SELECCION COMERCIAL Y PRACTICA DE EQUIPOS DE BOMBEO

SELECCION COMERCIAL SELECCION COMERCIAL Y PRACTICA DE Y PRACTICA DE

EQUIPOS DE BOMBEOEQUIPOS DE BOMBEO

Universidad Tecnologica de SantiagoUniversidad Tecnologica de Santiago Noviembre 14/2007Noviembre 14/2007

Preparado por: Ing. Tabare Diaz NietoPreparado por: Ing. Tabare Diaz Nieto

SELECCION COMERCIAL Y PRACTICA DE EQUIPOS DE BOMBEOSELECCION COMERCIAL Y PRACTICA DE EQUIPOS DE BOMBEO


Una BOMBA de manera sencilla es una máquina que nos Una BOMBA de manera sencilla es una máquina que nos sirve para elevar agua de un lugar a otro.sirve para elevar agua de un lugar a otro.

En la practica necesitamos dos informaciones basicas para En la practica necesitamos dos informaciones basicas para la seleccion de una bomba:la seleccion de una bomba:El Caudal y La Altura Total o La Presion necesaria en un El Caudal y La Altura Total o La Presion necesaria en un punto determinado.punto determinado.



AlturaAltura

(PIES)(PIES)

Cantidad de agua suministrada ( G P M)Cantidad de agua suministrada ( G P M)

La representación gráfica del funcionamiento de una bombaLa representación gráfica del funcionamiento de una bomba

lo hacemos a través de lo que llamamos CURVA DE LA BOMBA.lo hacemos a través de lo que llamamos CURVA DE LA BOMBA.

TDHTDH

CAUDALCAUDAL



Recordemos algunos Conceptos Basicos Recordemos algunos Conceptos Basicos de Hidraulica:de Hidraulica:

-Flujo-Flujo-Friccion-Friccion-Presion-Presion



La definición técnica de caudal o flujo es el resultado de la multiplicacion del Area x 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, velocidad. Es expresado en unidades de volumen entre tiempo. Es decir m3/seg, lts/min, lts/seg, gal/min como las mas comunes.lts/seg, gal/min como las mas comunes.Q = A x VQ = A x VPara nuestro interés, es la cantidad de agua que fluye por un tubo, en una unidad de tiempo.Para nuestro interés, es la cantidad de agua que fluye por un tubo, en una unidad de tiempo.

CAUDAL O FLUJOCAUDAL O FLUJO

PÉRDIDAS POR FRICCIÓNPÉRDIDAS POR FRICCIÓN::

Es el calor producido por dos superficies que se frotan, en nuestro caso el agua a través de 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:la tubería pierde altura debido a la fricción, esta pérdida depende de:

- Diámetro de la tuberíaDiámetro de la tubería- Largo de la tuberíaLargo de la tubería- El estado de la tuberíaEl estado de la tubería- El volumen de la corriente de agua (GPM)El volumen de la corriente de agua (GPM)- La velocidad del agua en el tuboLa velocidad del agua en el tubo



Es el resultado de la aplicacion de una fuerza sobre una Es el resultado de la aplicacion de una fuerza sobre una unidad de area. P= F/A. unidad de area. P= F/A. Es medida en unidades de fuerza sobre una unidad de Es medida en unidades de fuerza sobre una unidad de area (Kg/cm2 , Lb/in2 , etc).area (Kg/cm2 , Lb/in2 , etc).En muchas ocasiones, sobre todo en aplicaciones de En muchas ocasiones, sobre todo en aplicaciones de bombas, la presion es indicada en “metros de columna de bombas, la presion es indicada en “metros de columna de agua”.agua”.El concepto de presion, medido en metros de columna de El concepto de presion, medido en metros de columna de agua, es mas facil de explicar si analizamos el siguiente agua, es mas facil de explicar si analizamos el siguiente grafico.grafico.

PRESIÓNPRESIÓN



10 mts.10 mts.

1 m.1 m.1 cm.1 cm.

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 cm2Haciendo 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



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 alturade la columna de agua.Por esto podemos concluir que la presion puede ser expresada En “metros de columna de agua”, medida que es muy practicaEn cuestiones de bombeo. 1 mto de columna de agua (mca), esequivalente 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



LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS utilizan la presión producida por la ATMÓSFERA para LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS utilizan la presión producida por la ATMÓSFERA para hacer que el agua corra hacia la bomba.hacer que el agua corra hacia la bomba.

La PRESIÓN ATMOFÉRICA al nivel del mar equivale a 14.7 PSI =33.9 PIESLa 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 En un mundo perfecto, la mayor distancia a la que se alza el agua con una bomba centrífuga es 33.9 pies.bomba centrífuga es 33.9 pies.

La presión Atmosférica disminuye con la altura, 1 PSI por cada 2000 pies.La presión Atmosférica disminuye con la altura, 1 PSI por cada 2000 pies.



- Cantidad de Agua que necesita. (GPM)Cantidad de Agua que necesita. (GPM)

- Desde que lugar piensa tomar el agua. (PROFUNDIDAD)- Desde que lugar piensa tomar el agua. (PROFUNDIDAD)

- Qué presión necesita en el punto mas alto. (PSI)- Qué presión necesita en el punto mas alto. (PSI)

- Hasta donde piensa llevar el agua. (ALTURA) - Hasta donde piensa llevar el agua. (ALTURA)

Tenemos la necesidad de seleccionar una bomba de Tenemos la necesidad de seleccionar una bomba de agua, ya hemos visto como representamos agua, ya hemos visto como representamos graficamente el funcionamiento de una bomba (un graficamente el funcionamiento de una bomba (un conjunto de curvas), estos son los datos que conjunto de curvas), estos son los datos que necesitamos:necesitamos:



PP

H 1H 1

H 2H 2

UBICACION BOMBAUBICACION BOMBA

CISTERNACISTERNA

PRESION DE TRABAJOPRESION DE TRABAJO

LL

TDH = P + H1 + H2 + PRESION DE TRABAJO + PERDIDAS POR FRICCIONTDH = P + H1 + H2 + PRESION DE TRABAJO + PERDIDAS POR FRICCION

TDH, del termino en ingles TOTAL DYNAMIC HEAD (ALTURA DINAMICA TOTAL)TDH, del termino en ingles TOTAL DYNAMIC HEAD (ALTURA DINAMICA TOTAL)



-¿Cuántos BAÑOS tiene la edificación?-¿Cuántos BAÑOS tiene la edificación?

-¿Cuántas COCINAS tiene la edificación?-¿Cuántas COCINAS tiene la edificación?

-¿Cuántos LAVADEROS tiene la edificación?-¿Cuántos LAVADEROS tiene la edificación?

-¿Cuántos JACCUZI tiene la edificación?-¿Cuántos JACCUZI tiene la edificación?

-¿Cuántas LLAVES DE JARDÍN tiene la edificación?-¿Cuántas LLAVES DE JARDÍN tiene la edificación?

-¿Cuántos REGUILETES tiene el jardín?-¿Cuántos REGUILETES tiene el jardín?

- Cantidad de Agua que necesita. (GPM)Cantidad de Agua que necesita. (GPM)



Otros Datos importantes:Otros Datos importantes:-Factor de usoFactor de uso-Factor de SeguridadFactor de Seguridad-Presión Mínima de operaciónPresión Mínima de operación-Presión Máxima de operaciónPresión Máxima de operación-Pérdidas por Fricción-Pérdidas por Fricción



FACTOR DE USOFACTOR DE USO



- Cantidad de Niveles:- Cantidad de Niveles:

- Cantidad de Baños:- Cantidad de Baños:

2 2

3.53.5

- Cantidad de Cocinas:- Cantidad de Cocinas: 2 2

- Cantidad de Lavaderos:- Cantidad de Lavaderos:

AccesoriosAccesorios

11

- Cantidad Mangueras:- Cantidad Mangueras:

33

22

22

2222

TotalTotal

10.510.5

44

22

44

Total:Total: 20.520.5- Factor de uso:- Factor de uso: 0.600.60

- Factor de Seguridad:- Factor de Seguridad: 20%20% 20.5 x 0.60 x 1.20 = 14.76 GPM20.5 x 0.60 x 1.20 = 14.76 GPM

Ejemplo: Seleccionar una BOMBA para una residencia:Ejemplo: Seleccionar una BOMBA para una residencia:

Calculo practico del CAUDAL:Calculo practico del CAUDAL:



- Cantidad de Niveles:- Cantidad de Niveles:

- Altura por Nivel:- Altura por Nivel:2 2

2.7 x 2 x 3.28 = 17.71 pies2.7 x 2 x 3.28 = 17.71 pies

- Profundidad de la Cisterna:- Profundidad de la Cisterna: 2.7Mts 2.7Mts

- Presión necesaria en último nivel: 20 PSI- Presión necesaria en último nivel: 20 PSI 20 X 2.31 = 46.20 pies20 X 2.31 = 46.20 pies

- Altura mínima que debe alcanzar la bomba: 17.71 + 8.00 + 46.20 = 71.91 pies- Altura mínima que debe alcanzar la bomba: 17.71 + 8.00 + 46.20 = 71.91 pies

8.00 pies8.00 pies

Calculo practico del TDH (ALTURA DINAMICA TOTAL):Calculo practico del TDH (ALTURA DINAMICA TOTAL):



CARACTERISTICAS DE LA BOMBA A SELECCIONAR:CARACTERISTICAS DE LA BOMBA A SELECCIONAR:

- Capaz de entregar 14.76 GPM a una altura de 71.91 PIES - Capaz de entregar 14.76 GPM a una altura de 71.91 PIES

- Capaz de alcanzar: 71.96 + 46.20 =118.16 PIES = 51.12 PSI- Capaz de alcanzar: 71.96 + 46.20 =118.16 PIES = 51.12 PSI

71.91 / 2.31 = 31.12 PSI71.91 / 2.31 = 31.12 PSI



Ahora, teniendo esta informacion elegimos la bomba que nos Ahora, teniendo esta informacion elegimos la bomba que nos ofrezca el mercado que contenga estos puntos en la parte ofrezca el mercado que contenga estos puntos en la parte mas eficiente de la curva.mas eficiente de la curva.

EficienciaEficiencia

Funcionamiento de la BombaFuncionamiento de la Bomba

Caudal (GPM)Caudal (GPM)TD

H (

Alt

ura

Din

amic

a T

ota

l) (

Pie

s)T

DH

(A

ltu

ra D

inam

ica

To

tal)

(P

ies) Capacidad del MotorCapacidad del Motor

14.7614.76

71.9171.91

118.16118.16

6.856.85



EficienciaEficiencia

Funcionamiento de la BombaFuncionamiento de la Bomba

Caudal (GPM)Caudal (GPM)TD

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Pie

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(P

ies) Capacidad del MotorCapacidad del Motor

14.7614.76

71.9171.91

118.16118.16

6.856.85

NOTA: 1NOTA: 1

Si hacemos que la bomba trabaje a partir de este punto, entregando 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 cada vez mayor cantidad de agua y cada vez menos presion el motor se sobrecargara.se sobrecargara.

NOTA: 1NOTA: 1



En el anterior ejemplo, no hemos tomado en cuenta las perdidas por En el anterior ejemplo, no hemos tomado en cuenta las perdidas por friccion, generalmente para estos volumenes de agua las mismas no friccion, generalmente para estos volumenes de agua las mismas no suelen ser considerables, posiblemente 5 psi en el peor de los casos.suelen ser considerables, posiblemente 5 psi en el peor de los casos.

En edificios de apartamentos, donde la bomba se ha colocado a una En edificios de apartamentos, donde la bomba se ha colocado a una distancia mayor de 30 mts. de la distribucion del agua, seleccionar una distancia mayor de 30 mts. de la distribucion del agua, seleccionar una tuberia con diametro insuficiente puede llevarnos a necesitar una bomba tuberia con diametro insuficiente puede llevarnos a necesitar una bomba de mayor capacidad de la necesaria para poder compensar la cantidad de de mayor capacidad de la necesaria para poder compensar la cantidad de presion que se necesita para suplir la demanda. presion que se necesita para suplir la demanda.

Calculamos entonces las perdidas usando datos tabulados:Calculamos entonces las perdidas usando datos tabulados:

PERDIDAS POR FRICCION POR CADA 100 PIES DE TUBERIA DEPENDIENDO DEL 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 DIAMETRO DE LA TUBERIA Y EL VOLUMEN DE AGUA QUE FLUYE ATRAVES DE LA MISMA.MISMA.



DATOS TABULADOS SOBRE PERDIDAS POR FRICCION EN TUBERIAS DE ACERO, COBRE Y PLASTICODATOS TABULADOS SOBRE PERDIDAS POR FRICCION EN TUBERIAS DE ACERO, COBRE Y PLASTICO



DATOS TABULADOS SOBRE PERDIDAS POR FRICCION PRODUCIDOS POR LOS ACCESORIOS QUE DATOS TABULADOS SOBRE PERDIDAS POR FRICCION PRODUCIDOS POR LOS ACCESORIOS QUE USAMOS EN LAS TUBERIAS: CODOS, VALVULAS, CHEQUES ENTRE OTROS.USAMOS EN LAS TUBERIAS: CODOS, VALVULAS, CHEQUES ENTRE OTROS.



El dato mas critico al seleccionar bombas de grandes El dato mas critico al seleccionar bombas de grandes caudales es el NPSH, por sus siglas en ingles: NET POSITIVE caudales es el NPSH, por sus siglas en ingles: NET POSITIVE SUCTION HEAD es la altura hacia la cual a una bomba puede SUCTION HEAD es la altura hacia la cual a una bomba puede fluir el agua por efecto de la presion atmosferica, informacion fluir el agua por efecto de la presion atmosferica, informacion que tambien encontraremos en las CURVAS DE que tambien encontraremos en las CURVAS DE FUNCIONAMIENTO DE UNA BOMBA.FUNCIONAMIENTO DE UNA BOMBA.



Cada bomba, por su diseno tiene para cada punto de Cada bomba, por su diseno tiene para cada punto de operacion un NPSH requerido, Como determinamos entonces operacion un NPSH requerido, Como determinamos entonces si determinada bomba puede succionar agua desde un punto si determinada bomba puede succionar agua desde un punto determinado?determinado?

Buscamos la PRESION ATMOSFERICA en ese punto, le restamos la Buscamos la PRESION ATMOSFERICA en ese punto, le restamos la profundidad a la que se encuentra la superficie del agua con relacion a 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 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 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 bomba, entonces a la bomba le subira el agua hasta el impeller y esta podra bombearla.podra bombearla.



Luego de haber seleccionado la bomba que suple las necesidades del cliente, Luego de haber seleccionado la bomba que suple las necesidades del cliente, es necesario seleccionar el tanque de presión adecuado para automatizar el es necesario seleccionar el tanque de presión adecuado para automatizar el Sistema.Sistema.

Podemos elegir entre los TANQUES HIDRONEUMÁTICOS y los Podemos elegir entre los TANQUES HIDRONEUMÁTICOS y los TANQUES PRESURIZADOS.TANQUES PRESURIZADOS.

TANQUES PRESURIZADOS: aquellos en los cuales el agua y el aire se encuentranTANQUES PRESURIZADOS: aquellos en los cuales el agua y el aire se encuentranseparados por un DIAFRAGMA, son más eficientes y ocupan mucho menos espacio.separados por un DIAFRAGMA, son más eficientes y ocupan mucho menos espacio.

TANQUES HIDRONEUMÁTICOS: aquellos en los cuales agua y aire se mezclan.TANQUES HIDRONEUMÁTICOS: aquellos en los cuales agua y aire se mezclan.

El TANQUE DE PRESIÓN debe ser capaz de entregarnos, antes de que la bombaEl TANQUE DE PRESIÓN debe ser capaz de entregarnos, antes de que la bombavuelva a arrancar , por lo menos la misma cantidad de agua que nos suministra lavuelva a arrancar , por lo menos la misma cantidad de agua que nos suministra lala bomba en un minuto, esto nos garantiza un ahorro de energía y descanso parala bomba en un minuto, esto nos garantiza un ahorro de energía y descanso parala bomba. En caso de riego de jardines es preferible que se mantenga encendida.la bomba. En caso de riego de jardines es preferible que se mantenga encendida.



De esta manera podemos seleccionar de manera De esta manera podemos seleccionar de manera confiable la mayoria de las bombas centrifugas confiable la mayoria de las bombas centrifugas para las edificaciones residenciales, industriales y para las edificaciones residenciales, industriales y sistemas de riego.sistemas de riego.

Para las bombas sumergibles tomaremos en cuenta Para las bombas sumergibles tomaremos en cuenta otros datos importantes:otros datos importantes:

-Cantidad de agua que produce el pozo.Cantidad de agua que produce el pozo.- Nivel donde se estabiliza el agua cuando la bomba Nivel donde se estabiliza el agua cuando la bomba esta funcionando.esta funcionando.- Distancia minima a que debe colocarse la bomba Distancia minima a que debe colocarse la bomba con relacion al fondo del pozo.con relacion al fondo del pozo.



DATOS A TOMAR EN CUENTA EN EL MOMENTO DE SELECCIONAR UNA BOMBA DATOS A TOMAR EN CUENTA EN EL MOMENTO DE SELECCIONAR UNA BOMBA SUMERGIBLE.SUMERGIBLE.



PREGUNTASPREGUNTAS



Preparado por: Ing. Tabare Diaz NietoPreparado por: Ing. Tabare Diaz Nieto

G R A C I A SG R A C I A S

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