajuste exacto para espacios reducidos

Los empleados de la estación de bombeo pueden realizar trabajos de mantenimiento o de reparación en el XRipper XRP de Vogelsang, instalado a finales de 2015, sin necesidad de trasladarlo y sin precisar para ello apenas herramientas o formación. Para ello, la unidad de accionamiento puede sacarse de la carcasa con un pequeño polispasto de cadena, junto con los ejes y las cuchillas. De este modo, el trabajo de mantenimiento puede realizarse en un lugar más espacioso. Partes del XRipper, como las cuchillas, sellos mecánicos y las juntas son de fácil acceso y, por lo tanto, rápidos de reemplazar. 

Como el motor va montado sobre el equipo, su tamaño es pequeño, lo que le hace adecuado para su instalación en espacios muy reducidos, como la estación de bombeo de Osthofen. El triturador pudo integrarse fácilmente en las tuberías existentes como una instalación en línea, requiriendo un trabajo estructural mínimo. 

El triturador de dos ejes XRipper se controla desde un armario de control. Tanto el arranque como la parada de la bomba tienen un efecto directo sobre el triturador. En caso de averías, ambos equipos se detienen automáticamente. En línea con los requisitos de la asociación de autoridades locales, el equipo de control existente apenas requería pequeñas modificaciones.

Adiós a las obstrucciones

El triturador utilizado trata el material de gran volumen de las aguas residuales, como toallitas húmedas o productos sanitarios, y los reduce a un tamaño manejable. De este modo, los equipos de bombeo trabajan con una carga menor de sólidos de gran tamaño y se evitan fallos provocados por obstrucciones e interrupciones del servicio. Las bajas velocidades y el alto par de giro del equipo ayudan a evitar obstrucciones, bloqueos y daños en la bomba, con un bajo consumo.

Una inversión rentable

«Desde su puesta en marcha a principios de enero de 2016, la bomba y el XRipper trabajan sin problemas. Ya no hay obstrucciones», afirma el supervisor de la planta Heiko Schuch. Desde que se instaló el triturador, se ha asegurado el buen funcionamiento sin interrupciones de la bomba principal de aguas residuales. Además, esta actuación ha sido rentable para la asociación de autoridades locales. La electricidad adicional que requiere el XRipper se compensa con el menor consumo de la bomba centrífuga. Y gracias al funcionamiento sin problemas de la bomba, la asociación ahorra más de 200 horas de trabajo de mantenimiento al año.

Una combinación fatal: productos sanitarios y paños de limpieza

La planta de tratamiento de aguas residuales de Dülmen, propiedad del organismo responsable de aguas de Lippeverband, Alemania, está diseñada para 55 000 he. El supervisor de planta Helmut Wissing está abierto a nuevas ideas y a la constante optimización de los procesos de la planta. La localidad de Merfeld está conectada con una estación de bombeo. Hasta mediados de la década de 1990, una pequeña planta de tratamiento de aguas residuales trataba localmente las aguas residuales del municipio. Después de desmantelar la planta, se instaló una estación de bombeo. Su diseño es redundante y está equipada con tres bombas sumergibles, dos de las cuales alcanzan hasta los 15 l/s. Además, se colocó una bomba de 35 l/s de capacidad. Para las operaciones normales de bombeo, basta con una de las bombas más pequeñas; pero en épocas de fuertes lluvias, la bomba de mayor tamaño ofrece la capacidad requerida. 

Las bombas tienen el tamaño adecuado para impulsar las aguas residuales domésticas desde la zona residencial hasta la planta de tratamiento situada a 8 km de Dülmen. No hay operaciones comerciales o industriales conectadas a la red. La estación de bombeo podría realizar su trabajo sin dificultad si no fuera por los textiles y productos sanitarios de las aguas residuales que, una y otra vez, bloqueaban el funcionamiento de las bombas. 

Una pequeña área con residencias vacacionales representaba otra fuente de problemas. Las aguas residuales se recogían allí antes de propulsarse neumáticamente a la estación de bombeo situada a 10 km de Merfeld. Como estas casas solían ocuparse solo los fines de semana, los desechos y los objetos de gran tamaño se acumulaban y amontonaban en la fosa antes de transportarse por aire comprimido a Merfeld en densas acumulaciones. 

Además de las toallitas húmedas, los paños de limpieza eran a menudo los responsables de obstruir la estación de bombeo. Toallas, ropa interior y medias de nailon también causaban problemas en las bombas. Al menos una vez por semana, dos empleados debían salir para reparar las averías. Esto les llevaba un promedio de hora y media, tiempo que podrían haber dedicado a otra actividad.

Las soluciones probadas con bombas trituradoras no resultaban adecuadas a largo plazo. Transcurrido cierto tiempo, las piedras y la gravilla de las aguas residuales afectaban a su funcionamiento. Las rejillas se descartaron como opción para eliminar los desechos y materiales gruesos debido a la gran inversión necesaria y a la dificultad y el coste de la operación. 

En una reunión con Vogelsang, una opción alternativa llamó la atención del supervisor de planta Wissing: el triturador de aguas residuales XRipper XRC-SIK. Gracias a los rotores monolíticos Ripper, incluso las fibras más gruesas pueden triturarse sin problemas. El triturador se adapta a los límites de espacio de la instalación y puede montase de manera sencilla y con poco esfuerzo frente a la entrada de la fosa abierta de la bomba. A fin de comprobar con precisión la fiabilidad del triturador, se acordó una fase de prueba de seis meses.

Desde entonces, las bombas y el XRipper funcionan sin problemas, y los empleados ya no deben recuperar y deshacerse de textiles y productos sanitarios. La prueba demostró la fiabilidad del triturador. «No ha habido un solo caso de obstrucción desde que se instaló el triturador», observó el supervisor de la planta Wissing. Para los trabajos de mantenimiento, un sistema de raíles permite colocar el XRipper frente a la acometida con una grúa, antes de sacarlo. Aunque hasta ahora, no ha sido preciso realizar ningún trabajo de mantenimiento. 

La adquisición del triturador también ha dado sus frutos para el organismo responsable de aguas de Lippeverband en términos financieros. La inversión se ha compensado con el ahorro semanal de mantenimiento. Teniendo en cuenta los costes de energía y otros posibles gastos operativos, incluidas las piezas de desgaste, la inversión se amortizará en pocos años.

En resumen, los cambios en los hábitos de eliminación están creando nuevos desafíos para la tecnología de aguas residuales. Para afrontarlos, muchos municipios y autoridades están desplegando su personal con mayor intensidad. Pero las intervenciones de mantenimiento inusualmente frecuentes también suponen importantes aumentos de costes. Los fabricantes de tecnología de aguas residuales han desarrollado soluciones en forma de trituradores de dos ejes que proporcionan una forma económica de evitar estos problemas. El diseño de estos aparatos es tal que se pueden adaptar a las instalaciones existentes con relativa facilidad. Cuando se trabaja en estrecha colaboración con los fabricantes, los operarios encuentran una forma eficiente y personalizada para evitar fallos en las bombas a largo plazo.