ES2272160A1 - Trasvase y aprovechamiento de aguas fluviales en su salida al mar. - Google Patents
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Abstract
Sistema de trasvase y aprovechamiento de aguas fluviales en su salida al mar. El sistema de trasvase se inicia tomando agua dulce, en el cauce fluvial, mediante tubería que lleva adaptado un sistema filtrador para evitar la entrada de materiales arrastrados por el agua fluvial. El agua pasa un control de calidad del agua a su entrada para cierre de la compuerta de entrada en casos previstos; se traslada por tubería, a través del fondo marino, y retorna a tierra firme al lugar donde se designe, según proyecto adecuado, llevando la conducción hasta un depósito desde el que se distribuye posteriormente. La conducción está dotada de bombas de impulsión u absorción para ayudar al trasvase así como turbinas que proveen energía para las bombas y control del nivel trasvasado para cierre de la entrada.
Description
Sistema de trasvase y aprovechamiento de aguas
fluviales en su salida al mar.
La presente invención se refiere, como dice el
enunciado de esta solicitud, al trasvase de aguas de cauces
fluviales captadas en su salida al mar, a través de unas
conducciones apropiadas al volumen de agua que se requiere
trasvasar, acondicionando las tuberías de la conducción, tanto en
su adecuada fijación al lecho del río para la toma y filtración del
agua, como en el lecho marino hasta su posterior retorno a tierra
firme y su aprovechamiento desde el Depósito/Balsa, Embalse o lugar
apropiado para su almacenamiento y posterior utilización.
Esta invención se aplica, como se explica en
este documento de Solicitud de Patente, en el aprovechamiento de un
bien escaso, como es el agua, en determinadas áreas geográficas en
que dicho bien no cubre las necesidades de uso de la población
actual, por lo que el interés y la importancia social, económica y
ecológica se une a una necesidad real que la sociedad demanda para
mantener los niveles de salud, higiene, trabajo y otros de nuestra
cultura actual.
No se han encontrado invenciones que sirvan de
referencia en este sector de trasvases de agua y que pudieran
servir para marcar pautas o parámetros comparativos. Sin embargo,
es un hecho que países enteros y en otros casos regiones muy
extensas de otros países, padecen una falta de un bien público de
primera necesidad como es el agua, dándose la paradoja, en
determinados casos como es el de España, en que existe un reparto
desigual del agua de las cuencas fluviales, debido a la orografía
del país: la mitad norte tiene un exceso de agua fluvial mientras
que la zona sur y sureste de España, padecen una insuficiencia
crónica de agua. Son miles de Hm^{3} los que las cuencas
fluviales del norte llevan a desembocar en el mar. Por tanto, hay
una cantidad de agua dulce suficiente para atender las necesidades
de la población, aunque su reparto y aprovechamiento son
insuficientes.
El objetivo al que quiere contribuir esta
Patente es el del aprovechamiento del agua fluvial a través del
trasvase, utilizando conducciones adecuadas, del posible exceso de
la cuenca respectiva consiguiendo su retorno a tierra firme, para
ser almacenada en unos depósitos o balsas que permitan disponer de
agua dulce según las necesidades específicas de las áreas
geográficas, con la mejor calidad del agua y con el menor coste
posible. De esta forma se puede contribuir de una forma directa a
los objetivos que la reciente Directiva Marco del Agua ha señalado
para la protección de los recursos naturales.
Son de actualidad las dificultades económicas,
políticas, sociales y medioambientales para realizar trasvases por
el sistema tradicional, de una cuenca de un río a la de otro, y las
enormes inversiones que dichos trasvases requieren. Recientemente,
según uno de los Planes Hidrológicos Nacionales, el trasvase
Ebro-Segura, se estimaba que dicho proyecto
necesitaría una inversión de 4.200 millones de Euros. Similares
inversiones se necesitaran, probablemente, para el Programa
A.G.U.A. actualmente en estudio. Este programa basa una gran parte
de su inversión para la obtención del agua en las zonas designadas,
en la implantación de Unidades desatadoras del agua de mar. Este
objetivo va a representar problemas adicionales de consumo
energético, con el tremendo alza del petróleo que padecemos, así
como riesgos medioambientales para la eliminación de la sal
separada del agua desalinizada y la garantía de calidad del agua
obtenida.
La presente invención se refiere al trasvase de
aguas de cauces fluviales captadas en su salida al mar, a través de
unas conducciones llevadas por el fondo del mar, y apropiadas tanto
al efecto corrosivo como al volumen de agua que se requiere
trasvasar. Las tuberías de la conducción estarán acondicionadas con
una adecuada fijación al lecho del río para la toma y filtración
del agua, así como en el lecho marino y en su posterior retorno a
través de tierra firme al Depósito, Balsa, Embalse o lugar
apropiado para su almacenamiento y posterior utilización.
- La Figura 1 muestra una vista seccionada en
alzada del sistema de trasvase y aprovechamiento de aguas fluviales
en su salida al mar según la presente invención;
- La Figura 2 muestra una vista en planta del
sistema de trasvase y aprovechamiento de aguas fluviales en su
salida al mar según la presente invención;
- Las Figuras 3a, 3b y 3c muestran
respectivamente vistas en planta, en alzado y frontal del punto de
captación del sistema de trasvase y aprovechamiento de aguas
fluviales en su salida al mar según la presente invención.
La tubería para la conducción es el soporte
básico del sistema de trasvase. Esta tubería se inicia en la toma
de agua (2) y unida al sistema de filtrado (3) es la encargada
principal del trasvase del agua dulce del río (A) hasta su
almacenamiento en la Balsa/Depósito (14) situado al final de misma,
en tierra firme. Su diseño puede permitir no sólo el trasvase del
agua sino el "efecto sifón" (S) para lo que el último tramo de
tubería descendente dentro de la Balsa/Depósito tendrá la longitud y
profundidad necesaria para conseguir ese efecto y con ello, una
importante reducción de los gastos energéticos de la energía
producida por las turbinas eléctricas (9). La construcción de la
tubería en materiales anticorrosivos y su fijación (8) al lecho del
cauce del río (C), así como al fondo marino (D) y posteriormente en
tierra firme (E) se harán según la tecnología actual más avanzada,
evitando daños medioambientales. Hay que señalar sin embargo, que
una posible rotura de la conducción en cualquiera de sus tramos no
produciría ningún efecto significativo al ser agua natural el
contenido de dicha tubería. La tubería seguirá un diseño en su
recorrido por el fondo marino que respete las distancias y cotas de
navegación por el mar (B) en todo momento y que será variable según
la distancia que deba recorrer desde el cauce fluvial hasta su
entrada a tierra. De modo indicativo pero no exclusivo, hay que
mencionar que la profundidad máxima, será de unos 25 metros aunque
está profundidad podrá variar según los tramos y las condiciones
del fondo marino respetando siempre la normativa y condiciones
medioambientales. Lo mismo ocurrirá con la distancia de la tubería
respecto a la costa y playas que tendrá que respetar la legislación
aplicable y las condiciones biomarinas existentes.
Las tuberías de conducción del agua serán
diseñadas según los proyectos específicos de cada cuenca fluvial.
Tanto el diámetro de la tubería, en función de los m^{3} de agua
que se van a trasvasar, Página 4 como la longitud de la misma que se
determinará según la distancia desde el cauce fluvial (A) designado
hasta el depósito (14) de agua dulce trasvasada, a través del fondo
marino.
También debe ser parte de cada proyecto de
trasvase de agua fluvial, la posible navegabilidad del río en su
confluencia con el mar por lo que la distancia de la tubería a la
superficie deberá tener en cuenta este factor modificando los
diámetros de la tubería según las condiciones que lo requieran.
La forma y el caudal que tiene cada cuenca de
los diversos ríos y que formará parte, por tanto, de cada proyecto
específico determinará el tamaño y forma de la rejilla de filtrado y
toma del agua dulce. Así, ríos de caudal muy ancho y poco profundo
requerirán una toma de agua de forma ovoide mientras que los ríos
con caudal profundo y ancho suficiente podrán adoptar la tubería
circular.
La tubería de conducción deberá ser siempre de
materiales resistentes a la oxidación y a la corrosión tanto del
agua de río como al agua de mar y aunque los materiales como el
acero inoxidable son de primera elección hay que considerar que la
tecnología moderna produce materiales más económicos y con similares
características de resistencia a la corrosión y a las altas
presiones a que se pueden ver sometidos en el fondo del mar.
La toma de agua dulce se realiza dentro del
cauce del río a una distancia suficiente del mar, entre 100 m a 1
km aproximadamente desde la desembocadura dependiendo de que el
caudal y amplitud del río garantice la condición de agua dulce
mediante la tubería que va a realizar el trasporte del agua y que
está dotada de una boca Figura 3 (2) que se ha ensanchado con el
propósito de conseguir por una parte, una presión positiva sobre la
masa de agua que penetra en dicha tubería lo que produce un
aumento de la velocidad del agua, y por otra parte esa presión
positiva dentro de la tubería, disminuirá la velocidad de entrada
a través de los filtros respecto a la velocidad del agua del cauce
del río, logrando que la presión del agua sobre los filtros de
entrada facilite un mejor arrastre de las suciedades que los filtros
retienen.
El filtro inicial está acoplado herméticamente
en el ensanchamiento de la toma de agua de la tubería de
conducción y consiste en una rejilla en forma de cono o de quilla
cuya función es realizar la filtración del agua, evitando así que la
tubería de conducción transporte el material de arrastre que
habitualmente llevan los cauces fluviales, de tal forma que permita
el paso libremente del agua. Las medidas de estos filtros variarán
de acuerdo al tamaño de la tubería y a las condiciones de las aguas
de cada río en concreto. La forma de las lamas de esta rejilla
filtradora están construidas de tal forma que la propia corriente
del río y la presión interior de la tubería permiten una limpieza
casi constante reduciendo en parte su posterior limpieza y
mantenimiento.
A una distancia corta de la boca de la tubería,
una vez pasada la zona de filtrado, está instalado un dispositivo
programable y conectado a la Estación de servicio externa del
trasvase mediante el cual se puede determinar automáticamente la
calidad del agua del río que penetra en el sistema. Se determinan
algunos parámetros que han sido previamente definidos según la
calidad habitual del Página 5 agua concernida, pH, y conductividad
principalmente. El dispositivo de control de calidad del agua
instalado junto a la entrada de agua en el sistema tiene por objeto
permitir el cierre de la Compuerta de entrada desde la Estación de
servicio evitando la entrada de agua en pobres condiciones de
calidad.
Como se ha mencionado en el párrafo anterior
esta compuerta está prevista para el cierre del sistema tanto por
las malas condiciones de entrada de agua, como por otras que lo
hagan necesario según la operativa del trasvase. Para ello la
Estación de servicio Figura 1 (F) puede actuar en cualquier momento
cerrando el paso del agua. Algunos ejemplos pueden ser, las
revisiones y reparaciones técnicas del sistema, el nivel de agua
alcanzado en el depósito receptor del agua del trasvase que estará
dotado de una boya o sistema de control (13) del nivel máximo
alcanzable.
El sistema de trasvase está diseñado de forma
que el agua, una vez pasado el sistema de filtración, inundará las
conducciones y por el principio de vasos comunicantes alcanzará un
nivel (N)igual al de origen
-en el caudal del río donde se haya efectuado la toma-, en el punto de la conducción donde inicia su subida, a través de la tubería, para volver sobre tierra firme nuevamente. Para superar el nivel de vasos comunicantes y continuar el paso del agua dulce hasta el depósito, el sistema incorpora las bombas de impulsión, ver Figura 1 (6) necesarias, tanto al principio de la conducción como debajo del punto en que se alcanza el nivel de vasos comunicantes en la tubería ascendente para subir a tierra firme. Estas bombas de impulsión permiten rebasar dicho nivel de vasos comunicantes y continuar el trasvase hasta el final de su recorrido. En trasvases de largo recorrido es posible que haya que incorporar bombas de impulsión adicionales para salvar desniveles del fondo marino.
-en el caudal del río donde se haya efectuado la toma-, en el punto de la conducción donde inicia su subida, a través de la tubería, para volver sobre tierra firme nuevamente. Para superar el nivel de vasos comunicantes y continuar el paso del agua dulce hasta el depósito, el sistema incorpora las bombas de impulsión, ver Figura 1 (6) necesarias, tanto al principio de la conducción como debajo del punto en que se alcanza el nivel de vasos comunicantes en la tubería ascendente para subir a tierra firme. Estas bombas de impulsión permiten rebasar dicho nivel de vasos comunicantes y continuar el trasvase hasta el final de su recorrido. En trasvases de largo recorrido es posible que haya que incorporar bombas de impulsión adicionales para salvar desniveles del fondo marino.
La bomba de aspiración es la parte de sistema de
trasvase que se encuentra situada en la tubería que conduce el agua
por encima de tierra firme, hasta el depósito de almacenamiento.
Esta Bomba tiene la misión de suplementar a las Bombas de impulsión
a fin de mantener un flujo constante a la velocidad que se determine
en cada proyecto de cuenca fluvial.
Las tuberías llevarán fijación adecuada tanto al
lecho fluvial como al fondo marino, según las técnicas actualmente
en uso. La tubería en el punto de toma de agua y filtrado deberá
fijarse al cauce fluvial de tal forma que permita el libre paso de
los arrastres naturales del agua tanto por los costados de la
tubería como por la parte inferior, por lo que la distancia
vertical desde la parte inferior de la tubería al fondo o suelo del
cauce variará según las condiciones de cada río, pero puede
estimarse entre 50 y 100 cm.
En las tuberías descendentes de la conducción de
agua, a la salida del canal fluvial bajando a la zona del fondo
marino y también en la bajada de la tubería al Depósito/Balsa de
agua trasvasada, se encuentran instaladas unas turbinas eléctricas,
cuya finalidad es aprovechar el impulso del agua para generar la
electricidad que sea luego utilizable por las bombas de impulsión y
aspiración de agua.
La conexión eléctrica es necesaria
principalmente entre la Estación de servicio, el control de calidad
del agua, la compuerta de cierre del trasvase, las turbinas de
generación eléctrica, las bombas de impulsión y aspiración y la boya
del sistema de nivel de llenado del depósito final, y está
soportada por la tubería de conducción a la que presta servicio y
debe cumplir la normativa vigente.
La tubería está dotada durante su recorrido por
el fondo marino de unas válvulas que le permiten purgar
automáticamente las bolsas de aire que se forman por la entrada
inicial del agua del río en la tubería de conducción, desniveles del
fondo, marino así como por posibles ajustes o averías en la
conducción de agua.
A pesar del sistema de filtrado instalado en el
inicio de la toma de agua del río es previsible que el agua arrastre
arena, tierra y otras partículas menores que vayan depositándose en
determinadas zonas de la tubería, principalmente en los tramos
ascendentes. Por ello la conducción lleva incorporadas unas
trampillas de control remoto, a través de la Estación de servicio
que permiten el drenaje de dichos materiales.
Una vez que se produce la llegada de agua al
Depósito/Balsa del trasvase y el llenado del mismo es necesario
mantener un nivel máximo que evite el desbordamiento y pérdida del
agua que se trasvasa así como un nivel mínimo que cubra las
necesidades del Depósito. Para ello el Depósito tendrá instalado un
control de los niveles mediante una boya u otro sistema que se
desee utilizar para el mantenimiento de dichos niveles. En control
del nivel máximo mandará el cierre de la Compuerta de entrada al
sistema del trasvase. El uso posterior que se haga de este agua
trasvasada supondrá un vaciado del Depósito/Balsa y con ello la
pérdida del nivel máximo por lo que la Boya de nivel enviará la
orden de apertura a la Compuerta de entrada empezando de nuevo el
trasvase desde el cauce fluvial.
Al final de la tubería de conducción se
encuentra el Depósito/Balsa en que se almacenará en agua
trasvasada. Las características de construcción de este Depósito
serán similares a las que se han proyectado para las
Balsas/Depósitos de los actuales trasvases terrestres en cuanto a
impermeabilización y materiales de construcción usados. Sin
embargo, será muy importante conseguir que la profundidad de dicho
Depósito sea la adecuada para permitir el efecto sifón antes
mencionado. Este efecto sifón no es imprescindible para el objeto
de este trasvase pero puede representar una ventaja competitiva
adicional con otros sistemas de aprovechamiento de aguas tal como
las Plantas desaladoras que utilizan agua del mar.
El objetivo final de este trasvase es tener agua
dulce recuperada de un cauce fluvial para que desde este
Depósito/Balsa pueda trasvasarse, como en los actuales trasvases
terrestres a otros depósitos o balsas que sirvan a los fines
últimos que se han señalado, a modo informativo pero no exclusivo,
en este documento y que son principalmente: uso urbano incluso el
potable, uso agrícola o terrenos de esparcimiento y deporte. Para
ello se diseñaran las conducciones e instalaciones purificadoras y
de control de calidad que sean requeridas según la legislación
vigente para el acondicionamiento final de esas aguas.
El trasvase que se solicita patentar representa
una alternativa eficiente en beneficios medioambientales,
económicos, sociales, calidad del agua obtenida comparado con las
actuales Plantas desaladoras.
Claims (6)
1. Sistema de trasvase y aprovechamiento de
aguas fluviales en su salida al mar caracterizado porque
comprende una tubería de conducción (1) de material inoxidable, un
sistema de toma de agua (2) y de filtración (3) del agua fluvial a
través de una rejilla inoxidable, estando instaladas en dicha
tubería (1) bombas de impulsión (6) y de aspiración (7) que ayudan
a trasvasar el agua dulce (A) por el fondo del mar a una
profundidad adecuada a las normas legales y a una distancia
suficiente según dichas normas, hasta un Depósito/Balsa (14) de
almacenamiento.
2. Sistema de trasvase según la reivindicación 1
caracterizado porque la tubería de conducción (1) se halla
sujeta y sostenida por unos anclajes de sujeción (8) al cauce del
río (C) y al fondo del mar (D), estando instaladas en dicha tubería
(1) unas turbinas (9) para generación eléctrica y una conducción
eléctrica (10) a través de la que se alimentan las bombas de
impulsión (6) y de aspiración (7) bajo el control de la Estación de
servicio (F) en tierra firme.
3. Sistema de trasvase según las
reivindicaciones 1 y 2 caracterizado porque comprende un
dispositivo analítico (4) de control de calidad del agua que permite
mantener los parámetros adecuados de calidad del agua para el
trasvase, accionando una compuerta (5) de apertura o cierre de la
tubería de conducción (1) en los casos en que la entrada de agua
del río sea o no sea adecuada para su trasvase, automáticamente o a
través de la Estación de servicio (F).
4. Sistema de trasvase según las
reivindicaciones 1, 2 y 3 caracterizado porque comprende
válvulas (11) de purgado automático de aire situadas a los largo de
la tubería de conducción (1), en los puntos más elevados de la
misma, atendiendo a la orografía del fondo del mar, así como
trampillas (12) situadas en las zonas de depósito de materiales de
arrastre del agua del río que permiten su apertura automática
eléctricamente o desde la Estación de servicio (F) para el drenaje
limpieza de dichos arrastres.
5. Sistema de trasvase según las
reivindicaciones 1, 2, 3 y 4 caracterizado porque comprende
un sistema de control (13) de nivel del agua dulce trasvasada y
almacenada en el Depósito/Balsa (14) de almacenamiento que permite
enviar la señal de límite de llenado a la Estación de servicio (F)
para el correspondiente cierre de la compuerta (5) de entrada al
trasvase.
6. Sistema de trasvase según las
reivindicaciones 1, 2, 3, 4 y 5 caracterizado porque la
tubería de conducción (1) se introduce en el Depósito/Balsa (14) de
almacenamiento hasta una profundidad suficiente para que el agua
trasvasada utilice el "efecto sifón" consiguiendo un flujo
constante del agua del río a través de la tubería de conducción
(1).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200501187A ES2272160B1 (es) | 2005-05-16 | 2005-05-16 | Sistema de trasvase y aprovechamiento de aguas fluviales en su salida al mar. |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| ES200501187A ES2272160B1 (es) | 2005-05-16 | 2005-05-16 | Sistema de trasvase y aprovechamiento de aguas fluviales en su salida al mar. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2272160A1 true ES2272160A1 (es) | 2007-04-16 |
| ES2272160B1 ES2272160B1 (es) | 2008-03-16 |
Family
ID=38324988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200501187A Active ES2272160B1 (es) | 2005-05-16 | 2005-05-16 | Sistema de trasvase y aprovechamiento de aguas fluviales en su salida al mar. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2272160B1 (es) |
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| CN113265977A (zh) * | 2021-04-09 | 2021-08-17 | 宁波市鄞州区水利水电勘测设计院 | 一种水闸、泵站联合排涝系统 |
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2005
- 2005-05-16 ES ES200501187A patent/ES2272160B1/es active Active
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|---|---|
| ES2272160B1 (es) | 2008-03-16 |
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| EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20070416 Kind code of ref document: A1 |
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| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2272160B1 Country of ref document: ES |
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| NE2A | Request for restoration |
Effective date: 20180904 |