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DEFINICIONES VARIAS MOTOBOMBA: Dispositivo mecnico compuesto por la bomba propiamente tal y el motor que la acciona. Tienen por objeto impulsar o elevar agua, venciendo la fuerza de gravedad, desde un nivel inferior a otro superior. Potencia de un sistema de bombeo: el citado conjunto elevador (motor-bomba) deber vencer la diferencia de nivel entre los dos puntos, ms las prdidas de carga de todo el trayecto (prdida por friccin a lo largo de la tubera y prdidas locales debidas a las piezas y accesorios).

Se denomina: Hg = altura geomtrica, diferencia de nivel o altura esttica total. Hs = altura de succin o aspiracin. Altura del eje de la bomba sobre el nivel inferior. Esta altura no debe superar los 6 metros, pudiendo llegar a 7,5 m. en ubicaciones a nivel del mar. Hi = altura de impulsin. Altura del nivel superior sobre el eje de la bomba. Hf = prdidas de carga. Altura debida a las prdidas por friccin y piezas especiales. Hm = Altura manomtrica de elevacin. Carga para la cual debe ser calculado un sistema de bombeo. La potencia de un sistema de bombeo estar dada por:

en que : P = potencia en [cv] o prcticamente en [HP] ( 1 [cv] equivale a 0,986 [HP]) = peso especfico del lquido a ser elevado Q = caudal en [m3/seg] Hm = altura manomtrica en [m] = eficiencia del sistema de bombeo = motor bomba En la ecuacin anterior, admitindose una eficiencia global de 67% y expresndose el caudal en [l/seg], se puede escribir:

Curva caracterstica de una bomba: es la grfica correspondiente a los resultados de ensayo de una bomba funcionando con velocidad constante (nmero de revoluciones por minuto), los cuales son representados en diagramas mediante curvas de carga, eficiencia y potencia consumida, en relacin al caudal. Bombas trabajando en serie y en paralelo: Instalndose dos o ms bombas en serie, se debe considerar la suma de las alturas de elevacin que caracterizan a cada una de las bombas, admitindose el mismo caudal unitario. Si las bombas trabajaran en paralelo, se admite la misma carga total, sumndose los caudales de las unidades instaladas ya que no es alterada la carga total.

Hi

Hs

Hf

Hg = Hi + HsHm = Hg + Hf

75

mQHP =

50mQHP =

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Ejemplo: Si se tienen dos bombas con capacidad de 60 [l/s] y 45 [m] de carga total, el funcionamiento conjunto sera: Si estas dos bombas funcionasen en serie, podrn bombear los mismos 60 [l/s] contra una carga total de 90 metros. Si fuesen instaladas en paralelo, el caudal resultante ser de 120 [l/s] y la altura dinmica de elevacin continuar siendo de 45 [m]. Las bombas de capacidades diferentes funcionaran satisfactoriamente en paralelo, si ellas tuviesen caractersticas semejantes. Dimetro de la caera de impulsin: Tericamente el dimetro de una lnea de impulsin puede ser cualquiera. Si se adopta un dimetro relativamente grande, resultarn prdidas de carga pequeas y en consecuencia, la potencia del sistema de bombeo ser reducida. Las bombas sern de menor costo; sin embargo, el costo de la tubera de impulsin ser elevado. Si, al contrario, se establece un dimetro relativamente pequeo, resultarn prdidas elevadas, exigiendo mayor potencia de las mquinas. El costo de la tubera ser bajo y los sistemas de bombas sern costosos, consumiendo ms energa. Por lo anterior, se han determinado ecuaciones que permiten calcular el dimetro ms conveniente, para el cual el costo total de las instalaciones es mnimo. a) Instalaciones de funcionamiento contnuo, Bresse:

donde: K = coeficiente que depende del precio de la energa elctrica, de los materiales y de las mquinas empleadas en las instalaciones. K se encuentra entre 1 y 1,5. En la actualidad K=1,2. Q = caudal, en [m3/seg] D = dimetro impulsin, en [m]. b) Instalaciones que no son operadas contnuamente: Para establecer la dimensin (dimetro) de las lneas de impulsin de bombas que funcionan slo algunas horas por da, se ha propuesto la siguiente frmula:

Siendo: X = N de horas de bombeo por da 24 donde: Q = caudal, en [m3/seg] D = dimetro impulsin, en [m]. La tubera de succin se debe instalar con el dimetro comercial inmediatamente superior al determinado para la impulsin. Otra forma ms rpida de establecer el dimetro adecuado de una tubera de impulsin consiste en determinarlo imponiendo una velocidad de flujo alrededor de 1,5 (m/seg), para el caudal conocido.

QKD =

QXD 4/13,1=

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CAUDAL MXIMO DE UN MEDIDOR: es el gasto que por lo menos debe pasar por un medidor, cuando la prdida de carga entre sus orificios de entrada y salida, es igual a un valor convencional, fijado por las especificaciones adoptadas para su fabricacin, generalmente 10 [m.c.a.]. Este caudal de operacin del medidor slo debe darse por tiempos cortos (no ms de 5 minutos) y, en lo posible, una sola vez al da. Por ello, para dimensionar el medidor requerido en una instalacin que cuenta con estanque, debe calcularse considerando su caudal nominal (equivalente a la mitad del caudal mximo) como caudal de funcionamiento contnuo, que es el modo de trabajo del equipo cuando llena el estanque. COTA PIEZOMTRICA: cota o nivel de la columna de agua, respecto a un nivel de referencia adoptado. Esta denominacin proviene del dispositivo para medir presiones llamado tubo piezomtrico, o simplemente piezmetro, el cual consiste en la insercin de un tubo transparente en la tubera donde se quiere medir la presin. El lquido subir en el tubo piezomtrico a una altura h, correspondiente a la presin interna.

LONGITUD EQUIVALENTE: corresponde a las prdidas de carga singulares, es decir, aquellas ocasionadas por vlvulas y accesorios de unin, reemplazadas como longitudes equivalentes a tubos rectos. PRDIDA DE CARGA: es la prdida de energa que sufre el agua debido a los fenmenos de friccin interna y externa que caracterizan al agua como fluido, entre otras propiedades. En efecto, cuando un lquido fluye, se verifica un movimiento relativo entre sus partculas, resultando una friccin o rozamiento entre las mismas, denominada friccin interna o viscosidad, responsable de la resistencia a la deformacin de los lquidos. Este efecto puede ser evidenciado por el siguiente experimento: imprimindose a un cilindro, que contiene un lquido, un movimiento de rotacin en torno a su eje, despus de poco tiempo todo el lquido pasa a participar del mismo movimiento. Del mismo modo, existe una resistencia al movimiento de un fluido cuando ste escurre a lo largo de una superficie slida, fenmeno en el que se verifica la existencia de una capa del lquido, adherida a esta superficie, que no se pone en movimiento. En estas condiciones se debe entender que la friccin externa es una consecuencia de la accin de freno ejercida por esa capa estacionaria sobre las dems partculas en movimiento.

h

PIEZMETROS

NIVEL DE

COTAPIEZOMETRICA

PRESIONDISPONIBLE

REFERENCIA

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Por ello, en el flujo de agua dentro de una caera, se forma junto a las paredes una pelcula de lquido que no participa del movimiento, de tal modo que junto a la pared del tubo la velocidad es nula, siendo mxima en la parte central.

Es as que, a consecuencia de estos fenmenos de friccin, principalmente el de la viscosidad (friccin interna), el flujo del agua en las caeras se verifica siempre con una prdida de energa.

PRDIDADE

ENERGA

Principio de los vasoscomunicantes

Prdida de energa

Sin Flujo:

Con Flujo:

Esta prdida de energa es equivalente a una disminucin o prdida de la presin del agua. La prdida de carga a lo largo de una caera de instalacin tambin se ve incrementada por los accesorios que la componen, tales como coplas, codos, tees, vlvulas, llaves de salida, o cualquier otra singularidad que interrumpa la continuidad de una caera. Estas prdidas se denominan prdidas de carga singulares o locales. PRESIN DE AGUA: es la fuerza que provee la energa necesaria para el movimiento del agua dentro de las caeras, proporcionada por el desnivel existente entre la fuente de agua (cota del nivel de agua en reposo) y el punto de toma o llave de salida de sta. Este desnivel tambin se obtiene artificialmente mediante los sistemas de bombeo. La presin de agua se mide en varias unidades, siendo las ms utilizadas las siguientes:

EQUIVALENCIA DE UNIDADES Lb/plg2 Kg/cm2 m.c.a.

1 0,07 0,7. 14,286 1 10.

1,43 0,1 1 Lbs/plg2 (Libras por pulgada cuadrada)(p.s.i.) Kg/cm2 (kilogramos por centmetro cuadrado)m.c.a. (metros de columna de agua)

V = 0

V max