Introducció
L'enginyeria de subministrament d'aigua subterrània és un aspecte important de l'enginyeria civil que s'ocupa de proporcionar aigua potable neta i segura a les poblacions urbanes i rurals. Els sistemes de bombeig utilitzats en el subministrament d'aigua subterrània tenen un paper fonamental en el lliurament d'aigua amb èxit a les llars i les empreses. Aquest article se centra en els tipus de bombes que s'utilitzen en els sistemes de subministrament d'aigua subterrània, els seus principis de funcionament, avantatges i desavantatges i els factors que els enginyers tenen en compte a l'hora de seleccionar el sistema de bombeig adequat.
Tipus de bombes
Hi ha diversos tipus de bombes utilitzades en el subministrament d'aigua subterrània, cadascuna amb les seves característiques i avantatges úniques. Això inclou:
1. Bombes submergibles
2. Bombes de turbina de pou profund
3. Bombes de turbina vertical
4. Bombes de caixa dividida horitzontal
5. Bombes de cabal axial
6. Bombes de cabal radial
Bombes submergibles
Les bombes submergibles s'utilitzen àmpliament en sistemes de subministrament d'aigua subterrània perquè són eficients, fiables i requereixen un manteniment mínim. Com el seu nom indica, les bombes submergibles s'instal·len sota l'aigua i estan dissenyades per empènyer l'aigua a la superfície. Consten d'una unitat de motor i bomba que estan tancades hermèticament en una carcassa cilíndrica. El disseny de la bomba submergible li permet funcionar de manera silenciosa i eficient, la qual cosa la converteix en una opció popular per als sistemes de subministrament d'aigua domèstic.
Un altre avantatge de les bombes submergibles és que es poden instal·lar en qualsevol posició, ja sigui vertical o horitzontal. Aquesta característica els fa ideals per a pous amb espai limitat. Tanmateix, les bombes submergibles no són adequades per a pous amb una profunditat de més de 1000 peus.
Bombes de turbina de pous profunds
Les bombes de turbina de pou profund s'utilitzen en sistemes de subministrament d'aigua subterranis on la font d'aigua té més de 1000 peus de profunditat. Consten d'un eix vertical connectat a una sèrie d'impulsors. Els impulsors estan muntats sobre un eix comú i estan envoltats per un difusor que dirigeix el flux d'aigua. Les bombes de turbina de pou profund es poden instal·lar en pous de fins a 500 peus de profunditat.
Un dels avantatges de les bombes de turbina de pous profunds és la seva capacitat per lliurar grans volums d'aigua a una pressió constant, cosa que les fa ideals per a aplicacions industrials i agrícoles. També són fàcils d'instal·lar i mantenir.
Bombes de turbina vertical
Les bombes de turbina verticals són similars a les bombes de turbina de pous profunds, però tenen un impulsor de diàmetre més gran i es poden instal·lar en pous de fins a 2000 peus de profunditat. Sovint s'utilitzen en sistemes municipals de subministrament d'aigua, on poden subministrar aigua a grans poblacions a pressió constant.
Un dels avantatges de les bombes de turbina vertical és la seva alta eficiència, que pot arribar al 90%. Això vol dir que poden subministrar aigua a un cost més baix que altres sistemes de bombeig. Tanmateix, requereixen un procés d'instal·lació complex i el seu manteniment pot ser car.
Bombes de caixa dividida horitzontal
Les bombes de caixa dividida horitzontal s'utilitzen en sistemes de subministrament d'aigua subterranis on es requereixen cabals elevats. Consten d'una carcassa que es divideix horitzontalment per accedir a l'impulsor. L'impulsor està muntat en un eix comú i es pot girar per canviar el flux d'aigua. Les bombes de caixa dividida horitzontal s'utilitzen habitualment als sistemes de subministrament d'aigua municipals, on poden subministrar aigua a grans poblacions amb un cabal elevat.
Un dels avantatges de les bombes de caixa dividida horitzontal és la seva capacitat per lliurar grans volums d'aigua de manera eficient. També són fàcils de mantenir i són menys costosos que altres sistemes de bombeig. No obstant això, no són adequats per a aplicacions d'alta pressió.
Bombes de flux axial
Les bombes de cabal axial s'utilitzen en sistemes de subministrament d'aigua subterranis on es requereixen cabals elevats a baixes elevacions. Consten d'una hèlix que està muntada sobre un eix comú i que es pot girar per canviar el cabal de l'aigua. Les bombes de cabal axial s'utilitzen habitualment en sistemes de reg, on poden proporcionar aigua als cultius amb un cabal elevat.
Un dels avantatges de les bombes de flux axial és la seva alta eficiència, que pot arribar al 85%. Això vol dir que poden subministrar aigua a un cost més baix que altres sistemes de bombeig. Tanmateix, requereixen un procés d'instal·lació complex i el seu manteniment pot ser car.
Bombes de flux radial
Les bombes de cabal radial s'utilitzen en sistemes de subministrament d'aigua subterrània on es requereixen cabals elevats a altes cabals. Consten d'un impulsor que està muntat sobre un eix comú i que es pot girar per canviar el flux d'aigua. Les bombes de flux radial s'utilitzen habitualment a les plantes de tractament d'aigua, on poden subministrar aigua a grans poblacions a alta pressió.
Un dels avantatges de les bombes de flux radial és la seva capacitat de lliurar grans volums d'aigua a alta pressió. També són fàcils de mantenir i són menys costosos que altres sistemes de bombeig. No obstant això, no són adequats per a aplicacions de cap baix.
Factors a tenir en compte a l'hora de seleccionar un sistema de bombeig
A l'hora de seleccionar un sistema de bombeig per a un sistema de subministrament d'aigua subterrani, els enginyers tenen en compte diversos factors, com ara:
1. Demanda d'aigua
2. Capçal estàtic i capçal dinàmic
3. Distància entre la font i la destinació
4. Tipus de font d'aigua (aigües subterrànies o superficials)
5. Qualitat de l'aigua
6. Font d'alimentació
7. Factors ambientals (temperatura, humitat, etc.)
Conclusió
En conclusió, els sistemes de subministrament d'aigua subterrànies tenen un paper crític a l'hora de proporcionar aigua potable neta i segura a les poblacions urbanes i rurals. Els sistemes de bombeig utilitzats en aquests sistemes estan dissenyats per empènyer l'aigua des de la font fins a la superfície i lliurar-la a les llars i empreses. Hi ha diversos tipus de bombes utilitzades en el subministrament d'aigua subterrània, cadascuna amb les seves característiques i avantatges úniques. La selecció del sistema de bombeig adequat depèn de diversos factors, com ara la demanda d'aigua, el capçal estàtic i el cap dinàmic, la distància entre la font i la destinació, el tipus de font d'aigua, la qualitat de l'aigua, el subministrament d'energia i els factors ambientals. En seleccionar el sistema de bombeig adequat, els enginyers poden assegurar-se que l'aigua es lliura als usuaris finals de manera segura i eficient.