BOMBA MANUAL TIPO FLEXI

UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREALFACULTAD DE INGENIERA GEOGRFICA, AMBIENTAL Y ECOTURISMOESCUELA DE INGENIERA AMBIENTAL

Contenido1.INTRODUCCIN22.OBEJTIVOS22.1.OBJETIVO GENERAL22.2.OBJETIVOS ESPECFICOS23.ANTECEDENTES34.MARCO TERICO34.1.EL AGUA EN LA NATURALEZA34.1.1.AGUAS SUBTERRNEAS:44.1.2.USOS DEL AGUA SUBTERRNEA54.1.3.FORMAS DE USO DEL AGUA SUBTERRNEA54.2.BOMBA MANUAL65.BOMBA MANUAL TIPO FLEXI75.1.POZOS85.1.1.BOMBA MANUAL TIPO FLEXI/OPS96.ELABORACIN DE UNA BOMBA MANUAL TIPO FLEXI116.1.HERRAMIENTAS116.2.MATERIALES PARA UNA BOMBA DE 6 METROS116.3.PROCEDIMIENTO117.OPERACIN Y MANTENIMIENTO127.1.OPERACIN127.2.MANTENIMIENTO128.VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE USAR UNA BOMBA MANUAL TIPO FLEXI139.CONCLUSIN1310.BIBLIOGRAFA14

1. INTRODUCCIN

La disponibilidad de agua ha sido un elemento clave para el desarrollo de asentamientos humanos. los primeros pozos de explotacin de aguas subterrneas se perforaban a mano, con pico y pala, en aquellos terrenos donde el nivel freticos del acufero se situaba muy cerca de la superficie del terreno. El agua, en ese entonces, se extraa mediante poleas y posteriormente mediante impulsin animal.

A partir del siglo XXI, cuando el desarrollo tecnolgico permite extraer agua subterrnea de profundidades considerables. El desarrollo de las mquinas perforadoras conjuntamente con el de las bombas de extraccin, trajo consigo la perforacin de numerosos pozos y su explotacin a partir de la dcada de los cincuenta del pasado siglo.

De ah la importancia del estudio de bombas manuales aplicadas al abastecimiento de agua en diferentes lugares. En el siguiente informe detallamos los usos ms comunes que se le da al agua subterrnea, con ello tambin, las formas de extraccin de estas, siendo las principales las artesanales y las que se hace por medio de bombas manuales. Una de las bombas manuales ms comunes es la Bomba Flexi la cual est diseada para instalarse en pozos perforados a mano y con mquina, y tambin, para zonas rurales.

En los siguientes puntos detallamos caractersticas resaltantes, partes y procedimientos para hacer una Bomba Flexi.

2. OBEJTIVOS

2.1. OBJETIVO GENERAL

Conocer la forma de uso de la bomba manual tipo FLEXI.

2.2. OBJETIVOS ESPECFICOS

Explorar los antecedentes sobre el uso de las bombas manuales. Ver los procesos de elaboracin de una Bomba Flexi. Elaborar un modelo de Bamba Flexi. Realizar un video rescatando los puntos ms importantes del presente informe.

3. ANTECEDENTESSegn el Ministerio de Vivienda (MVCS: 2003), el 37% de la poblacin rural carece de servicios de agua potable y 70% de los de saneamiento, 59% no desinfecta el agua por carecer de los sistemas o insumos necesarios, cerca de 7.000 sistemas del mbito rural no cuentan con mtodos de desinfeccin. Adems, 30% de los sistemas de agua y saneamiento instalados han dejado de funcionar y 40% adicional est en riesgo de colapsar.

Una de las causas del fracaso de los sistemas de agua en el rea rural del Per se debi a la deficiente gestin e inadecuada operacin y mantenimiento por parte de las Juntas Administradoras de Servicios de Saneamiento (JASS)4, como consecuencia de la falta de organizacin y capacitacin.

Muchas veces, sobre todo en la costa, la nica fuente disponible es el agua subterrnea. La deteccin de acuferos explotables se realizar mediante estudios geofsicos y su explotacin puede hacerse mediante pozos artesanales o tubulares (Fondo Per Alemania). Pero donde el acceso al agua subterrnea es limitado, el aprovechamiento de agua almacenada en tanques subterrneos puede ser una solucin efectiva y de bajo costo. El agua que se guarda en la estacin de lluvias puede usarse en la temporada seca, extrayndola del tanque con una bomba de mecate o una bomba Flexi Emas, que puede elevar el agua hasta 30 metros.

Tomando como ejemplo al gobierno de Brasil, con el apoyo de organizaciones como UNICEF e IRCSA, dio comienzo a un programa para construir un milln de tanques de captacin de agua.

4. MARCO TERICO

4.1. EL AGUA EN LA NATURALEZA

El agua es un compuesto natural indispensable para el desarrollo de la vida. En el ambiente puede presentarse de tres maneras: slido (granizo, nieve), lquido (ros, lluvia, etc.) y gaseoso (vapor de agua). Las aguas se clasifican de acuerdo al siguiente esquema:

4.1.1. AGUAS SUBTERRNEAS:

Fig. N 01. Aguas subterrneas (Fuente: www.fing.edu.uy)

Lasaguas subterrneassonel agua situada por debajo de la superficie del suelo en los espacios porosos del suelo y en las fracturas de las formaciones rocosas.Una unidad de roca o un depsito no consolidado se denominaAcuferocuando se puede producir una cantidad de agua utilizable.

La profundidad a la que los espacios de los poros del suelo o las fracturas y los vacos en la roca a ser completamente saturados de agua se llamanCapa fretica.El agua subterrnea es recargada de, y eventualmente fluye hacia la superficie natural, la descarga natural a menudo se filtra, y se pueden formar los oasis o los humedales.Las aguas subterrneas tambin son a menudo extradas para usos agrcolas, municipales e industriales mediante la construccin y operacin de pozos de extraccin.

El estudio de la distribucin y el movimiento de las aguas subterrneas es lahidrogeologa.Normalmente, las aguas subterrneas son consideradas como agua lquida que fluye a travs de los acuferos poco profundos, pero tcnicamente tambin puede incluir: La humedad del suelo El permafrost (suelo congelado) El agua inmvil en el lecho de roca de muy baja permeabilidad. y profunda geotrmica. Agua de la formacin del petrleo.

Los acuferos Lo ms importante de las aguas subterrneas

Un acufero es una capa de sustrato poroso que contiene y transmite las aguas subterrneas.Cuando el agua no puede fluir directamente entre la superficie y la zona saturada del acufero, el acufero est confinado.Las partes ms profundas de los acuferos no confinados son generalmente ms saturados ya que la gravedad hace que el agua fluya hacia abajo.El nivel superior de esta capa saturada de un acufero confinado se denomina tabla de agua o tabla de la superficie fretica.Debajo de la capa fretica, donde por lo general todos los espacios porosos estn saturados con agua es la zona fretica.

El sustrato con baja porosidad que permite una transmisin limitada de las aguas subterrneas es conocido como unAcufero.

UnAcuferoes un sustrato con una porosidad que es tan baja que es prcticamente impermeable a las aguas subterrneas.

Problemascon las aguas subterrneas

Algunos problemas han afectado a la utilizacin de las aguas subterrneas en todo el mundo.As como las aguas de los ros se han usado en exceso y contaminado en muchas partes del mundo, tambin lo han hecho los acuferos.La gran diferencia es que los acuferos no estn a la vista.El otro gran problema es que losorganismos de gestin del agua potable de la ONUprcticamente no hacen nada.Este problema, aunque entiende por siglos, se ha mantenido, en parte por inercia y en parte por la rivalidad y la falta de comunicacin de los gobiernos. Lo que pone en gran riesgo las aguas subterrneas (www.ecologahoy.com).

4.1.2. USOS DEL AGUA SUBTERRNEAEl agua subterrnea es un recurso vital que proporciona la cuarta parte de toda el agua dulce destinada a la industria, agricultura y consumo humano. Pero no toda el agua es de buena calidad, existen problemas de contaminacin especialmente por contaminantes txicos provenientes de muchas fuentes.

SustanciasNiveles ml/l

Arsnico (As)0,05

Bario (Ba)1,00

Cadmio (Cd)0,01

Cromo (Cr+6)0,05

Cianuros (CN-)0,20

Fluoruro (F)2,00

Plomo (Pb)0,05

Selenio (Se)0,01

Plata (Ag)0,05

Tabla N 01: Niveles mximos de contaminantes (Fuente: www.dspace.espol.edu.ec)

4.1.3. FORMAS DE USO DEL AGUA SUBTERRNEA

a. Artesanal: cavando la tierra a profundidades menores (5 a 7 metros), y sacando el agua mediante polea o baldes.

b. Bombeo Manual: utilizando un equipo mecnico, esto es la Bomba Manual.

A continuacin se muestra una imagen de cada una para un mejor entendimiento.

Fig. N 02: pozos de agua subterrnea (Fuente: www.reddit.com).Fig. N 03: Extraccin de agua subterrnea a travs de una bomba manual (www.bvsde.ops-oms.org).

4.2. BOMBA MANUAL

Fig. N 04: Bomba manual (Fuente: www.tratamentodeagua.com.br).Es una maquina generadora que transforma la energa (generalmente energa mecnica) con la que es accionada en energa del fluido incomprensible que mueve. El fluido incompresible puede ser lquido y slidos como puede ser el hormign antes de fraguar o la pasta de papel. Al incrementar la energa del fluido, se aumenta su presin, su velocidad o su altura, todas ellas relacionadas segn el principio de Bernoulli (Fuente: S. Dalley).

5. BOMBA MANUAL TIPO FLEXI

Esta bomba se compone de dos tuberas flexibles concntricas de polietileno (politubo o poliducto) y una manivela de succin. La de mayor dimetro (25 mm) forma el cilindro de succin y la de menor dimetro (12 mm) simultneamente es el elemento mvil (pistn) y conducto para la salida del agua. Su funcionamiento es parecido al de las bombas de pistn con la nica diferencia que el agua se expulsa por el mismo pistn. La parte visible de la bomba Flexi-OPS es la manivela de succin que viene a ser el cabezal.

Esta bomba es totalmente artesanal y de fcil operacin y mantenimiento. El nombre FLEXI proviene de la flexibilidad de su diseo, es decir, que se puede instalar en un lugar conveniente y admite que se le haga adaptaciones. A pesar de tener un bajo costo y fcil instalacin, no est diseada para un uso fcil, puesto que la persona que la manipule tiene que absorber y empujar el agua del pozo y para ello requiere de fuerza para poder trabajar, sin embargo con esto se tiene la ventaja de conducir el agua a la distancia que el usuario sea capaz.

Este tipo de bomba est diseada para instalarse en pozos perforados a mano y con mquina, y tambin, para zonas rurales.

Fig. 05. Departamentos involucrados en el Estudio de Bombas Manuales por el Centro Panamericano de Ingeniera Sanitaria y Ciencias del Ambiente. Ancash Lambayeque Lima Loreto Puno Ucayali

5.1. POZOS

A. EXCAVADO

Los pozos son usados generalmente en zonas rurales y pueden ser construidos mediante excavacin manual, protegindose las paredes con anillos de concreto o mampostera a medida que se profundiza el pozo o de estructura hincada, en este caso la estructura inicialmente en la superficie se hunde por efecto de su peso propio al excavarse el terreno desde el interior de la estructura.

Cuando la excavacin es manual, el dimetro del pozo va a depender del espacio disponible para el trabajo de uno o dos hombres, de manera emprica se ha demostrado que el dimetro mnimo debe ser de un metro. Si se realiza un pozo de estructura hincada, requiere de personal calificado para su construccin y es generalmente utilizada en suelos arenosos o de poca cohesin.

Con respecto a la profundidad es del orden de 30 m. Depende tambin de la profundidad a la que se encuentre la napa fretica o acuferos.

B. PERFORADO

El pozo perforado o taladrado manual o mecnicamente, permite acceder a mayores profundidades y obtener mayores cantidades de agua. La construccin de esta clase de pozos suele ser ms rpida que la de los excavados a mano, aunque cuando los emplazamientos estn muy distantes, debe aadirse el tiempo necesario para trasladar el equipo. Pueden ser construidos en forma manual o mecnica.

Para una bomba Flexi, se recomienda que el pozo sea perforado y constar de las siguientes partes:

1. Plataforma: Es un brocal de concreto armado que sirve para fijar la bomba manual.2. Encamizado o entubado: Cuerpo de la bomba que est dentro del pozo perforado.3. Filtro: Se encuentra al final del pozo perforado, sirve para retener impurezas, permitiendo que pase agua limpia al encamizado o entubado.

Fig. 06. Pozo perforado y sus partes.

5.1.1. BOMBA MANUAL TIPO FLEXI/OPS

El encamisado del pozo se compone tubo de drenaje de PVC con un dimetro de 1 pulgadas. Dentro del acufero el tubo de PVC (encamisado) tiene perforaciones hasta una altura de 6 metros ms o menos. Un filtro de tela protege la parte perforada del encamisado. A lo largo de la parte perforada del encamisado el pozo se llena con arena, el resto del pozo se llena con arcilla. La bomba manual por si misma se compone de un tubo de polietileno de 1" (una pulgada), y un tubo de polietileno de 1/2" (media pulgada) conectado a un agarrador de fierro galvanizado de pulgada, a travs del cual sale el agua. Adems tiene un sistema de dos vlvulas que permiten el paso de agua en una sola direccin.Ya que el agua sale a travs del agarrador, se puede decir que la bomba manual FLEXI/OPS tiene el mismo principio de funcionamiento que la bomba tipo Blair utilizada en Zimbabwe, pero difiere cuanto a materiales, dimetros y vlvulas. El dimetro de la bomba tipo FLEXI/OPS es pequeo y los materiales son livianos, por lo que puede elevar fcilmente el agua desde una profundidad de agua subterrnea de 30 metros.Con relacin a la capacidad de bombeo, el principio de salida por el agarrador, permite que el agua salga con presin. La bomba puede suministrar agua hasta 30 metros de altura o hasta 300 metros de distancia horizontal. La bomba tiene un caudal promedio de 15 litros por minuto.

Empleo de la bomba en una viviendaLa bomba se puede ensamblar en el lugar, en un tiempo estimado de una hora, sin necesidad de utilizar herramientas especiales. Solo el agarrador de fierro galvanizado y las vlvulas son prefabricados por las microempresas.

Las vlvulas son fabricadas a partir de un tubo de PVC y canicas apropiadamente colocadas. Como se puede ver la instalacin de la bomba es tan rpida y tan sencilla como lo es su reparacin. La bomba puede ser extrada del pozo en no ms de unos minutos y el cambio de vlvulas no tarda ms que una hora.

La vida til de la bomba ha sido estimada en 3 a 6 aos. Despus de este perodo hay que reemplazar la bomba completamente, lo que toma el tiempo de 1 hora,

El costo de la bomba para Bolivia vara entre US$ 40 y US$ 60, dependiendo de la profundidad del agua subterrnea.

A continuacin, nos ayudaremos de una imagen para mostrar las partes de una Bomba Flexi

Fig. 07. Partes de una bomba tipo Flexi

A. CARCTERSTICAS RESALTANTES

La Te est enroscada a un pedazo de tubera galvanizada de 80 cm, colocada a presin en la biela. Cada extremo de la Te tiene un niple de 10 cm, tenindose uno de ellos tapado y la salida del agua por el otro. Al bajar la Te se expulsa el agua de la lnea de impulsin (cilindro); el agua pasa a la vlvula de salida, sube por el tubo de la biela, entra en el pedazo de tubera galvanizada, pasa a la Te y sale por el niple no tapado. La accin de bombeo en promedio puede extraer 0,4 litros de agua, para lograr tambin un promedio de 20 litros por minuto. El bombeo puede alcanzar a la salida, presiones de hasta 3 bars (2,9 kg/cm2; aproximadamente 29 m columna de agua); presin con la que es posible subir el agua hasta tanques elevados. Las vlvulas o cilindro inferior de la bomba, se fabrican con tubera de PVC, con rosca, en 19 o 12 mm con una bolita de cristal (canica bolincha) en su interior. Logrndose una mayor compresin al utilizar anillos de cuero o hule y en consecuencia mejor rendimiento.

6. ELABORACIN DE UNA BOMBA MANUAL TIPO FLEXI

6.1. HERRAMIENTAS

0

Mesa Cocina de gas Tenazas Comal de hierro o aluminio Lima Cepillo de acero Sierra Navaja Prensa de mesa Martillo Formn hechizo Cinta mtrica Tarraja Un balde con agua Escofina Llave Stilson Prensa tubular

6.2. MATERIALES PARA UNA BOMBA DE 6 METROS

1 Tubo PVC de 1/2 1 Tubo PVC de 1 1,10 m Tubo galvanizado de 1/2 1 T galvanizada de 1/2 Pega para PVC 5 cm Tubo galvanizado de 1 1 Tapn cierre galvanizado de 1/2 1 Codo galvanizado de 1/2 3 Adaptadores hembra de 1/2, de PVC 2 Adaptadores macho 1/2, de PVC 1 Pedazo de hule de llanta 2 canicas, chibolas o maules 2 Niples de 1/2 de 12cm galvanizados 1 Niple de 1/2 de 80 cm galvanizado 20 cm Faja de molino 1 Valvula check galvanizada de 1/2 2 m Manguera de 3/4

6.3. PROCEDIMIENTO

Dentro del proceso de elaboracin de la bomba EMAS, se utilizarn dos trminos muy conocidos por los fontaneros y albailes, pero que a algunas personas les parecern nuevos; estos son:

Campana: Se le llama al ensanchamiento de una punta del tubo para enchufar otro tubo; se logra ablandando el tubo mediante calor de llama, y luego se introduce a la parte ablandada otro tubo, generalmente del mismo diametro; luego se enfria la parte ensanchada con agua. Existen campanas normales y especiales, segn el diametro del tubo que se usa como ensanchador.

Reductor: Es el encojimiento del dimetro original de un tubo, mediante calor y ablandamiento con un molde que es normalmente la pared interior de otro tubo del mismo dimetro. (Un acople interior es un reductor sin ensanchamiento por campana). Existen tambin reductores especiales, segn el dimetro interior del molde.

Vlvula de pie: Perforar el tampn para que nos sirva como vlvula de pie (Hacer orificios). Proceder a poner el empaque elaborado de cuero o neumtico por la parte inferior de adentro hacia afuera con un tornillo y dos tuercas.

Se procede al armado, unir las dos piezas. Hay que tener mucho cuidado, el empaque debe ser de menor dimetro que la rosca del adaptador. Pegamos el tampn al tubo de 1 de 6 metros.

Vlvula de PistnDescripcin de como se hizo la chibola, de ah se obtiene la vlvula de pistnColocamos la vlvula de pistn en el tubo de 6 metros de 3/4El tamao de la tubera interna debe ser menor (unos 15 cm) que la de la tubera de dimetro mayor.Proceder a realizar el maneral (con la T acoplamos dos tubos una donde se sellara y el otro donde saldr el agua.)

Finalmente, introducir la tubera de dimetro menor a la de dimetro mayor.

7. OPERACIN Y MANTENIMIENTO

7.1. OPERACIN

Se entiende por operacin como la accin que permite mover la manija de bombeo de arriba hacia abajo y viceversa, permitiendo que el agua sea impulsada por el pistn y que salga por el surtidor o salida.

Fig. 08. Operacin de una Bomba Manual

7.2. MANTENIMIENTO

Son acciones que se realizan para: a) prevenir o evitar problemas en el funcionamiento de la bomba, b) corregir, cambiar o reparar partes de la bomba cuando sea necesario.

Las partes que necesitan mantenimiento permanente son: la vlvula del pistn, la vlvula de pie y la empaquetadura. Y la frecuencia con que se tiene que cambiar las vlvulas y empaquetaduras son despus del primer ao y cada vez que sea necesario y se puede percibir esto cuando

Para las vlvulas: a) disminucin del caudal o cantidad de agua bombeada.Para la empaquetadura: a) disminuye la presin y caudal del agua, b) se siente suelta y suave la bomba al manipularla.

A. LIMPIEZA DEL POZO

Tape con un tapn de madera o goma el orificio de salida de agua. Realice 20 bombeos en cada una de las posiciones sealadas. Provoque el rebose del agua por la cupla pequea. Sacar el tapn del surtidor y bombear varias veces, hasta que salga el agua utilizada en el lavado anterior. Una vez que el agua sale limpia, es seal que est en condiciones de ser utilizada.

Otros cuidados: Limpiar diariamente los alrededores del pozo. Colocar un cerco protector en piedra o alambre

8. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE USAR UNA BOMBA MANUAL TIPO FLEXI

VENTAJASDESVENTAJAS

Es una tecnologa fcil de construir, de bajo costo, poco mantenimiento y se complementa bien con las cisternas. Permite llevar al agua a puntos ms elevados que la fuente, hasta 40 mts de altura. Accesorios disponibles en el mercado local y nacional (ferreteras). Para la instalacin basta con una breve explicacin. El bombeo puede ser realizado por mujeres o nios en pozos poco profundos. Es un sistema mvil De pozos profundos (ms de 10 m) demanda bastante esfuerzo fsico para el bombeo. Para regar reas grandes se requiere de estar bombeando casi de forma permanente, por lo que prcticamente no es apropiada para stas. La capacidad de bombeo es baja (caudal) por lo que no permite satisfacer necesidades comunales. La vida til es relativamente corta

9. CONCLUSIN

10. BIBLIOGRAFA

http://www.vivienda.regioncusco.gob.pe/ scar Castillo R. (2005). Jalones sobre la modernizacin y descentralizacin en el rea andina: Las perspectiva de los servicios de agua y saneamiento en Per y Bolivia. Consejo Superior de Investigaciones Cientficas. Madrid-Espaa. http://www.cepes.org.pe/pdf/OCR/Partidos/servicios_agua_saneamiento/servicios_agua_saneamiento3.pdf http://www.bvsde.paho.org/eswww/revistas/Agua5/Agua5.html http://www.aq.upm.es/habitabilidadbasica/docs/recursos/articulos/manuales/2_1_1_abastecimiento_de_agua_captacion.pdf http://www.wsp.org/sites/wsp.org/files/publications/soluciones.pdf http://www.bvsde.ops-oms.org/bvsacd/cosude/xxv.pdf http://www.gwp.org/Global/GWP-SAm_Files/Publicaciones/Del-TEC/Aguas-Subterraneas.pdf http://www.emas-international.de/fileadmin/pics/virtueller_lehrgang/lehrbuecher/manual_EMAS_en_colores.pdf http://www.itacanet.org/esp/agua/Seccion%201%20Sistemas%20de%20agua%20en%20general/Soluciones%20Ingeniosas%20de%20Agua.pdf http://www.bvsde.paho.org/vivi/cd/inhem2/reunion/tcasanb2.htm#figura2 http://www.bvsde.ops-oms.org/bvsacd/cosude/xxv.pdf http://www.col.ops-oms.org/saludambiente/guia-bombas.htm#Bomba manual Flexi OPS http://www.fundesyram.info/biblioteca/displayFicha.php?fichaID=956 Manual de Captacin a Jass- Zona Valle Tropical. Gobierno Regional del Cusco