SISTEMAS DE BOMBEO Características y Dimensionamiento

1 Wekker & Asociados, Asesora t cnicamente a Grupo HOBA, C. A. SISTEMAS DE BOMBEO Caracter stica s y Dimensionamiento Por : J. W. J. de Wek k er V. Ch ar la di c t ad a en la Uni v er si dad C a t li c a A ndr s B el lo. Juni o. 2004 SIST EMA S DE BOM BEO DE TA NQUE A TA NQUE Est e siste ma co nsiste por e je mp lo e n u n ta nqu e e levad o e n la azotea de l e dif icio ; con una a l-tura que per mita la presi n de agua esta blecida seg n las nor mas sobre la pieza mas desf a-vorable. Desde el tan que elevado se h ace d escender una tu ber a vertica l d e la cu al surgir para cada piso, una ra mif icaci n a los apart a me ntos correspon dientes al mis mo, d nd ose de esta f or ma el su ministro por grave dad. Est e siste ma re quiere de l estud io de las presiones de cad a piso, asegur n dose con este q ue las mis mas n o sobrep asen los valores ad ecuados.

2 En la part e inf erior d e la ed if icaci n existe un ta nqu e, el cual pu ede ser sup erf icial, se mi su b-terr neo o subterr neo y en el que se almacenar el agu a que llega de l ab astecimien to p -blico. Desd e este tan que un n mero d e b o mb as estab lecido (casi s ie mpre u na o dos), co nec-tadas e n para le lo imp ulsar n e l ag ua a l t anq ue e levad o. Wekker & Asociados, Asesora t cnicamente a Grupo HOBA, C. A. CONSIDERACIONES GENERAL ES PA RA EL CALC UL O El c lculo d el siste ma d e b o mb eo de tanq ue a t anq ue re quiere d e d os pasos previos, de l c l-culo de la dotac i n d iaria (y caudal de b o mb eo) y de la carga din mica tot al de b o mb eo. Sin e mbarg o se h ace necesar io la co ordin aci n de algun os par metros, los cua les se exp lica n en los p rrafos siguientes: Cuand o f uere necesario e mp le ar una co mb inaci n de ta nqu e bajo, bo mba de elevaci n y estanque eleva do, d eb ido a presi n insuf icie nte en e l acued ucto p blico, y/o a int e-rrupciones de servicio f recuentes, e l volu men ut ilizab le de l estanq ue ba jo no ser me-nor de las dos terceras (2/ 3) part es de la d otaci n diaria y e l vo lu men utiliza ble d el es-tanqu e e levad o no ser me nor d e la tercera (1/ 3) part e de dich a do taci n.

3 La tu ber a de aducci n d esde e l abastecimiento p blico h asta los estan ques de a lma-cena mient o, deber ca lcularse para su ministrar el consu mo t ota l diar io de la ed if ica-ci n en un t ie mpo no mayor de cuatr o (4) horas, tenie ndo co mo base la presi n de suministro, di metro y recorrido de la aducci n. La tu ber a de bo mbe o e ntre un estanq ue bajo y e l eleva do deb er ser ind epe ndient e d e la tub er a de d istribuc i n, ca lcul ndose e l di me tro para qu e pue da llen ar el estan que elevad o e n u n m ximo d e d os (2) hor as, previend o en esta qu e la ve locid ad est co m-prend ida entre y m/seg . Los d i metros d e la tuber a d e impuls i n de las bo mbas se d eter minar n en f unci n de l gasto d e bo mbe o, p udiend o seleccionarse co nf orme a la sigu ient e ta bla Pued e estimarse e l d i metro de la tu ber a de succi n, ig ua l a l di metro in me diata ment e superior a l d e la tu ber a de imp ulsi n, ind icad a en la tab la anter ior.

4 En la tub er a de imp ulsi n e in med iata men te desp u s de la bo mba , deb er n instalarse una v lvula de re tenci n y u na llave de co mpu erta. Wekker & Asociados, Asesora t cnicamente a Grupo HOBA, C. A. En el caso de que la tuber a de succi n no traba je ba jo carga (succi n nega tiva), deb e-r insta larse u na v lvula de pie en su extre mo, p ara preve nir el descebad o d e las bo mb as. La capacidad de l siste ma de bo mbeo deb er ser dise ado de maner a ta l, qu e per mit a el lle nar e l esta nqu e e levado en un t ie mpo no mayor de dos (2) h oras. Sie ndo la A ltura Din mica Tota l d e bo mbe o A DT la resultant e de la su mat oria de: 1. Dif erencia de cotas e ntre el sit io de co locaci n de la v lvu la de pie y la cota su-perior d el agu a en el tan que elevado. 2. Las f ricciones ocurridas en la succi n de la bo mba, descarga d e la mis ma y mont ante hasta el t anq ue e leva do.

5 3. Pr esi n resid ual a la d escarga de l ta nqu e e levad o ( 2. 00 a 0 m.). Nota: La selecci n de los equ ipos de bo mbe o deb er hacerse en base a las curvas ca-racter sticas de los mis mos y de acuerd o a las cond icio nes de l siste ma de d istrib uci n. DIM ENSI ONAM I ENT O DE LAS BOM BA S Y M OT ORES La po tencia de la bo mba podr calcu larse por la f r mu la sigu ient e: Q (lps)* H ( metros) CV = ------------------------- 75 * (n%/1 00) en do nde: CV = Pote ncia d e la bo mba e n cab allos de vapor (para caballos de f uerza usar una constante de 7 6 en lu gar d e 75). Q = Capacidad de la b o mba. ADT = Carga t otal de la bo mba. n = Rend imient o de la bo mba, qu e a los ef ectos de l c lcu lo t e rico se estima e n 6 0%. Los motores el ctricos que accio nan las bo mbas de ber n ten er u n marge n d e seg urid ad que las per mita cierta to lerancia a la so brecarga y d eber preverse los sigu ien tes m r genes:: 50% apr ox.

6 Para pote ncia de la b o mba h asta u nos 2 HP. 30% apr ox. para pote ncia de la b o mba h asta u nos 2 a 5 HP. 20% apr ox. para pote ncia de la b o mba h asta u nos 5 a 10 HP. 15% apr ox. para pote ncia de la b o mba h asta u nos 10 a 2 0 HP. 10% apr ox. para pote ncia de la b o mba sup erior a 20 HP. Est os m rge nes son mera ment e te ricos e indica tivos y puede n ser variados seg n la curva de f uncion a mient o de la bo mba o seg n las caracter sticas espec f icas de l motor aplicado . Wekker & Asociados, Asesora t cnicamente a Grupo HOBA, C. A. SIST EMA S HIDRONEUM TICOS PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENT O Los siste mas h idron eu m ticos se basan en e l pr incip io de co mpresibilidad o elast icid ad del aire cua ndo es so met id o a presi n . El sist e ma, el cual se represen ta e n e l Dibu jo a nter ior, f uncion a co mo se exp lica a cont inu a-ci n: El agu a que es su min istrada desd e e l acued ucto p b lico u otra f uen te (aco met ida), es ret en i-da en un tan que de a lmacena mie nto; d e dond e, a trav s de un siste ma de b o mb as, ser im-pulsad a a un recipiente a presi n (de dimensiones y caracter sticas calculadas en f unci n de la re d), y q ue co ntie ne vo l men es varia bles de agu a y a ire.

7 Cua ndo el ag ua entra al recip ie n-te au me nta e l nivel d e agu a, al co mpr imirse el aire au me nta la pres i n, cua ndo se llega a un nivel de a gua y pres i n d eter min ados, se pro duce la se al d e para da d e la bo mba y e l ta n- Wekker & Asociados, Asesora t cnicamente a Grupo HOBA, C. A. que qued a e n la cap acida d d e ab astecer la red , cuan do los n iveles de presi n b ajan, a los m nimos pre estab lecid os, se accio na e l man do d e ence ndido de la b o mb a nu eva me nte. COMPONENT ES DEL SIST EMA HIDRONEUM ATIC O El Siste ma Hidrone u m tico de ber estar constru ido y dota do de los co mpo nen tes que se in-dican a cont inu aci n : 1. Un tan que de presi n , e l cua l consta entre otr os de u n or if icio de entra da y otro de salida para e l a gua ( en est e se debe ma nten er un se llo d e ag ua para evitar la e ntrad a de air e en la re d de distribuci n) y uno para la inyecci n de a ire en caso de f altar e l mis mo.

8 2. Un n mero de b o mb as acorde con las exigenc ias de la red (una o d os para viviendas unifamiliares y dos o m s para ed if icacion es mayores). 3. In terrupt or el ctrico para d eten er el f un-ciona mie nto de l sist e ma, en caso de f altar el agu a en el est anqu e ba jo (Protecci n contra marcha en seco). 4. Llaves de p urga e n las tub er as de dre-naje . 5. V lvula de ret enci n e n cad a un a de las tuber as de descarga de las bo mbas al ta nqu e Hidron eu m tico. 6. Conexiones f lexib les para a bsorber las vibracion es. 7. Llaves de paso entr e la b o mba y el equipo h idron eu m tico; e ntre ste y el sistema de distribuci n. 8. Man metro . 9. V lvula de seg urid ad. 10. Disposit ivo para con trol a uto m t ico de la re laci n a ire/a gua. 11. In terrupt ores de presi n para arranq ue a presi n m n ima y parad a a presi n m xima, arranq ue aditivo de la bo mba en turn o y contro l de l co mpresor.

9 12. In dica dor ext erior de los nive les e n e l tanqu e de presi n, par a la in dicaci n visual d e la re laci n a ire-agu a. 13. Ta blero d e pot encia y control d e los motores. 14. Disposit ivo de drena je d el t anq ue hidro neu m t ico, con su correspon-dien te llave de paso. 15. Co mpresor u otro mecan is mo qu e re-pong a el aire p erdido e n el t anq ue hidro neu m t ico. 16. Filtro para aire , en el co mpresor o equipo de inyecci n. No t a : Para los equ ipos instalados en viviend as un if a miliar es y bif a mi-liares, los req uerimientos se ala-dos en los apart es 9, 10, 12, 16 podr n su primirse. CICLOS DE BOM BEO Se d eno mina ciclos de bo mbeo al n mero d e arran ques d e un a bo mb a en una hora. Cuand o se dime nsion a un tanq ue se debe considerar la f recuencia de l n mero de arranqu es del mo tor en la bo mba.

10 Si e l tanq ue es de mas iado p equ e o, la de mand a de distrib uci n nor-mal extraer el ag ua til de l ta nqu e r p ida me nte y los arranqu es de las bo mbas ser n d e ma-siado f recuent es. Un ciclo muy f recuente ca usa un desg aste inn ecesario de la bo mba y un consu mo excesivo de pote ncia. Wekker & Asociados, Asesora t cnicamente a Grupo HOBA, C. A. Por convenci n se usa una f recuencia de 4 a 6 ciclos p or hora, el cic lo d e cuatro (4) arra n-ques/hora se usa p ara e l conf ort de l usuar io y se considera q ue co n mas d e seis (6) arra n-ques/hora pu ede ocurrir un so brecale nta miento de l motor, desg aste inn ecesario de las un i-dades d e bo mb eo, molestias a l usu ario y un excesivo co nsu mo de energ a e l ctrica. El punt o e n qu e ocurre el n mero m ximo de arranq ues, es cu and o e l caud al de de mand a de la red alcanza el 50% d e la ca pacidad d e la bo mba.