¿Cómo utilizamos la gravedad en los sistemas de suministro de agua? Importancia de la gravedad para bombas, sistemas de agua y presión.
Las ciudades, pueblos y muchas casas de campo tienen sistemas que suministran agua a presión. Esta presión hace que el agua fluya por los grifos y las boquillas de las mangueras. La forma más fácil de mantener la presión es utilizar la gravedad. Un embalse se construye en lo alto de una colina o en las montañas. A menudo, el embalse se construye construyendo una presa a lo largo del valle de un arroyo. El agua del lago artificial detrás de la presa llega a las tuberías que conducen a la ciudad. La gravedad tira del agua hacia abajo. El lugar por donde el agua corre hacia las tuberías es mucho más alto que los grifos de la ciudad. Entonces, en todas las partes inferiores del sistema de agua hay una gran presión. Cuando abre un grifo, esta presión expulsa el agua.
Si se usa poca o ninguna agua, cada pie que el agua esté más alto que un grifo causa una presión de .43 libras por pulgada cuadrada. Suponga que el agua en un depósito está a 100 pies por encima del grifo.
La presión en el grifo será de aproximadamente 43 libras por pulgada cuadrada. Se trata de la presión adecuada para un sistema de agua de la ciudad. Sin embargo, si el agua corre por las tuberías rápidamente, la presión es algo menor. La fricción entre el agua y las tuberías retiene un poco el agua. Por lo tanto, el agua no puede llegar al grifo lo suficientemente rápido como para mantener la presión tan alta como cuando el agua está parada.
La ciudad de Nueva York y Los Ángeles obtienen la mayor parte del agua por gravedad de depósitos a muchas millas de distancia. A medida que estas ciudades han crecido, se ha necesitado cada vez más agua. De modo que los ingenieros tuvieron que ir más y más lejos para encontrar lugares para depósitos. Parte del agua que se usa en la ciudad de Nueva York proviene de las montañas Catskill a través de tuberías y túneles de 127 millas de largo. En su descenso, el agua pasa por colinas y bajo ríos. El agua de un depósito superior fluye hacia otro depósito más abajo, que está cerca de la ciudad. Luego, el agua entra en túneles y tuberías que van por debajo de las calles hasta los edificios.
Para evitar la alta presión, el agua se lleva a la ciudad en varias etapas. Desde la parte trasera de una presa, el agua corre a través de una gran tubería hasta una central eléctrica. Aquí, la fuerza del agua en movimiento se usa para hacer girar ruedas hidráulicas, que impulsan generadores que producen corriente eléctrica. Luego, el agua corre hacia un depósito más abajo. Desde este depósito, el agua fluye hasta la siguiente central eléctrica. Pasa por cinco centrales eléctricas antes de llegar a Los Ángeles. Entonces, la gravedad no solo trae agua a la ciudad, sino que también ayuda a producir mucha corriente eléctrica.
En muchos sistemas de suministro de agua, las bombas y la gravedad se utilizan juntas para mantener la presión. Las bombas toman agua de pozos o de arroyos y lagos y la empujan hacia las tuberías que conducen a los edificios. Estas tuberías también están conectadas a algún tipo de torre de agua o depósito elevado. Cuando se usa poca agua, las bombas empujan el agua extra hacia la torre. Luego, cuando se necesita mucha agua, la gravedad hace que el agua almacenada corra hacia las tuberías. De esta forma, la gravedad ayuda a las bombas a mantener la presión.
La gravedad tiene un efecto importante en cualquier sistema de suministro de agua. Debido a que la gravedad empuja el agua hacia abajo en las tuberías, siempre hay más presión en los grifos de los pisos inferiores de un edificio que en los grifos más altos. Si todos los grifos de un rascacielos estuvieran conectados a una tubería, la presión en los pisos inferiores podría superar las 300 libras por pulgada cuadrada cuando la tubería está llena. Por supuesto, esta presión sería demasiado alta para grifos y accesorios de plomería comunes.
Para evitar tanta presión, los constructores de rascacielos a menudo instalan un tanque de suministro por cada diez pisos. Todos los tanques se llenan con bombas en el sótano. Luego, de cada tanque, el agua desciende por gravedad a los diez pisos inferiores. Por lo tanto, hay suficiente presión de agua en cada piso, pero no demasiada en ningún lado.
