Estaciones de Bombeo

2. Estaciones de Bombeo La necesidad de bombeo del agua viene dado por los condicionantes topográficos y por las necesidades de transportar las aguas de un punto a otro, entre los que no existe la necesaria diferencia de NIVEL para que pueda realizarse el vertido por gravedad.

3. ESTACIONES DE BOMBEO DE AGUA POTABLE Una vez que se ha decidido la necesidad de utilizar una estación de bombeo, debe seleccionarse el lugar donde se va a ubicar y deben considerarse los siguientes factores: Accesibilidad (Instalación y mantenimiento) Restricciones respecto a uso de suelo. El diseño de la estación de bombeo debería ser multidisciplinario Ing. Civil Ing. Eléctrico Ing. Mecánico

4. Desventajas que presenta una estación de bombeo • Inversión inicial. • Gasto de energía. • Gastos de mantenimiento y operación • Riesgo de inundación cuando no se dispone de cota suficiente para prever un aliviadero de seguridad.

5. Para el diseño de la estación de Bombeo debemos considerar los siguientes aspectos: • El equipo de bombeo • Los accesorios complementarios • Las edificaciones y las fundaciones

6. La estación elevadora en su sentido más general está formada por los siguientes elementos que deberán definirse y justificarse en el estudio: • Cámara de toma reguladora de la aspiración • Conductos de aspiración. • Edificio destinado a proteger las bombas. • Bombas. • Impulsión. • Controles. • automatización

7. TIPOS DE ESTACIONES DE BOMBEO La selección depende de varios factores: Capacidad-caudal Tipo de bombas Costo Consideraciones ambientales Consideraciones estéticas

8. CLASIFICACIONTIPO DE CONSTRUCCION1.Prefabricado con equipo de bombeo tipo paquete y sus controles.2.Construidos según requerimiento del propietario3.Equipo de bombeo tipo paquete para ser instalado en registros o en estructuras bajo tierra.

9. LOCALIZACION DE LAS BOMBAS1.Dentro de un cárcamo húmedo2.Dentro de un cárcamo seco3.Sobre la superficie de la tierra (Superficial)4.Debajo de la superficie de la tierra (Enterrado)

12. LOCALIZACION DEL MOTOR Y EL ACOPLAMIENTO1.Sobre la superficie dentro de una superestructura2.Enterrada, dentro de un cárcamo seco3.Enterrado, dentro de un cárcamo húmedo (Sumergibles)

13. LOCALIZACION DE MOTORES EN ESTACIONES DE BOMBEO SUPERFICIALES1. En caseta de bombeo2. A la intemperie

17. TIPOS DE BOMBAS USADAS EN ESTACIONES DE BOMBEO 1. Vertical2. Sumergible3. Centrífuga

25. Características de las bombas • Las bombas serán del tipo comercial existente que mejor se acomode a las circunstancias particulares de la obra. • La elección y justificación del tipo de bomba se hará a partir de las curvas características de las misma, escogiendo en las condiciones normales de marcha y con el mejor rendimiento posible aquellas que proporcionen el caudal y la altura manométrica exigibles.

26. Caudal de Bombeo • El gasto a considerar debe ser el correspondiente al consumo máximo diario. • Cuando se toma en cuenta el tiempo de bombeo. Qb = Qm(24/N)

27. Número de unidades • Depende fundamentalmente del gasto de bombeo y de sus variaciones, debiendo, además, suponerse un margen de seguridad, previendo equipos de reserva para atender situaciones de emergencia.

31. Altura Dinámica (TDH) • Es la suma de la carga de succión más la carga de impulsión.

39. VELOCIDAD ESPECÍFICA La velocidad específica (Ns) es un índice de diseño adimensional, que se utiliza para clasificar los impulsores (impeller) de las bombas así como su tipo y proporciones. Se define como la velocidad, en revoluciones por minuto (rpm) para el cual operaría un impulsor de geometría similar si fuera de un tamaño tal que proporcione un galón por minuto contra un pié de carga. Esta definición tiene significado en el diseño de ingeniería y se utiliza para predecir ciertas características de la bomba. La velocidad específica determina la forma general o clase de impulsor, como se muestra en la figura.

44. A medida que la velocidad específica crece, la relación del diámetro exterior del impulsor D2 respecto al diámetro de la entrada del mismo decrece. La relación es igual a 1.0 para un impulsor de flujo axial.Los impulsores de flujo radial desarrollan carga principalmente a través de la fuerza centrífuga. Las bombas de velocidades específicas grandes desarrollan carga pate por fuerza centrífuga y parte por fuerza axial.

45. Una velocidad específica alta indica un diseño de bomba con generación de carga más bien por carga axial y menos por fuerza centrífuga.Un flujo axial o bomba de propela con una velocidad específica de 10,000 o mayor, genera su carga exclusivamente a través de fuerzas axiales.Los impulsores de tipo radial se diseñan para bajo caudal y carga alta mientras que los impulsores de flujo axial se diseñan para caudal alto y cargas pequeñas.

46. Las velocidades específicas de los tipos de bomba estarán comprendidos en los siguiente límites: 0< n ≤ 40 r.p.m. Bomba de embolo. 40<n ≤ 140 r.p.m. Bomba centrifuga lenta. 140< ≤ 300 r.p.m. Bomba centrifuga rapida. 300<n ≤ 600 r.p.m. Bomba helicoidal. 600<n ≤ 1,500 r.p.m. Bomba turbo hélice. Cuando n, sobrepase los 1,500 deberá reducirse la velocidad de la bomba prevista de antemano y dividir el caudal en dos o más bombas. Siendo n1= n*Q1/2 H3/4

47. n1= velocidad específica r.p.m. n = velocidad, r.p.m. Q = caudal, m3/s, en el punto de máximo rendimiento. H = altura, m, es el punto de máximo rendimiento.

48. CARGA NETA DE SUCCION POSITIVA(NET POSITIVE SUCTION HEAD, NPSH) El Instituto de Hidráulica define NPSH como la carga de succión total en pies (absoluta), determinada en el punto de succión (referido al nivel medio del mar) menos la presión de vapor absoluta del líquido. Dicho de otra manera, es el análisis de las condiciones de energía en la succión de la bomba para determinar si el líquido se vaporizará en el punto de menor presión de la bomba. La presión de vapor es una característica única de cada fluido y se incrementa cuando se aumenta la temperatura. Cuando la presión de vapor del fluido alcanza la presión del medio que lo circunda, el fluido comienza a vaporizarse o a “hervir”. La temperatura a la que se alcanza esta vaporización ocurre decrece si disminuye también la presión en el entorno.

49. Un líquido aumenta en gran medida su volumen cuando se vaporiza. Un pié cúbico de agua a temperatura ambiente se convierte en 1700 píes cúbicos de vapor a la misma temperatura.Es obvio, según lo expresado que si queremos bombear un fluido efectivamente debemos mantenerlo en forma líquida.El NPSH es simplemente una medida de la carga presente en la succión para prevenir la vaporización excesiva en el punto de menor presión de la bomba.El NPSH es una función del diseño de la bomba. Cuando el líquido pasa de la succión al ojo del impulsor, la velocidad se incrementa y la presión disminuye. Existe también pérdida de presión debida a la turbulencia que se produce cuando el líquido choca con el impulsor. La fuerza centrífuga del impulsor incrementa la velocidad pero decrece la presión.

50. El NPSH requerido es la carga positiva en pies (absoluto) que se requiere en el punto de succión para contrarrestar esta caída de presión en la bomba y mantener la mayor parte del líquido por debajo de su presión de vapor para limitar la pérdida de carga (energía) debida al bloqueo de las burbujas producidas por la cavitación a un 3%.El criterio de la caída de presión de un 3% para la NPSH requerida se utiliza a nivel mundial y se basa en la incertidumbre para la determinación del punto exacto de caida de presión.El NPSH requerido varía con la velocidad y la capacidad de cada bomba en particular.Las curvas características de las bombas que proporcionan los fabricantes de bombas proveen información sobre el NPSH.