ENSAYOS DE UNA BOMBA DE AIRE COMPRIMIDO PARA EXTRACCION DE AGUA A 15m DE PROFUNDIDAD

1. Universidad Nacional de San Luis Facultad de Ingeniería y Ciencias Económico Sociales Laboratorio de Energías Alternativas Avda. 25 de Mayo 384 7530 Villa Mercedes - San Luis - Argentina Fax: 054 2657 434545 - e-mail: rodrigo@fices.unsl.edu.ar – http://www.fices.unsl.edu.ar/lea ENSAYOS DE UNA BOMBA DE AIRE COMPRIMIDO PARA EXTRACCION DE AGUA A 15m DE PROFUNDIDAD RESUMEN En la zona de Villa Mercedes (San Luis), generalmente el trabajador rural se dedica a los cultivos extensivos y a la ganadería, requiriendo para ello y sus propios habitantes extraer aguas subterráneas a distintas profundidades. Las napas de agua generalmente se encuentran a profundidades mayores a 15 metros en promedio. Los actuales procedimientos empleados, bombas para la extracción sumergidas en la perforación, cilindros con pistones y juntas de cuero, varillas extremadamente largas, etc., tienen importantes desventajas que se visualizan a la hora de efectuar su reparación y/o mantenimiento. El costo de esto es elevado y trae aparejado numerosos casos de abandono de la instalación y de la actividad. Por todo esto se pensó desarrollar un dispositivo que no tuviera partes móviles para que los costos de mantenimiento y reparación se vean notablemente reducidos, permitiendo además que el encargado de la reparación o mantenimiento sea el mismo obrero rural. Este trabajo se funda principalmente sobre el estudio de una bomba de aire comprimido o neumática, cuyo principio de funcionamiento es generar una presión mayor (que la presión atmosférica de la superficie terrestre) en la cámara o cilindro introducido dentro del agua, para que la misma sea elevada o desalojada a la altura requerida. La producción de aire comprimido, se logra a través de energía solar y/o eólica, almacenándose dentro del tanque de deposito de aire comprimido. El objetivo es la determinación de los parámetros de funcionamiento y curvas características del Dispositivo de Aire Comprimido. Para ello se prueba una bomba con cilindro de bronce, a 15 metros de profundidad. RESULTADOS DE LOS ENSAYOS RODRIGO Víctor, Pablo CASTRO, Diego CALDERÓN, Lucas RODRIGO, Pablo ZUPANC Ensayo a 3 kg/cm2 y 15m de profundidad Ensayo a 2 kg/cm2 y 15m de profundidad • REFERENCIAS: • fuente de aire comprimido. • (2) salida de agua. • (3) electroválvula ab. • (4) nivel de agua. • (5) cámara. • (6) válvula de retención tr1. • (7) válvula de retención tr2. • (8) nivel del suelo. • (9) perforación. • (10) controlador de tiempos. Ensayo a 4 kg/cm2 y 15m de profundidad Curvas de caudal vs. tiempo de carga y descarga de cilindro CROQUIS DE LA BOMBA NEUMÁTICA SIMPLE Energía consumida por litro extraído vs. tiempo de carga y descarga de cilindro Conclusiones Todos estos resultados obtenidos, tanto de caudal como de energía consumida por litro de agua extraída, son útiles y necesarios para poder diseñar nuestra fuente de generación de aire comprimido ya sea a través de energía solar como así también de energía eólica. Por ejemplo, como en el caso del LEA en la FICES - UNSL, se cuenta con cuatro paneles solares, con los cuales se puede acumular 480 W-hora. Si se supone un día de invierno con aproximadamente 7 horas de luz solar aprovechable, se acumularán 3360 Watt. Con esta energía y con el uso de las tablas y curvas se podrá obtener, para una presión determinada, el caudal de agua que se puede extraer por día; para 392,4 KPa o 4 Kg/cm2, tiempo 0,8seg , caudal 1503 litros/hora, consumo 0,732 W-h/litro (datos obtenidos de la tabla 3), se extraerán por día 4590 litros de agua y la bomba estará funcionando 3 horas. Se ha logrado caudales de agua muy aproximados a lo que extrae un molino cuyo cilindro sea de 2 ½ pulgadas y con viento relativamente constante, con la ventaja que en este caso, se puede acumular la energía solar y eólica a través de la energía eléctrica con acumuladores, y extraer agua con esta energía cuando más se lo requiera. Se vuelve hacer hincapié en el hecho de la simplicidad, del bajo costo de instalación y del bajo mantenimiento del sistema en su totalidad