SELECCION COMERCIAL Y PRACTICA DE EQUIPOS DE BOMBEO

1. SELECCION COMERCIAL Y PRACTICA DE EQUIPOS DE BOMBEO Universidad Tecnologica de Santiago Preparado por: Ing. Tabare Diaz Nieto Noviembre 14/2007

2. SELECCION COMERCIAL Y PRACTICA DE EQUIPOS DE BOMBEO Una BOMBA de manera sencilla es una máquina que nos sirve para elevar agua de un lugar a otro. En la practica necesitamos dos informaciones basicas para la seleccion de una bomba: El Caudal y La Altura Total o La Presion necesaria en un punto determinado. Universidad Tecnologica de Santiago Noviembre 14/2007

3. SELECCION COMERCIAL Y PRACTICA DE EQUIPOS DE BOMBEO La representación gráfica del funcionamiento de una bomba lo hacemos a través de lo que llamamos CURVA DE LA BOMBA. Altura (PIES) TDH Cantidad de agua suministrada ( G P M) CAUDAL Universidad Tecnologica de Santiago Noviembre 14/2007

4. SELECCION COMERCIAL Y PRACTICA DE EQUIPOS DE BOMBEO Recordemos algunos Conceptos Basicos de Hidraulica: -Flujo -Friccion -Presion Universidad Tecnologica de Santiago Noviembre 14/2007

5. SELECCION COMERCIAL Y PRACTICA DE EQUIPOS DE BOMBEO CAUDAL O FLUJO La definición técnica de caudal o flujo es el resultado de la multiplicacion del Area x velocidad. Es expresado en unidades de volumen entre tiempo. Es decir m3/seg, lts/min, lts/seg, gal/min como las mas comunes. Q = A x V Para nuestro interés, es la cantidad de agua que fluye por un tubo, en una unidad de tiempo. PÉRDIDAS POR FRICCIÓN: • Es el calor producido por dos superficies que se frotan, en nuestro caso el agua a través de la tubería pierde altura debido a la fricción, esta pérdida depende de: • Diámetro de la tubería • Largo de la tubería • El estado de la tubería • El volumen de la corriente de agua (GPM) • La velocidad del agua en el tubo Universidad Tecnologica de Santiago Noviembre 14/2007

6. SELECCION COMERCIAL Y PRACTICA DE EQUIPOS DE BOMBEO PRESIÓN Es el resultado de la aplicacion de una fuerza sobre una unidad de area. P= F/A. Es medida en unidades de fuerza sobre una unidad de area (Kg/cm2 , Lb/in2 , etc). En muchas ocasiones, sobre todo en aplicaciones de bombas, la presion es indicada en “metros de columna de agua”.El concepto de presion, medido en metros de columna de agua, es mas facil de explicar si analizamos el siguiente grafico. Universidad Tecnologica de Santiago Noviembre 14/2007

7. 10 mts. 1 cm. 1 m. SELECCION COMERCIAL Y PRACTICA DE EQUIPOS DE BOMBEO Tratemos de calcular la Presion, de acuerdo a la formula (P=F/A), para estos cilindros. Sabemos que el agua pesa 1 Kg/lto. Para el cilindro grande, la formula aplicaria de la siguiente manera: V = 1 m3 = 1000 lts. P= Fuerza (vol x p.e.) = 10,000 lts x 1 kg/lto) = 10,000kg Area (l x l) = 100 cm x 100 cm = 10,000 cm2 Haciendo la respectiva simplificacion nos queda que para el cilindro grande la presion en la base es: P=1 kg/cm2 Ahora bien, para el cilindro mas pequenio, la formula aplicaria como sigue: P= Fuerza (vol x p.e.) = 1 lto x 1 kg/lto = 1 Kg Area (l x l) 1cm x 1 cm =1cm2 P = 1kg / cm2 Universidad Tecnologica de Santiago Noviembre 14/2007

8. SELECCION COMERCIAL Y PRACTICA DE EQUIPOS DE BOMBEO Como podemos ver en ambos casos, la presion es la misma, no importa el peso total del cilindro de agua. De lo anterior podemos concluir que lo que realmente ejerce presion sobre cada centimetro de agua del cilindro, es la altura de la columna de agua. Por esto podemos concluir que la presion puede ser expresada En “metros de columna de agua”, medida que es muy practica En cuestiones de bombeo. 1 mto de columna de agua (mca), es equivalente entonces a 0.1 kg/cm2. Otra equivalencia muy util en bombeo es 1mca = 1.42 psi. Lo que es lo mismo: 1 PSI = 2.31 pies de agua Universidad Tecnologica de Santiago Noviembre 14/2007

9. SELECCION COMERCIAL Y PRACTICA DE EQUIPOS DE BOMBEO LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS utilizan la presión producida por la ATMÓSFERA para hacer que el agua corra hacia la bomba. La PRESIÓN ATMOFÉRICA al nivel del mar equivale a 14.7 PSI =33.9 PIES En un mundo perfecto, la mayor distancia a la que se alza el agua con una bomba centrífuga es 33.9 pies. La presión Atmosférica disminuye con la altura, 1 PSI por cada 2000 pies. Universidad Tecnologica de Santiago Noviembre 14/2007

10. SELECCION COMERCIAL Y PRACTICA DE EQUIPOS DE BOMBEO Tenemos la necesidad de seleccionar una bomba de agua, ya hemos visto como representamos graficamente el funcionamiento de una bomba (un conjunto de curvas), estos son los datos que necesitamos: • Cantidad de Agua que necesita. (GPM) - Desde que lugar piensa tomar el agua. (PROFUNDIDAD) - Hasta donde piensa llevar el agua. (ALTURA) - Qué presión necesita en el punto mas alto. (PSI) Universidad Tecnologica de Santiago Noviembre 14/2007

11. SELECCION COMERCIAL Y PRACTICA DE EQUIPOS DE BOMBEO PRESION DE TRABAJO H 2 UBICACION BOMBA H 1 L P CISTERNA TDH = P + H1 + H2 + PRESION DE TRABAJO + PERDIDAS POR FRICCION TDH, del termino en ingles TOTAL DYNAMIC HEAD (ALTURA DINAMICA TOTAL) Universidad Tecnologica de Santiago Noviembre 14/2007

12. SELECCION COMERCIAL Y PRACTICA DE EQUIPOS DE BOMBEO • Cantidad de Agua que necesita. (GPM) -¿Cuántos BAÑOS tiene la edificación? -¿Cuántas COCINAS tiene la edificación? -¿Cuántos LAVADEROS tiene la edificación? -¿Cuántos JACCUZI tiene la edificación? -¿Cuántas LLAVES DE JARDÍN tiene la edificación? -¿Cuántos REGUILETES tiene el jardín? Universidad Tecnologica de Santiago Noviembre 14/2007

13. SELECCION COMERCIAL Y PRACTICA DE EQUIPOS DE BOMBEO • Otros Datos importantes: • Factor de uso • Factor de Seguridad • Presión Mínima de operación • Presión Máxima de operación • -Pérdidas por Fricción Universidad Tecnologica de Santiago Noviembre 14/2007

14. SELECCION COMERCIAL Y PRACTICA DE EQUIPOS DE BOMBEO FACTOR DE USO Universidad Tecnologica de Santiago Noviembre 14/2007

15. SELECCION COMERCIAL Y PRACTICA DE EQUIPOS DE BOMBEO Ejemplo: Seleccionar una BOMBA para una residencia: Calculo practico del CAUDAL: - Cantidad de Niveles: 2 Accesorios Total - Cantidad de Baños: 3.5 3 10.5 - Cantidad de Cocinas: 2 2 4 - Cantidad de Lavaderos: 1 2 2 - Cantidad Mangueras: 2 2 4 Total: 20.5 0.60 - Factor de uso: 20.5 x 0.60 x 1.20 = 14.76 GPM - Factor de Seguridad: 20% Universidad Tecnologica de Santiago Noviembre 14/2007

16. SELECCION COMERCIAL Y PRACTICA DE EQUIPOS DE BOMBEO Calculo practico del TDH (ALTURA DINAMICA TOTAL): - Cantidad de Niveles: 2 - Altura por Nivel: 2.7Mts 2.7 x 2 x 3.28 = 17.71 pies - Profundidad de la Cisterna: 8.00 pies - Presión necesaria en último nivel: 20 PSI 20 X 2.31 = 46.20 pies - Altura mínima que debe alcanzar la bomba: 17.71 + 8.00 + 46.20 = 71.91 pies Universidad Tecnologica de Santiago Noviembre 14/2007

17. SELECCION COMERCIAL Y PRACTICA DE EQUIPOS DE BOMBEO CARACTERISTICAS DE LA BOMBA A SELECCIONAR: - Capaz de entregar 14.76 GPM a una altura de 71.91 PIES 71.91 / 2.31 = 31.12 PSI - Capaz de alcanzar: 71.96 + 46.20 =118.16 PIES = 51.12 PSI Universidad Tecnologica de Santiago Noviembre 14/2007

18. SELECCION COMERCIAL Y PRACTICA DE EQUIPOS DE BOMBEO Ahora, teniendo esta informacion elegimos la bomba que nos ofrezca el mercado que contenga estos puntos en la parte mas eficiente de la curva. Capacidad del Motor 118.16 Eficiencia 71.91 TDH (Altura Dinamica Total) (Pies) Funcionamiento de la Bomba 6.85 14.76 Caudal (GPM) Universidad Tecnologica de Santiago Noviembre 14/2007

19. SELECCION COMERCIAL Y PRACTICA DE EQUIPOS DE BOMBEO Capacidad del Motor 118.16 NOTA: 1 Eficiencia 71.91 TDH (Altura Dinamica Total) (Pies) Funcionamiento de la Bomba 6.85 14.76 Caudal (GPM) NOTA: 1 Si hacemos que la bomba trabaje a partir de este punto, entregando cada vez mayor cantidad de agua y cada vez menos presion el motor se sobrecargara. Universidad Tecnologica de Santiago Noviembre 14/2007

20. SELECCION COMERCIAL Y PRACTICA DE EQUIPOS DE BOMBEO En el anterior ejemplo, no hemos tomado en cuenta las perdidas por friccion, generalmente para estos volumenes de agua las mismas no suelen ser considerables, posiblemente 5 psi en el peor de los casos. En edificios de apartamentos, donde la bomba se ha colocado a una distancia mayor de 30 mts. de la distribucion del agua, seleccionar una tuberia con diametro insuficiente puede llevarnos a necesitar una bomba de mayor capacidad de la necesaria para poder compensar la cantidad de presion que se necesita para suplir la demanda. Calculamos entonces las perdidas usando datos tabulados: PERDIDAS POR FRICCION POR CADA 100 PIES DE TUBERIA DEPENDIENDO DEL DIAMETRO DE LA TUBERIA Y EL VOLUMEN DE AGUA QUE FLUYE ATRAVES DE LA MISMA. Universidad Tecnologica de Santiago Noviembre 14/2007

21. SELECCION COMERCIAL Y PRACTICA DE EQUIPOS DE BOMBEO DATOS TABULADOS SOBRE PERDIDAS POR FRICCION EN TUBERIAS DE ACERO, COBRE Y PLASTICO Universidad Tecnologica de Santiago Noviembre 14/2007

22. SELECCION COMERCIAL Y PRACTICA DE EQUIPOS DE BOMBEO DATOS TABULADOS SOBRE PERDIDAS POR FRICCION EN TUBERIAS DE ACERO, COBRE Y PLASTICO Universidad Tecnologica de Santiago Noviembre 14/2007

23. SELECCION COMERCIAL Y PRACTICA DE EQUIPOS DE BOMBEO DATOS TABULADOS SOBRE PERDIDAS POR FRICCION PRODUCIDOS POR LOS ACCESORIOS QUE USAMOS EN LAS TUBERIAS: CODOS, VALVULAS, CHEQUES ENTRE OTROS. Universidad Tecnologica de Santiago Noviembre 14/2007

24. SELECCION COMERCIAL Y PRACTICA DE EQUIPOS DE BOMBEO El dato mas critico al seleccionar bombas de grandes caudales es el NPSH, por sus siglas en ingles: NET POSITIVE SUCTION HEAD es la altura hacia la cual a una bomba puede fluir el agua por efecto de la presion atmosferica, informacion que tambien encontraremos en las CURVAS DE FUNCIONAMIENTO DE UNA BOMBA. Universidad Tecnologica de Santiago Noviembre 14/2007

25. SELECCION COMERCIAL Y PRACTICA DE EQUIPOS DE BOMBEO Cada bomba, por su diseno tiene para cada punto de operacion un NPSH requerido, Como determinamos entonces si determinada bomba puede succionar agua desde un punto determinado? Buscamos la PRESION ATMOSFERICA en ese punto, le restamos la profundidad a la que se encuentra la superficie del agua con relacion a la bomba y le restamos LAS PERDIDAS POR FRICCION que tenemos en la tuberia de succion, si esta resta es mayor que el NPSH requerido de la bomba, entonces a la bomba le subira el agua hasta el impeller y esta podra bombearla. Universidad Tecnologica de Santiago Noviembre 14/2007

26. SELECCION COMERCIAL Y PRACTICA DE EQUIPOS DE BOMBEO Luego de haber seleccionado la bomba que suple las necesidades del cliente, es necesario seleccionar el tanque de presión adecuado para automatizar el Sistema. Podemos elegir entre los TANQUES HIDRONEUMÁTICOS y los TANQUES PRESURIZADOS. TANQUES HIDRONEUMÁTICOS: aquellos en los cuales agua y aire se mezclan. TANQUES PRESURIZADOS: aquellos en los cuales el agua y el aire se encuentran separados por un DIAFRAGMA, son más eficientes y ocupan mucho menos espacio. El TANQUE DE PRESIÓN debe ser capaz de entregarnos, antes de que la bomba vuelva a arrancar , por lo menos la misma cantidad de agua que nos suministra la la bomba en un minuto, esto nos garantiza un ahorro de energía y descanso para la bomba. En caso de riego de jardines es preferible que se mantenga encendida. Universidad Tecnologica de Santiago Noviembre 14/2007

27. SELECCION COMERCIAL Y PRACTICA DE EQUIPOS DE BOMBEO De esta manera podemos seleccionar de manera confiable la mayoria de las bombas centrifugas para las edificaciones residenciales, industriales y sistemas de riego. • Para las bombas sumergibles tomaremos en cuenta otros datos importantes: • Cantidad de agua que produce el pozo. • Nivel donde se estabiliza el agua cuando la bomba esta funcionando. • Distancia minima a que debe colocarse la bomba con relacion al fondo del pozo. Universidad Tecnologica de Santiago Noviembre 14/2007

28. SELECCION COMERCIAL Y PRACTICA DE EQUIPOS DE BOMBEO DATOS A TOMAR EN CUENTA EN EL MOMENTO DE SELECCIONAR UNA BOMBA SUMERGIBLE. Universidad Tecnologica de Santiago Noviembre 14/2007

29. SELECCION COMERCIAL Y PRACTICA DE EQUIPOS DE BOMBEO PREGUNTAS Universidad Tecnologica de Santiago Noviembre 14/2007

30. SELECCION COMERCIAL Y PRACTICA DE EQUIPOS DE BOMBEO G R A C I A S Preparado por: Ing. Tabare Diaz Nieto Universidad Tecnologica de Santiago Noviembre 14/2007