LA BOMBA DE MECATE

1. LA BOMBA DE MECATE Desarrollo e implementación en nicaragua Ing. Miguel Ángel Balladares Altamirano Consultor Nacional Desarrollo Sostenible y Salud Ambiental. OPS/OMS, Nicaragua.

2. LA BOMBA DE MECATE • Se utiliza en Nicaragua a nivel Nacional en el área rural dispersa. • Del modelo manual ya hay más de 50.000 instalado en Nicaragua y miles en otros países de C.A. • Más de 95% de estas bombas siguen funcionando incluso después de muchos años. • Es producida en 15 talleres locales, privados, y es tan sencilla que el mismo usuario la repara.

3. LA BOMBA DE MECATE • Fue introducida en Nicaragua en 1983. • Las mejoras comenzaron en 1990. Se organizo un proyecto en el programa de Ingeniería Ambiental de la UNI con financiamiento del Gobierno de Holanda y de UNICEFF y el apoyo de OPS. • Actualmente cuenta con aceptación social y es la bomba estándar nacional para proyectos de agua y saneamiento en el medio rural disperso. • ENACAL, FISE, UNICEFF, CARE, COSUDE, SNV, OPS y muchas otras Instituciones Nacionales y privadas la utilizan en sus proyectos de saneamiento en el medio rural.

4. LA BOMBA DE MECATE • Es de tecnología apropiada y de fácil operación y mantenimiento. • Alta eficiencia tanto en pozos poco profundos como en pozos profundos. • Se instala en pozos excavados y pozos perforados. • Es de fabricación local y Bajo costo. • Todos los materiales utilizados en su construcción y mantenimiento están locamente disponibles. • El costo de estos materiales es accesible a las familias pobres: US 37.00 aproximadamente. Modelo con soportes de madera, autoconstrucción.

5. LA BOMBA DE MECATE • En 1994 esta tecnología fue evaluada por el International Water and Sanitation Centre (IRC, www.irc.nl). • Por su potencial de mejorar el abastecimiento en zonas rurales y generar ingresos La bomba de Mecate ganó un 1er premio en el Foro Mundial del Agua. (World Water Contest en Kyoto, Marzo 2003. Bombas de Mecate SA, Nicaragua www.worldwaterforum.org)

6. CAPACIDAD DE BOMBEO DE LA BOMBA DE MECATE SEGÚN PROFUNIDAD • La bomba de mecate tiene un alto rendimiento dado que suministra de 2 a 1 litros por segundo a una profundidad de 5 m y hasta 0.2 litros por segundo a una profundidad de 40 m.

7. LA BOMBA DE MECATE • Tiene un mecanismo o sistema de polea que actúa directamente sobre un mecate con pistones plásticos que se desplazan en una sola dirección. Cuando gira la polea los pistones succionan el agua hacia arriba y la conducen o elevan por medio de un tuvo de PVC que realiza la función de un cilindro.

8. BOMBA MANUAL DE MECATE. Modelo AB, hecho de varillasCon tapa de protección contra el sol.Precio US$ 70-90.(Taller Bombas de Mecate SA) Modelo AH (para posos escavado a mano)La estructura de este modelo está hecha de tubos galvanizados.Costo US$ 60.(Producido por Amec Nicaragua)

9. BOMBA MANUAL DE MECATE. Modelo AH con tubos galvanizado (Nicaragua)La estructura de este modelo está hecha de tubos de ½ Pulgadas (garantiza menos corrosión y es mas fuerte que la varilla maciza). La manivela esta hecha de tubo galvanizado de ¾ Pulgadas.

10. PARTES DE LA BOMBA MANUAL DE MECATE. • La rueda. • El mecate. • Los pistones. • El tubo de bombeo. • La guía y piedra estabilizadora. • Tubería de descarga o salida.

11. PARTES DE LA BOMBA MANUAL DE MECATE.

12. PARTES DE LA BOMBA MANUAL DE MECATE. La rueda: • Constituye la pieza mas compleja puesto que contiene todas las partes móviles y de mayor concentración de fuerza, puede construirse de madera o de metal. • Está formada por: La estructura de soporte, el eje con la polea y la manivela, y el sistema de bloqueo. • El eje. Es un tubo de hierro galvanizado de ø ½“ o de ø ¾“, forma una sola pieza con la manivela ubicada en uno de sus extremos y la polea en el otro. Gira en dos cojinetes partibles que se reemplazan con facilidad permitiendo un rápido desarme.

13. PARTES DE LA BOMBA MANUAL DE MECATE. La polea. • Se hace de dos cejas de llanta que están unidas a presión por el porta-polea que a su vez esta conectado al eje a través de ¨rayos¨ cruzados como en una rueda de bicicleta. • Las dos cejas de llanta forman una ”V” y garantizan una alta fricción entre el mecate y la polea. • Diámetro de la polea. Generalmente se usan llantas de 20”, con diámetro efectivo de 540 mm. • Se recomienda que las llantas sean de vehículo pesado para obtener cejas de rigidez adecuada para que no se deformen por el peso de la columna de agua que tramite el mecate.

14. PARTES DE LA BOMBA MANUAL DE MECATE. Protección de la polea. • Está hecha de lámina galvanizada lisa y se fija a dos varillas de hierro de Ø 2” que están soldadas a la estructura de soporte de la bomba. • Tiene dos funciones principales: • Proteger al mecate, a los pistones, y otras partes de PVC, de los rayos UV del sol. • Protección sanitaria. • Proteger de posible vandalismo. • Existen muchas variantes.

15. PARTES DE LA BOMBA MANUAL DE MECATE. Sistema de bloqueo. • Evita que la polea y la manivela giren en sentido opuesto al de bombeo protegiendo al usuario de golpes de la manivela al momento de soltarla, cuando se detiene el bombeo, por la caída brusca de la columna de agua. • Funciona como una palanca que deja pasar los pines soldados en la polea en la dirección de bombeo pero no en la otra. • La palanca de bloqueo es revestida con trozos de manguera o neumáticos para amortiguar los golpes de los pines de la polea sobre ella y reducir el nivel ruido.

16. PARTES DE LA BOMBA MANUAL DE MECATE. Sistema de bloqueo.

17. PARTES DE LA BOMBA MANUAL DE MECATE. Estructura de soporte. • Generalmente es una estructura metálica que está integrada por dos triángulos formados por 2 varillas inclinadas soldadas a una platina horizontal. Estos triángulos están a su vez unidos por otras varillas metálicas resultando una cercha triangular. • Su función principal es soportar el peso de toda la bomba. • Se debe fijar a la tapa de concreto o madera a través de pernos y tuercas ya que esto permite instalar y desmontar fácilmente todo el sistema. • La estructura se puede construir de otros materiales como madera, bambú, etc.

18. PARTES DE LA BOMBA MANUAL DE MECATE

19. PARTES DE LA BOMBA MANUAL DE MECATE Polea

20. PARTES DE LA BOMBA MANUAL DE MECATE El mecate. • Es el corazón de la bomba, lleva los pistones y su función es extraer y soportar el peso de la columna de agua que se forma entre los pistones y la pared del tubo de bombeo. • Su diámetro varía entre 3 y 6 mm, generalmente se usa de 5mm, independientemente del diámetro del tubo de bombeo y de la profundidad, teniendo como límite 40 m. • Esta hecho de polietileno y con tres ramales. • El mecate es el componente que sufre más desgaste.

21. PARTES DE LA BOMBA MANUAL DE MECATE Los pistones. • Son de forma cónica e Inicialmente se construían de hule de llantas usadas, actualmente se hacen de polietileno PE o de propileno PP, inyectado.

22. PARTES DE LA BOMBA MANUAL DE MECATE Los pistones. • El mejor resultado se logra al hacerlos por inyección de polietileno de alta densidad ya que es posible controlar mejor sus dimensiones en una producción en serie. Se pueden hacer con una inyectora de plástico motorizada o con una inyectora manual que puede hacerse por US$ 50.

23. PARTES DE LA BOMBA MANUAL DE MECATE Los pistones. • Se fijan al mecate entre dos nudos simples o con un pedazo de ramal trenzado y quemado en ambos extremos, cuidando que las partes cónicas queden en la misma dirección y con el extremo cónico orientado en la dirección de flujo, hacia arriba.

24. PARTES DE LA BOMBA MANUAL DE MECATE Los pistones. • La distancia entre piston varía de 0.5 a 5 mts dependiendo de su calidad. Para un piston con un juego de 0.4 mm se recomienda una separación de 2 mts. Si el juego es mayor la separación debe ser mayor.

25. PARTES DE LA BOMBA MANUAL DE MECATE Los pistones.

26. PARTES DE LA BOMBA MANUAL DE MECATE La guía y piedra estabilizadora. • La guía tiene como función guiar al mecate y pistones en su entrada a la tubería de bombeo sin roce o desgaste. • La piedra estabilizadora evita que la guía y la columna de bombeo se mueva al momento de operar la bomba.

27. PARTES DE LA BOMBA MANUAL DE MECATE La guía.En Nicaragua se tiene experiencia con seis tipos de guías: • Arcilla esmaltada hueca. • Arcilla esmaltada sólida. • Madera con aislador energía eléctrica . • Madera con botella de vidrio. • Concreto con aislador de energía eléctrica o pieza esmaltada. • Concreto con botella de vidrio. • Cuando la guía es de cerámica o madera se fija al tubo de bombeo con hules y la conexión con la piedra estabiizadra se hace con alambre galvanizado. • Cuando la guía es de concreto tiene empotrado el aislador y dos trozos de tubería de PVC que se conectan al tubo de salida. El peso adicional hace innecesario el uso de la piedra estabilizadora. Estas son ventajas considerable sobre los otros tipos de guías para bombas de mecate.

28. PARTES DE LA BOMBA MANUAL DE MECATE La guíademadera con botella de vidrio.

29. PARTES DE LA BOMBA MANUAL DE MECATE La guía de concreto con aislador de energía eléctrica o pieza esmaltada.

30. PARTES DE LA BOMBA MANUAL DE MECATE El tubo de bombeo. • Es fabricado con tubos de PVC que se unen, con pegamento para PVC, con la campana hacia abajo para minimizar la fricción con los pistones que se desplazan hacia arriba. • Su extremo inferior se fija a la guía, con pegamento para PVC, a través del niple correspondiente. • El extremo superior se fija a la estructura de soporte de la rueda o a la tapa de pozo. Este punto de anclaje soporta el peso de la columna de tubería y de la guía.

31. PARTES DE LA BOMBA MANUAL DE MECATE El tubo de bombeo. • Al extremo superior del tubo de bombeo se le aumenta el diámetro mediante un reductor. • EL objetivo de esta ampliaciacion es reducir la velocidad ascendente del agua evitando su desborde y facilitar su salida por la tubería de descarga.

32. PARTES DE LA BOMBA MANUAL DE MECATE • Selección de diámetros de polea, tubo de bombeo y descarga

33. PARTES DE LA BOMBA MANUAL DE MECATE La tubería de descarga. • Sirve para desviar el agua bombeada del tubo de subida al balde del usuario. • Se ensambla con una tee, un pedazo de tubo horizontal con un codo al final. No es indispensable. • Incluye un pedazo de tubo vertical par evitar que el agua se desborde. • Se fija a la tapadera mediante dos esperas de hierro soldadas a la estructura de soporte de la rueda. • La tee no se fija con pegamento al tubo de subida para facilitar labores de mantenimiento.

34. PARTES DE LA BOMBA MANUAL DE MECATE • La tubería de descarga. Modelo AHMontado en tapa de concreto.(en 2 partes para fácil acceso).

35. POZOS EXCAVADOS A MANO EQUIPADOS CON BOMBA DE MECATE

36. LA BOMBA MANUAL DE MECATE Parámetros ergonómicos. • El factor determinante en el bombeo manual es la energía humana disponible es decir la potencia con la cual el usuario da vuelta a la manivela. • En un periodo de 1 a 5 minutos un niño puede desarrollar aproximadamente 40 wats, y un hombre adulto puede desarrollar hasta150 wats. • Para desarrollar el máximo de potencia, la fuerza máxima sobre la manivela es de 50 a 120 newtons y la velocidad giratoria de la manivela es de 0.7 a 1 revoluciones por segundo. • Para el accionamiento de la bomba, la altura ideal del eje coincide con una altura un poco por encima del codo promedio de la usuaria. Con esta altura se tiene un mínimo de movimiento inútil del resto del cuerpo. Para mujeres latino-americanas, la altura ideal del eje varia de 1a 1.2 mts. • También para evitar movimientos inútiles el largo de la manivela debe de ser igual a la distancia del codo al centro de la mano cerrada: De 0.27 a 0.33 mts para mujeres latino-americanas.

37. LA BOMBA MANUAL DE MECATE Parámetros ergonómicos. Este niño no puede dar vuelta la manivela por ausencia de una plataforma A fin de generar la máxima potencia de bombeo, la altura del eje debe ser unos pocos cm superior al ombligo de la persona que bombea. Esto hace que frecuentemente se requiera una plataforma auxiliar. Hay que asegurarse que esto sea hecho en el momento de la instalación ya que la experiencia indica que esto es luego

38. POZOS EXCAVADOS A MANO (PEM) Esta opción resulta ser una solución tecnológica bastante apropiada para el suministro de agua en el medio rural disperso. Para garantizar la durabilidad del sistema se deberá cumplir con los siguientes criterios: • Todo PEM debe ser sometido a una prueba de rendimiento. • Serán considerados solamente aquellos PEM, cuyo nivel estático se encuentre como mínimo 2 m por encima del fondo del pozo; esta medida deberá realizarse al final del periodo seco de la zona.

39. PARTES DE LOSPOZOS EXCAVADOS A MANO (PEM) • Delantal de concreto. • Brocal. • Fosa. • Cerco de protección. • Bomba de mano.

40. PARTES DE LOSPOZOS EXCAVADOS A MANO (PEM) Bomba de mecate con estructura de soporte metálica. Proyecto PRASNIC

41. PARTES DE LOSPOZOS EXCAVADOS A MANO (PEM) Bomba de mecate con estructura de soporte metálica. Proyecto PRASNIC

42. PARTES DE LOSPOZOS EXCAVADOS A MANO (PEM) Tapadera de concreto para bombas de mecate con soporte metálico

43. PARTES DE LOSPOZOS EXCAVADOS A MANO (PEM) Construcción de tapadera

44. PARTES DE LOSPOZOS EXCAVADOS A MANO (PEM) Bomba de mecate con soportes y rueda de madera. Proyecto PASOC: SNV

45. PARTES DE LOSPOZOS EXCAVADOS A MANO (PEM) Bomba de mecate con soportes y rueda de madera. Tapadera de concreto Proyecto PASOC: SNV.

46. PARTES DE LOSPOZOS EXCAVADOS A MANO (PEM) Bomba de mecate con soportes y rueda de madera. Orificio de inspección y su tapa Proyecto PASOC: SNV

47. PARTES DE LOSPOZOS EXCAVADOS A MANO (PEM) Bomba de mecate con soportes y rueda de madera. Elevación frontal de conjunto Proyecto PASOC: SNV

48. PARTES DE LOSPOZOS EXCAVADOS A MANO (PEM) Bomba de mecate con soportes y rueda de madera. Elevación lateral conjunto Proyecto PASOC: SNV

49. POZOS PERFORADOS EQUIPADOS CON BOMBA DE MECATE

50. BOMBA DE MECATE PARA POZOS PERFORADOS. • Es sencillo adaptar la bomba de mecate para instalarla en un pozo perforado. • Funcionan en pozos perforados con un diámetro mínimo de 4“ y alcanzan un desnivel de bombeo de 40 mts. • La diferencia principal con una bomba de mecate sobre pozo excavado se debe al pequeño diámetro de un pozo perforado de 4 “ a 12 “. • Los pozos perforados no tienen brocal y la estructura de soporte debe ser mas alta que en la bomba normal y de varillas de ø ¾ “ en ves de 5/8 “. • Se le puede agregar otra manivela.